小斷面引水隧洞施工探討

1、小斷面引水隧洞施工探討摘要：引水隧洞是輸水工程的主要組成項(xiàng)目之一，長期以來由 于輸水隧洞斷面小，長隧方案難以實(shí)施，常成為項(xiàng)目方案比選的重點(diǎn)，也是項(xiàng)目施工的控制點(diǎn)。六盤水市玉舍 供水工程嘎木隧洞全長，襯砌后凈空為X馬蹄形斷面。小斷而隧洞施工難以實(shí)現(xiàn)開挖與襯砌平行作業(yè)，嘎木 隧洞按先行開挖和初期支護(hù)，待洞身開挖貫通后再進(jìn)行混凝土襯砌的施工程序，投入配套的非標(biāo)機(jī)械設(shè) 備組成開挖、混凝土襯砌作業(yè)線，提高單項(xiàng)工序的生產(chǎn)能力和設(shè)備利用率，大幅壓縮了工期、降低了成木，實(shí)現(xiàn)了 預(yù)期的質(zhì)量、安全和工期目標(biāo)。關(guān)健詞：小斷輸水隧洞長距離獨(dú)頭施工綜合配套技術(shù)一、工程概況六盤水市玉舍供水工程嘎木隧洞長，是玉舍供水工程的

2、輸水道組成之一。隧洞進(jìn)口位于珠江流域北盤江支流舍嘎河下方，出口與下游方發(fā)塘隧洞相連。坡降1/1500，設(shè)計(jì)流量m3/秒，最大流量m3/秒；隧洞為無壓隧洞，襯砌后凈空為X馬蹄形斷面，隧洞穿過地層進(jìn)口端735m為煤系地層，其余為軟質(zhì)巖類，局部破碎穩(wěn)定性差。二、問題的提岀嘎木隧洞橫斷面凈空小，最大獨(dú)頭施工長度在2km 左右，若采用開挖與襯砌逐段順序作業(yè)，則工效低，工 作面轉(zhuǎn)換時(shí)間長，且難以選配機(jī)械設(shè)備；僅靠小型機(jī)具 操作，進(jìn)度慢，隨著洞身的延伸，運(yùn)輸困難，施工難度 更大。針對這種狀況，尋找一種快速的施工組織模式， 采用配套的專項(xiàng)機(jī)械設(shè)備組成機(jī)械化施工作業(yè)線，形成 較高的、均衡的生產(chǎn)能力是確保項(xiàng)目按期

3、完成的關(guān)鍵。 在小斷面引水隧洞內(nèi)采用機(jī)械設(shè)備配套技術(shù)組成 隧洞開挖與混凝土襯砌作業(yè)線，存在以下難點(diǎn)：1. 要求洞內(nèi)運(yùn)輸設(shè)備容量大、運(yùn)輸能力大，如此 可以減少工序銜接時(shí)間；要求運(yùn)輸設(shè)備橫截而小、機(jī)動 性強(qiáng)，減小與洞內(nèi)其它設(shè)施之間的干擾；2. 嘎木隧洞開挖凈空為m X m,襯砌后凈 空為m X m （馬蹄形斷而），洞身襯砌為全斷 面一次成型，因此難以組織開挖與襯砌實(shí)施平行作業(yè)。3. 若采取洞身開挖完成后再進(jìn)行混凝土襯砌，則從洞身開挖成型到混凝土襯砌完成間隔時(shí)間過長，期間 為確保洞身圍巖穩(wěn)定，需加強(qiáng)日常監(jiān)控量測，及時(shí)對洞 身變形地段采取臨時(shí)補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)措施。經(jīng)過對嘎木隧洞的多方案比較分析，確定的基木 施

4、工順序?yàn)椋憾瓷黹_挖完成后再進(jìn)行混凝土襯砌，在洞 身開挖成型后輔以補(bǔ)強(qiáng)臨時(shí)支護(hù)措施保證在隧洞未襯砌 之前的洞身穩(wěn)定，如此可以避開洞身開挖與襯砌作業(yè)兩 條施工作業(yè)線之間的運(yùn)輸干擾?？傮w施工順序?yàn)樗矶撮_ 挖期間組織開挖及初期支護(hù)兩條作業(yè)線，兩工作而平行 向縱深掘進(jìn)；洞身開挖及初期支護(hù)結(jié)束后再進(jìn)行混凝土 襯砌作業(yè)，期間由里向外組織混凝土襯砌、鋼筋綁扎、 工作面清理三個(gè)工作而向外退出。選用有軌運(yùn)輸設(shè)備組成開挖、襯砌運(yùn)輸作業(yè)線，經(jīng)比選確定開挖作業(yè)線的組成為：氣腿式鑿巖機(jī)鉆孔，60m3/h耙斗式裝巖機(jī)裝12 t電瓶車牽引8m3梭式 礦車岀硝；洞身混凝土襯砌作業(yè)線組成為：模型采用 23套定型組合鋼模交替倒益，

5、用12 t電瓶車牽引 6m3軌行式混凝土輸送車運(yùn)輸混凝土至工作面，泵送混 凝土入模。通過設(shè)備的選型和配套，以實(shí)現(xiàn)了較高的、 穩(wěn)定的生產(chǎn)能力。三、嘎木隧洞總體施工布置總體施工方案；長隧短做，按“兩平一斜、三工區(qū)、 四工作面”布置，即；設(shè)進(jìn)口工區(qū)、出口工區(qū)、斜井工 區(qū)，其中；斜井工區(qū)、進(jìn)口工區(qū)主攻向?yàn)檫M(jìn)口端及煤系 地層。整個(gè)隧道地質(zhì)復(fù)朵、埋深大、工作面狹小、單口 施工距離較長，如何組織實(shí)現(xiàn)快速施工，選配適當(dāng)?shù)臋C(jī) 械設(shè)備、確定正確的施工方法，十分關(guān)鍵。我們選用有 軌運(yùn)輸模式，組配軌行式機(jī)械設(shè)備施工，組建開挖裝運(yùn)、 噴錨支方護(hù)、混凝土襯砌機(jī)械化作業(yè)線；遵循“地探超前、控制爆破成型、臨時(shí)支護(hù)緊跟、監(jiān)控量

6、測反饋”的 作業(yè)方針；總體施工順序?yàn)槿黹_挖完成后，從中間開 始向兩端襯砌。主要技術(shù)難點(diǎn)有：洞身開挖快速施工的組織與實(shí)施、防坍、臨時(shí)支護(hù)補(bǔ)強(qiáng)及穩(wěn)定性監(jiān)測、洞身磴襯砌快速施工的組織與實(shí)施四、洞身開挖程序和施工方法1、施工方法全斷面開挖一次爆破成型、有軌運(yùn)輸出施。使用yt 一28氣腿式鑿巖機(jī)鉆孔，光面（預(yù)裂）爆破開挖成作者簡介：謝成濤（1968-）,男，貴州遵義人，1987年畢業(yè)于西南 交通大學(xué)鐵道工程大專專業(yè)，工程師，從事工程管理工作118城市建設(shè)理論研究城市建設(shè)理論研究2011年10月25 R cheng shi jian she li lun yan jiu經(jīng)濟(jì)建筑型，耙斗式裝巖機(jī)裝礎(chǔ)，12

7、t電瓶車牽引8m3梭式礦車運(yùn)硝至洞外棄硝場。選用8m3梭式礦車，該礦車容量大橫截面小，能滿足行車界限要求，若每循環(huán)進(jìn)尺2m.施量2 lm3,僅裝4礦車，岀硝速度大為提高。采用耙斗式裝巖機(jī)裝硝可以利用調(diào)車間隙或先行清理出開挖 而的棄硝，實(shí)現(xiàn)岀硝與鉆孔平行作業(yè)。2、施工工藝流程開始一進(jìn)入工作面一灑水找頂一裝施一畫斷而及鉆孔準(zhǔn)備一鉆孔（爆破孔、錨桿孔）一裝藥爆破一進(jìn)入下一作業(yè)循環(huán)3、施工輔助措施 采用激光指向儀控制隧洞中線、高程，確定開挖輪廓。 根據(jù)開挖地質(zhì)情況調(diào)整爆破參數(shù)。 按三班制六循環(huán)組織施工，實(shí)行以崗定人，一專多能的用工制度。 采用收斂量測監(jiān)控圍巖度變形，必要及時(shí)進(jìn)行支付補(bǔ)強(qiáng)，通過監(jiān)控防止圍

8、巖變形、危及洞身穩(wěn)定。4、主要施工設(shè)備及料具鉆孔設(shè)備：yt-28氣腿式鑿巖機(jī)裝硝設(shè)備：60m3/h耙斗式裝巖機(jī)轉(zhuǎn)硝設(shè)備：皮帶轉(zhuǎn)施機(jī)運(yùn)硝設(shè)備：s8梭式礦車牽引設(shè)備：scd-12 t電瓶車軌道：采用24kg/m鋼軌鋪設(shè)通風(fēng)設(shè)備：nkj-no5通風(fēng)機(jī)通風(fēng)管：pvc軟管、拉鏈?zhǔn)浇宇^5、臨時(shí)支護(hù)施工方法說明嘎木隧洞全長4235. 44米，將穿越iiiiv類圍巖地段，進(jìn)口段7 3 5米屬煤系地層及出口段2 3 5米 屬軟弱圍巖.根據(jù)總體施工方案要在洞身開挖全部貫通 后，再由中間向兩端襯砌，因此從洞身開挖成型后到洞 身襯砌完成間隔時(shí)間較長，必須采用切實(shí)可行的臨時(shí)支 護(hù)措施來確保未襯砌之前的洞身穩(wěn)定。根據(jù)隧洞

9、的圍巖 類別，采用的支護(hù)形式如下： 0+000 0+735； 0+935 4+235 段屬 ivv 圍巖，支護(hù)形式拱部預(yù)設(shè)超前小導(dǎo)管、預(yù)注漿；設(shè)系統(tǒng) 錨桿©22、1-2m,網(wǎng)噴、噴檢1015cm。 0+7353+900段屬于iiiiv類圍巖，噴栓 厚5 10cm,必要時(shí)掛網(wǎng)、設(shè)局部錨桿。五、洞身混凝土澆筑施工嘎木隧洞為鋼筋混凝土襯砌，共需模注混凝土10950m3o我們對混凝土襯砌施工方案進(jìn)行了比選。目 前國內(nèi)外采用的鋼?；炷烈r砌臺車大體上有兩種；一 種是平移式，一種是穿行式。平移式臺車是車體與模板一體，待襯砌完成并達(dá)到一定強(qiáng)度后脫模移至下一待襯砌地段作業(yè)。穿行式鋼模臺車配兩套以上模

10、板，臺車與 模板各自成獨(dú)立系統(tǒng)，混凝土澆筑完畢后，臺車即可脫 離模板，至下一待裝模處與另一套模板聯(lián)接并收攏，然 后臺車連同模板一起，從剛完成灌注的模板內(nèi)穿行到下 一待襯砌處，準(zhǔn)備進(jìn)入下一循環(huán)施工。在小斷面隧洞中，機(jī)械式整體模板臺車受狹窄的施工環(huán)境限制，難以投入使用。經(jīng)過多項(xiàng)施工方法的比 較和選擇，采用靈活輕便、少占空間定型組合鋼模替代 整體式臺車，采用專用小型機(jī)具來完成移動及現(xiàn)場組裝 就位。本項(xiàng)隧洞襯砌施工中，共投入四套定型組合鋼模 從隧洞中間開始向兩端襯砌，通過相鄰兩套模板的交替 倒益實(shí)現(xiàn)均衡的混凝土灌注生產(chǎn)能力。1、施工方法：人工完成定型組合鋼模的移動及現(xiàn)場組裝，1 2 t電瓶車牽引6m3

11、軌行式混凝土輸送車 將碗送到灌注點(diǎn)，混凝土輸送泵泵送碇入倉。碇入倉后 采用插入或附著式搗固器搗固，碗灌注完畢后養(yǎng)生至強(qiáng) 度達(dá)到后脫模，灑水養(yǎng)護(hù)28天。采用泵送碗 入模，配備二套定型組合鋼模交替倒益，一方面可以有 足夠的入倉工作面，另一方而減小了相鄰兩環(huán)襯砌之間 的干擾。選用6m3軌行式混凝土輸送車，車體可以滿 足行車界限的要求，該車運(yùn)送混凝土能力較大，滿足了 泵送入模的要求，保證襯砌碇的整體性。2、施工程序 混凝土襯砌施工程序測量定位f處理欠挖、清除雜物f鋼筋綁扎成型f移動模型就位f養(yǎng)生f脫模f進(jìn)入下一循環(huán)的施工 鋼筋施工程序進(jìn)料f抽樣送檢f放樣加工、分類堆放f運(yùn)輸f工作面定位、綁扎成型3、施工工藝流程準(zhǔn)備一鋼筋綁扎一模板安裝就位一安設(shè)泵送混凝土管路一生產(chǎn)、運(yùn)輸、灌注混凝土一養(yǎng)生一進(jìn)入下一循環(huán)施工4、施工輔助措施 使用激光指向儀控制斷面修整、鋼筋綁扎以及襯砌臺車就位，特點(diǎn)是工效高，定位誤差小。 洞口布設(shè)45m3/h生產(chǎn)能力的混凝土拌合系統(tǒng)，滿足混凝土入倉能力的要求。5、主要施工設(shè)備及料具模型：組合式定型鋼?；炷辽a(chǎn)設(shè)備：45m3/h拌合系統(tǒng)混凝土運(yùn)輸設(shè)備：6m3軌行式罐車牽引設(shè)備：scd12t電瓶車輸送設(shè)備：混凝土輸送泵四、結(jié)束語傳統(tǒng)的小斷面輸水隧道施工主要依賴小型機(jī)具施 工