2025-02-28 3842 0
某水資源配置工程施工采用重力自流的無壓輸水方式，斷面型式為圓形，設(shè)計(jì)引水流量為110m3/s，包括輸水隧洞（TBM 隧洞、鉆爆隧洞）、交水口工程以及線路上的排水泵站、箱涵及施工支洞等主要建筑物以及為了完成建設(shè)內(nèi)容配套的相關(guān)的臨時(shí)工程、水保及環(huán)保等建筑物，主要建筑物級(jí)別為1級(jí)，進(jìn)場(chǎng)交通為專用道路，道路為四級(jí)公路，汽車荷載為公路-Ⅱ級(jí)。
圖 1 建筑物布置示意圖
2.施工工藝方案選擇
2.1 隧洞鉆爆段施工工藝方案選擇
2.1.1 洞口明挖支護(hù)施工方案選擇
1、洞口邊仰坡施工方案選擇
洞口段施工宜避開雨季及早完成。土質(zhì)及全風(fēng)化巖質(zhì)地層邊仰坡采用挖掘機(jī)配合人工，自上而下進(jìn)行開挖，強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化巖質(zhì)邊坡采用光面爆破工藝開挖，并用裝載機(jī)集碴，自卸汽車運(yùn)碴至棄土場(chǎng)。邊仰坡開挖前開挖天溝進(jìn)行截水、排水，開挖后盡快采取錨噴支護(hù)等措施進(jìn)行加固。具體施工方案見下表。
表2 洞口邊仰坡開挖及防護(hù)施工方案選擇
2、洞口支護(hù)施工方案選擇
表3 洞口支護(hù)施工方案選擇
2.1.2 隧洞開挖支護(hù)施工方案
根據(jù)本標(biāo)隧洞的特點(diǎn)、工期要求及施工程序安排，主洞鉆爆段開挖采用三臂鑿巖臺(tái)車鉆孔，其他工作面采用鉆架臺(tái)車配氣腿式鑿巖機(jī)鉆爆，洞內(nèi)均采用 3.0m3側(cè)卸式裝載機(jī)配 15t 自卸車出碴，施工按新奧法組織施工，根據(jù)環(huán)境及地質(zhì)條件、斷面大小、結(jié)構(gòu)形式、施工工期等因素選擇適宜的施工方法。其中Ⅱ、Ⅲ類圍巖按全斷面施工，IV 類圍巖采用臺(tái)階法施工、V 類圍巖采用“臺(tái)階法+環(huán)形開挖預(yù)留核心土法”施工。初期支護(hù)緊跟開挖面，及時(shí)施作；噴射混凝土采用濕噴工藝。根據(jù)圍巖類別，分別采用掛鋼筋網(wǎng)片、錨桿、鋼拱架、管棚、小導(dǎo)管等方案支護(hù)。爆破施工遵循原則：“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)，地質(zhì)超前預(yù)報(bào)”的原則進(jìn)行施工，以免巖體失穩(wěn)、震裂、松動(dòng)和塌方，并加強(qiáng)施工期的安全監(jiān)測(cè)。各類圍巖開挖方法如下：
1、Ⅱ、Ⅲ類圍巖洞段
Ⅱ、Ⅲ類圍巖洞段主要采用全斷面法施工。
表4 全斷面法施工順序
2、Ⅳ類圍巖洞段
Ⅳ類圍巖洞段采用臺(tái)階法開挖。開挖前視實(shí)際地質(zhì)情況必要時(shí)采用超前錨桿或注漿小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)，每層臺(tái)階開挖后及時(shí)進(jìn)行錨噴支護(hù)及鋼拱架支撐。
表5 臺(tái)階法施工順序
3、洞口及洞身Ⅴ類圍巖洞段
施工支洞洞口和洞身Ⅴ類圍巖洞段采用小導(dǎo)管超前支護(hù)，采用“臺(tái)階法+環(huán)形開挖預(yù)留核心土法”施工。
表 6 臺(tái)階法+環(huán)形開挖預(yù)留核心土法施工順序
4、洞內(nèi)支護(hù)
①地下洞室支護(hù)施工與開挖跟進(jìn)平行交叉作業(yè)，各工序間交替流水作業(yè)。同時(shí)根據(jù)圍巖變形監(jiān)測(cè)情況，及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。噴射混凝土作業(yè)緊跟開挖工作面，混凝土終凝后達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度在至下一循環(huán)施工。
②在松散、軟弱破碎的巖體中開挖洞室，為盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，采用邊開挖邊支護(hù)。
A.Ⅱ級(jí)圍巖施工流程：開挖→噴混凝土→打錨桿→噴混凝土，如此循環(huán)掘進(jìn)。
圖4 Ⅱ級(jí)圍巖支護(hù)設(shè)計(jì)圖
B.Ⅲ級(jí)圍巖施工流程：開挖→噴混凝土→打錨桿→掛網(wǎng)→噴混凝土，如此循環(huán)掘進(jìn)。
圖5 Ⅲ級(jí)圍巖支護(hù)設(shè)計(jì)圖
C.Ⅳ級(jí)圍巖施工流程：開挖→噴混凝土→打設(shè)錨桿、超前小導(dǎo)管→掛網(wǎng)→架設(shè)格柵拱架→噴混凝土，如此循環(huán)掘進(jìn)。
圖6 Ⅳ級(jí)圍巖支護(hù)設(shè)計(jì)圖
D.Ⅴ級(jí)圍巖施工流程：開挖→噴混凝土→打設(shè)錨桿、超前小導(dǎo)管→掛網(wǎng)→架設(shè)鋼拱架→噴混凝土，如此循環(huán)掘進(jìn)。
圖7 Ⅴ級(jí)圍巖支護(hù)設(shè)計(jì)圖
E.鉆爆段圍巖施工流程：開挖→噴混凝土→打設(shè)錨桿→掛網(wǎng)→架設(shè)鋼拱架→噴混凝土，如此循環(huán)掘進(jìn)。
圖 8 鉆爆段圍巖支護(hù)設(shè)計(jì)圖
③錨桿采用錨桿臺(tái)車鉆孔，局部地段采用氣腿式鑿巖機(jī)，人工配合平臺(tái)車安裝錨桿，錨桿注漿機(jī)注漿。
④噴混凝土采用總布置形成的拌合站拌制，有軌車進(jìn)行運(yùn)輸，采用濕噴機(jī)械手為主，濕噴機(jī)為輔助噴射混凝土。
2.1.3 隧洞 TBM 始發(fā)段及接收段開挖支護(hù)施工方案選擇
隧洞主洞 TBM 始發(fā)段分兩臺(tái)階施工，先對(duì)上臺(tái)階拱頂位置進(jìn)行鉆爆開挖，噴射混凝土支護(hù)，智能化模板臺(tái)車進(jìn)行一次混凝土襯砌成型及灌漿，下臺(tái)階滯后上臺(tái)階 2～3 個(gè)循環(huán)，然后進(jìn)行下臺(tái)階鉆爆開挖、噴射混凝土施工，組合鋼模板立模進(jìn)行混凝土襯砌施工。
2.1.4 爆破施工方法選擇
爆破作業(yè)時(shí)，按“一標(biāo)準(zhǔn)、二要求、三控制”的原則進(jìn)行光面爆破施工?！耙粯?biāo)準(zhǔn)”即一個(gè)控制標(biāo)準(zhǔn)；“兩要求”即鉆眼作業(yè)要求和裝藥聯(lián)線作業(yè)要求；“三控制”即控制鉆眼角度、深度、密度，控制裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)，控制測(cè)量放線精度。周邊眼間隔不耦合裝藥。裝藥時(shí)注意控制一次同時(shí)起爆的炸藥量，減少爆破振動(dòng)對(duì)圍巖的影響。重點(diǎn)控制周邊眼的裝藥量，采用小直徑連續(xù)裝藥，使藥量沿炮眼全長均勻分布。裝藥炮眼用炮泥堵塞，周邊眼堵塞長度不小于 40cm，輔助眼、底眼堵塞長度不小于 60cm。全斷面、微臺(tái)階、臺(tái)階法開挖采用直眼掏槽，掏槽眼加深 20cm，同時(shí)根據(jù)圍巖特點(diǎn)合理選擇周邊眼間距及最小抵抗線，輔助眼交錯(cuò)均勻布置，周邊眼與輔助眼眼底應(yīng)在同一垂直面上。每次爆破后檢查爆破效果，分析原因及時(shí)修正爆破參數(shù)，提高爆破效果，改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；根據(jù)巖層節(jié)理裂隙發(fā)育、巖性軟硬情況，修正眼距，用藥量，特別是周邊眼；根據(jù)爆破后石碴的塊度修正參數(shù)。石碴塊度小，說明輔助眼布置偏密；塊度大說明炮眼偏疏；根據(jù)開挖面凹凸情況修正鉆眼深度，爆破眼眼底基本上落在同一斷面上。
按光面爆破設(shè)計(jì)布眼，大型機(jī)械作業(yè)采用三臂鑿巖臺(tái)車，基本機(jī)械作業(yè)采用手持鉆機(jī)鉆孔，采用數(shù)碼雷管起爆系統(tǒng)，毫秒起爆。裝藥按鉆爆設(shè)計(jì)圖確定的裝藥量定人、定位、定段別，自上而下順序進(jìn)行。全斷面、臺(tái)階法、臺(tái)階法+環(huán)形開挖預(yù)留核心土法開挖均采用楔形掏槽，掏槽眼比其他孔眼超深 20cm。
2.2 隧洞 TBM 段施工方案選擇
2.2.1 TBM 施工總體程序
支洞及隧洞主洞 TBM 始發(fā)段鉆爆施工完成→TBM 洞外組裝→TBM步進(jìn)始發(fā)位置→TBM 聯(lián)機(jī)調(diào)試→TBM 始發(fā)→TBM 初始掘進(jìn) 200m 并具備皮帶機(jī)安裝條件→連續(xù)皮帶機(jī)及轉(zhuǎn)碴皮帶機(jī)安裝調(diào)試→TBM 掘進(jìn)→隧洞貫通→在隧洞內(nèi)接收端拆卸 TBM→通過大成支洞出洞。
2.2.2 TBM 運(yùn)輸方案選擇
TBM 自擬采購工廠運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)組在大潮支洞口組裝，運(yùn)輸階段我公司將配合廠家確定運(yùn)輸方案及運(yùn)輸線路，對(duì)需超寬、超限情況辦理相關(guān)手續(xù)，對(duì)需加寬、加固的道路改造或者加固。
2.2.3 TBM 組裝方案選擇
設(shè)備投入：350t 履帶吊一輛、150t 汽車吊一輛。TBM 主機(jī)及后配套在支洞口完成組裝，并將其沿軌道步進(jìn)至主隧洞的設(shè)計(jì)始發(fā)洞位置，進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。
2.2.4 TBM 洞內(nèi)材料運(yùn)輸方案選擇
材料運(yùn)輸方式為：有軌運(yùn)輸方式；洞內(nèi) TBM 掘進(jìn)段采用內(nèi)燃機(jī)車+有軌運(yùn)輸方式，隧洞軌道布置為單線軌道，并在每 5~6km 位置設(shè)置一個(gè)固定道岔錯(cuò)車。
2.2.5 TBM 施工排水方案選擇
主要采用臨時(shí)管道+順坡排水方式，沿隧洞布置排水管。在 TBM 出發(fā)井內(nèi)設(shè)集水井，將集水從集水井中統(tǒng)一排到主洞與支洞交叉洞室處理。主洞與支洞交叉洞室設(shè)置集水井，采用臨時(shí)管道+反坡抽水方式，沿支洞布置排水管將水從集水井中統(tǒng)一抽排到洞外污水處理站處理。
2.2.6 TBM 出碴方案選擇
碴料運(yùn)輸在前期皮帶機(jī)不具備安裝條件，采用碴斗車出碴；在皮帶機(jī)系統(tǒng)形成后采用連續(xù)皮帶機(jī)運(yùn)輸。連續(xù)皮帶及轉(zhuǎn)碴皮帶機(jī)帶寬均為 1000mm，連續(xù)皮帶機(jī)布置在隧洞掘進(jìn)方向的左側(cè)，轉(zhuǎn)碴皮帶輸送至臨時(shí)棄土場(chǎng)，然后再用裝載機(jī)裝自卸車運(yùn)輸至碴場(chǎng)堆存。
2.2.7 TBM 拆卸方案選擇
TBM 掘進(jìn)完成后，在主洞設(shè)計(jì)的主洞拆卸洞室段拆除 TBM，TBM 拆除采用一臺(tái) 200/30T 龍門吊，龍門吊布置拆卸洞室?guī)r錨梁上。
2.3 隧洞混凝土施工方案
2.3.1 TBM 隧洞混凝土施工方案
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，隧洞 TBM 段需要襯砌洞段總長 13.255Km，根據(jù)襯砌臺(tái)車的長度，總體按照每段 12m 長設(shè)置一條環(huán)向變形縫，TBM 段襯砌類型為ⅡWT型、ⅢWT-A 型、YWT 型、ⅢWT-B 型、ⅣWT 型、ⅤWT-A 型、ⅤWT-B 型、敞開式 TBM 蝕變巖體段支護(hù)等 8 種支護(hù)類型，成型斷面直徑為 8.1m、8.2m、8.4m。
1、初期支護(hù)
ⅢWT-A 型、ⅢWT-B 型斷面初期支護(hù)采用邊頂拱 270°噴射 C25 聚丙烯粗纖維混凝土，TBM 掘進(jìn)過程中同步進(jìn)行邊頂拱混凝土噴射施工。YWT 型、ⅣWT 型、ⅤWT-A 型、ⅤWT-B 型斷面初期支護(hù)采用鋼拱架安裝，邊頂拱 270°噴射 C25 聚丙烯粗纖維混凝土，TBM 掘進(jìn)過程中同步進(jìn)行初期支護(hù)混凝土噴射施工，施工材料、混凝土直接由支洞洞口運(yùn)輸至施工位置，配置 1 臺(tái)濕噴機(jī)械手噴射。
2、二次襯砌
TBM 段襯砌類型為ⅡWT 型、ⅢWT-A 型、YWT 型、ⅢWT-B 型、ⅣWT 型、ⅤWT-A 型、ⅤWT-B 型、敞開式 TBM 蝕變巖體段支護(hù)等 8 種支護(hù)類型，成型斷面直徑為 8.1m、8.2m、8.4m，底部 90°仰拱底板采用兩臺(tái) YQS-60G 自行式棧橋（自帶模板）分段澆筑。邊頂拱 270°共采用 2 臺(tái) 13m 智能化模板臺(tái)車（12m 一模）進(jìn)行混凝土襯砌施工，施工程序如下：
TBM 掘進(jìn)一段距離后，1#、2#、3#智能化模板臺(tái)車在洞內(nèi)物料轉(zhuǎn)換段進(jìn)行拼裝，臺(tái)車拼裝完成后進(jìn)行 TBM 段同步襯砌（每臺(tái)智能化模板臺(tái)車保持 12m 施工步距，保證每臺(tái)智能化模板臺(tái)車在洞內(nèi)互不干擾）；當(dāng)二次襯砌與掌子面安全步距無法保證時(shí)，1#、2#智能化模板臺(tái)車采用跳倉法交替施工。施工材料、混凝土直接由大潮支洞洞口運(yùn)輸至施工位置，混凝土采用泵送入倉。二次襯砌施工按 4 天/倉考慮。智能化模板臺(tái)車施工完成后在 TBM 拆解洞室依次拆解由大成支洞運(yùn)輸出洞后。
圖9 TBM 隧洞同步襯砌布置圖
2.3.2 鉆爆隧洞混凝土施工方案
1、鉆爆隧洞普通段
襯砌混凝土分 2 步施工，按先澆筑底板，再澆筑邊頂拱的流程進(jìn)行。底板采用自行式棧橋澆筑，邊頂拱采用 12m 智能二襯臺(tái)車一次澆筑成型。洞身襯砌均按照 12m每段分倉?；炷敛捎密壍朗交炷淋囘\(yùn)輸，HBT80 泵泵送入倉。邊頂拱澆筑時(shí)兩側(cè)對(duì)稱下料，插入式振搗器振搗密實(shí)，并輔以附著式振搗器進(jìn)行振搗。
2、鉆爆隧洞連接段
襯砌混凝土分 2 步施工，按先澆筑底板，再澆筑邊頂拱的流程進(jìn)行。底板采用自行式棧橋澆筑，邊頂拱用工字鋼加工一臺(tái)二襯臺(tái)架，臺(tái)架設(shè)置支撐架桿，采用50cm*50cm 小鋼模拼裝底模一次澆筑成型?；炷敛捎密壍朗交炷淋囘\(yùn)輸，HBT80泵泵送入倉。邊頂拱澆筑時(shí)兩側(cè)對(duì)稱下料，插入式振搗器振搗密實(shí)。
2.4 隧洞通風(fēng)方案選擇
本工程隧洞通風(fēng)方案分兩期進(jìn)行，具體如下：第一期先施工支洞，采用壓入式通風(fēng)，風(fēng)機(jī)設(shè)置在支洞洞口。
圖10 第一期隧洞通風(fēng)布置圖
第二期施工云開山隧洞鉆爆段與TBM 段，采用壓入式通風(fēng)，在支洞洞口設(shè)置兩臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)分別用于隧洞鉆爆段開挖與 TBM 掘進(jìn)段的供風(fēng)，局部排風(fēng)按每1000m 設(shè)置一組小型排風(fēng)扇進(jìn)行排風(fēng)，支洞與主洞交叉口單獨(dú)設(shè)置一組射流風(fēng)機(jī)向支洞洞口排風(fēng)；在云開山隧洞出口設(shè)置一臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)供風(fēng)，局部設(shè)置小型排風(fēng)扇進(jìn)行排風(fēng)。
圖11 第二期隧洞通風(fēng)布置圖
2.5 隧洞供電方案選擇
2.5.1 TBM 段
布置雙路高壓電纜，采用 10kV 高壓電纜用于洞內(nèi)照明、抽排水及其它設(shè)備供電；采用 20kV 高壓電纜主要用于 TBM 主機(jī)供電。TBM 主機(jī)供電 20kV 電纜采用交聯(lián)聚乙烯 3×120+50m ㎡電纜，自 TBM 出發(fā)洞外接線端引接；10kV 電纜采用交聯(lián)聚乙烯銅芯 3×95+35m ㎡電纜供電，并間隔 1000m布置一臺(tái) 10/0.4 變壓器，容量根據(jù)布置情況設(shè)置。10kV、20kV 高壓線路每 500m 延伸一次，接頭采用高壓接線分支箱連接。
2.5.2 鉆爆段
洞內(nèi)按要求布設(shè)，做好洞內(nèi)排水，380V 動(dòng)力線與照明線。
2.6 隧洞排水方案選擇
主洞 TBM 段通過排水溝自流+集水坑抽排至支洞與主洞交匯區(qū)的集水坑統(tǒng)一抽排至洞外。支洞施工工區(qū)主洞鉆爆段通過集水坑抽排至大潮支洞與主洞交匯區(qū)的集水坑統(tǒng)一抽排至洞外。
支洞通過在與主洞交匯區(qū)設(shè)置大集水坑統(tǒng)一抽排至洞外污水處理設(shè)施處。隧洞出口施工工區(qū)主洞鉆爆段通過排水溝自流至洞外集水坑處，抽排至污水處理設(shè)施處。
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