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深圳東部供水工程Ⅲ標(biāo)段隧洞的施工技術(shù)

2010-04-15 14:25    【  【打印】【我要糾錯】

  一、工程概況

  深圳市東部供水水源工程ⅲ標(biāo)段隧洞工程,全長2847m,包括#2隧洞出口1190m和#3隧洞進口1657m。隧洞斷面為圓拱直墻型,圓拱半徑為205m,直墻高32m,凈高525m,寬41m,遠期設(shè)計流量為18~24m3/s。#3隧洞進口段地質(zhì)條件惡劣,故在離進口洞口約400m的位置,增設(shè)了一條53m長的施工支洞,施工支洞斷面為寬45m,高525m。進入主洞后,開辟了往上下游掘進的兩個工作面,避免了進口段施工對總進度的嚴(yán)重影響。

 、(biāo)段隧洞段,有5%的隧洞段地質(zhì)條件較差,運用新奧法技術(shù),采取了分?jǐn)嗝婕靶》秶_挖、超前錨桿和鋼拱架、及時噴錨支護、模筑混凝土,支護緊跟等施工方案及施工技術(shù)。

  二、施工布置

  采取“大型集中、小型分散”的布置原則,將兩洞口工作面共用的碎石生產(chǎn)系統(tǒng)和混凝土拌和系統(tǒng)、機電車間等,集中布置在#2隧洞出口工區(qū),其他設(shè)施按施工需要布置。

  1混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)碎石生產(chǎn):首先在洞口右側(cè)渣場上建立起2臺20匹的碎石生產(chǎn)系統(tǒng),利用皮帶機將破碎后的石料,提升輸送到篩分樓進行篩分。生產(chǎn)能力為80~100m3/臺班。

  混凝土拌和站:在碎石生產(chǎn)系統(tǒng)旁約15m布置混凝土拌和站。拌和站配置2臺10m3汽腿式拌和機、上料皮帶機、2臺電動壓氣機、50m3散裝水泥罐,以及電子稱配料系統(tǒng)。采用散裝水泥拌和的生產(chǎn)系統(tǒng),生產(chǎn)能力為150m3/臺班以上。

  2供電在兩洞口附近各布置一臺315kva變壓器,并各配置了一座配電房,給洞外、洞內(nèi)提供380v動力電。

  三、開挖方案及方法

  1方案選擇總體上采用了“先開挖后模筑混凝土”的施工程序。這有利于發(fā)揮先進設(shè)備的作用,減小開挖與模筑在小斷面隧洞施工中的相互干擾。在#2隧洞出口工作面,采用了多臂鉆鉆孔、小型反鏟裝渣、汽車運輸?shù)氖┕し桨。?隧洞進口由于洞口近100m的地質(zhì)不良,采用了手風(fēng)鉆鉆孔、小型反鏟裝渣、汽車運輸?shù)氖┕し桨浮?

  隧洞開挖均采用全斷面鉆爆法施工,周邊采用光面爆破。

  2#2隧洞口工區(qū)

  ①地質(zhì)條件#2隧洞穿越中上侏羅統(tǒng)高基坪第二亞群火山巖,巖性為酸—中性淺成霏細斑巖,主要由石英、云母、角閃石和輝石組成,石質(zhì)致密堅硬、呈塊狀砌體結(jié)構(gòu)。ⅱ、ⅲ類圍巖占總洞長的96.6%,地質(zhì)條件較好,圍巖自穩(wěn)能力較強,有利于隧洞開挖施工。#2隧洞出口段,主要節(jié)理和裂隙的走向在80°~150°之間,隧洞軸線方位角215°,即大部分節(jié)理和裂隙的走向與洞軸垂直或大角度相交。主要節(jié)理的傾角在80°~90°之間,地下水情況良好,僅部分洞段有少量涌水、滴水,對施工沒有造成什么影響。

 、谑┕し椒ǎ2隧洞出口采用傳統(tǒng)的鉆爆法施工,除洞口段近40m洞長采用上、下半洞的臺階開挖外,其余全部采用全斷面開挖。工藝流程如下:測量放樣→臺車鉆孔→裝藥起爆→通風(fēng)排煙→安全處理→出渣(→噴錨支護)

  ③工序說明鉆孔:采用三臂鉆鉆孔,孔徑46mm,孔深度38m,循環(huán)進尺3.0~38m,采用單個或兩個75mm大空孔的直眼掏槽方式;周邊孔孔距40~50cm,光爆孔密集系數(shù)k(k=e/w,e—光爆孔孔距w—光爆層厚)0.6~0.8。爆破:采用塑料導(dǎo)爆管的非電趕快爆網(wǎng)絡(luò),實施微差爆破。周邊孔采用間隔裝藥結(jié)構(gòu),不耦合系數(shù)19左右。通風(fēng)排煙:采用2×375kw鼓風(fēng)機,吸出單向排煙。噴錨支護:采用手持式噴混凝土機噴混凝土,錨桿施工采用手風(fēng)鉆鉆孔、注漿機注漿,“先灌后插”,人工插錨桿。3#3隧洞進口

 、俚刭|(zhì)條件#3隧洞進口洞位于一山坡坡腳的小沖溝中,植被茂盛,地下水出露,且終年不斷水。明挖時,土呈泥漿狀,邊坡難以形成。其余隧洞段圍巖土體松散,且有孤石,根本沒有自穩(wěn)能力,掌子面極易失穩(wěn),并且無法集中排水。②施工要點a超前支護,分?jǐn)嗝骈_挖,減少圍巖一次性暴露面,必須及時進行噴錨支護。b開挖成洞后,模筑混凝土緊跟。c加強收斂量測,校核一次支護。

 、凼┕し椒ú捎瞄L臺階法,分上、下半洞開挖,而且上半洞超前下半洞20~30m。

  a上半洞開挖。工藝流程:測量放樣→超前錨桿施工→上半洞分部位開挖及一次支護→安裝鋼拱架→徑向錨桿施工→噴混凝土→掛鋼筋網(wǎng)、復(fù)噴混凝土。上半洞采取鋤頭、鐵鍬進行人工開挖,手推斗車出渣至洞外的方法進行。開挖過程中,將隧洞上半斷面分成幾塊來開挖,每挖一塊至規(guī)格后,就掛網(wǎng)噴混凝土對開挖面進行封閉。對于小孤石,采用風(fēng)鉆打孔強行尖破,保留規(guī)格外部分。錨桿施工采用手風(fēng)鉆鉆孔,人工插錨桿,手持式噴混凝土機噴混凝土,人工安裝鋼拱架。

  b下半洞開挖。工藝流程:測量放樣→下半洞兩側(cè)分部位開挖及一次支護→安裝鋼拱架腿→徑向錨桿施工→噴混凝土→掛鋼筋網(wǎng)、復(fù)噴混凝土。下半洞開挖的程序是,先人工開挖支護斷面兩側(cè)部分,安裝拱架腿,再次噴錨支護后,挖除斷面中間部分。下半部開挖前,先在半拱拱架腳處,焊接安裝4~5英寸鋼管的對撐,下部開挖后,圍巖暴露面加大,側(cè)壓力帶來的兩側(cè)墻內(nèi)收斂變形量得到了有效的控制,確保了隧洞的安全。下半洞采用0.3m3小反鏟開挖中間部分土方、代修邊墻規(guī)格的方法,采取分層開挖,分層一次支護的方案。根據(jù)圍巖情況,挖一層錨噴支護一層。巖渣用輪式裝載機運至洞外。

 、芤淮沃ёo參數(shù)鋼拱架采用16cm工字鋼彎制,排距0.8~1.0m;超前錨桿采用32鋼筋,l=4~6m,環(huán)向間跨為@10~15cm;夾拱架徑向錨桿采用了20、25和32的鋼筋,l=3~4m;拱架間亦用相同錨桿連接;鋼筋拱架與拱架之間用25或18鋼筋焊接連接,環(huán)向為@15~25cm;鋼筋網(wǎng)采用6鋼筋,環(huán)向布置,間距10cm,綁扎于連接鋼筋的外側(cè)。噴混凝土厚度15~30cm.上半拱拱架腳用工字鋼(16~20cm)平放作拱架底梁(每榀拱架的底梁均前后相互焊接連接起來,使其聯(lián)合受力),底梁下面加打32鋼筋,l=3~4m的水平向和豎向錨桿,焊成底梁承架,防止拱腳下沉,加大拱架的承載力。

  四、模筑混凝土施工隧洞

  襯砌絕大部分為素混凝土,澆筑完底板混凝土后,再進行邊頂混凝土的澆筑。底板混凝土采用60m3混凝土拌和車直接將混凝土運輸入倉的方法。邊頂混凝土的施工,采用長度為12m的螺桿調(diào)節(jié)鋼模臺車,60m3混凝土攪拌車運輸混凝土進洞,用混凝土泵將混凝土壓入倉內(nèi)。其工藝流程如下:基礎(chǔ)面清洗→輔軌道、安裝止水條→臺車就位(模板面處理)→臺車支模就位、固定(測量復(fù)核)→安裝封頭模板→澆筑混凝土→養(yǎng)護→脫模、臺車移位

  五、施工管理措施

  1.堅持以技術(shù)管理為龍頭,實現(xiàn)全過程控制。

  2.嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”,突出工序轉(zhuǎn)換權(quán)。

  3.加強現(xiàn)場管理,堅持每周的現(xiàn)場生產(chǎn)例會,嚴(yán)格墻報施工記錄。

  4.規(guī)范資料管理,推廣應(yīng)用計算機技術(shù)。鐵鍬進行人工開挖,手推斗車出渣至洞外的方法進行。開挖過程中,將隧洞上半斷面分成幾塊來開挖,每挖一塊至規(guī)格后,就掛網(wǎng)噴混凝土對開挖面進行封閉。對于小孤石,采用風(fēng)鉆打孔強行尖破,保留規(guī)格外部分。錨桿施工采用手風(fēng)鉆鉆孔,人工插錨桿,手持式噴混凝土機噴混凝土,人工安裝鋼拱架。

  下半洞開挖。工藝流程:測量放樣→下半洞兩側(cè)分部位開挖及一次支護→安裝鋼拱架腿→徑向錨桿施工→噴混凝土→掛鋼筋網(wǎng)、復(fù)噴混凝土。下半洞開挖的程序是,先人工開挖支護斷面兩側(cè)部分,安裝拱架腿,再次噴錨支護后,挖除斷面中間部分。下半部開挖前,先在半拱拱架腳處,焊接安裝4~5英寸鋼管的對撐,下部開挖后,圍巖暴露面加大,側(cè)壓力帶來的兩側(cè)墻內(nèi)收斂變形量得到了有效的控制,確保了隧洞的安全。下半洞采用0.3m3小反鏟開挖中間部分土方、代修邊墻規(guī)格的方法,采取分層開挖,分層一次支護的方案。根據(jù)圍巖情況,挖一層錨噴支護一層。巖渣用輪式裝載機運至洞外。

延伸閱讀:排水 供水 隧洞
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