深圳东部供水工程Ⅲ标段隧洞的施工技术

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深圳东部供水工程Ⅲ标段隧洞的施工技术

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-18 2894 0


一、工程概况

  深圳市东部供水水源工程ⅲ标段隧洞工程,全长2847m,包括#2隧洞出口1190m和#3隧洞进口1657m。隧洞断面为圆拱直墙型,圆拱半径为205m,直墙高32m,净高525m,宽41m,远期设计流量为18~24m3/s。#3隧洞进口段地质条件恶劣,故在离进口洞口约400m的位置,增设了一条53m长的施工支洞,施工支洞断面为宽45m,高525m。进入主洞后,开辟了往上下游掘进的两个工作面,避免了进口段施工对总进度的严重影响。

  ⅲ标段隧洞段,有5%的隧洞段地质条件较差,运用新奥法技术,采取了分断面及小范围开挖、超前锚杆和钢拱架、及时喷锚支护、模筑混凝土,支护紧跟等施工方案及施工技术。

  二、施工布置

  采取“大型集中、小型分散”的布置原则,将两洞口工作面共用的碎石生产系统和混凝土拌和系统、机电车间等,集中布置在#2隧洞出口工区,其他设施按施工需要布置。

  1混凝土生产系统碎石生产:首先在洞口右侧渣场上建立起2台20匹的碎石生产系统,利用皮带机将破碎后的石料,提升输送到筛分楼进行筛分。生产能力为80~100m3/台班。

  混凝土拌和站:在碎石生产系统旁约15m布置混凝土拌和站。拌和站配置2台10m3汽腿式拌和机、上料皮带机、2台电动压气机、50m3散装水泥罐,以及电子称配料系统。采用散装水泥拌和的生产系统,生产能力为150m3/台班以上。

  2供电在两洞口附近各布置一台315kva变压器,并各配置了一座配电房,给洞外、洞内提供380v动力电。

  三、开挖方案及方法

  1方案选择总体上采用了“先开挖后模筑混凝土”的施工程序。这有利于发挥先进设备的作用,减小开挖与模筑在小断面隧洞施工中的相互干扰。在#2隧洞出口工作面,采用了多臂钻钻孔、小型反铲装渣、汽车运输的施工方案。#3隧洞进口由于洞口近100m的地质不良,采用了手风钻钻孔、小型反铲装渣、汽车运输的施工方案。

  隧洞开挖均采用全断面钻爆法施工,周边采用光面爆破。

  2#2隧洞口工区

  ①地质条件#2隧洞穿越中上侏罗统高基坪第二亚群火山岩,岩性为酸—中性浅成霏细斑岩,主要由石英、云母、角闪石和辉石组成,石质致密坚硬、呈块状砌体结构。ⅱ、ⅲ类围岩占总洞长的96.6%,地质条件较好,围岩自稳能力较强,有利于隧洞开挖施工。#2隧洞出口段,主要节理和裂隙的走向在80°~150°之间,隧洞轴线方位角215°,即大部分节理和裂隙的走向与洞轴垂直或大角度相交。主要节理的倾角在80°~90°之间,地下水情况良好,仅部分洞段有少量涌水、滴水,对施工没有造成什么影响。

  ②施工方法#2隧洞出口采用传统的钻爆法施工,除洞口段近40m洞长采用上、下半洞的台阶开挖外,其余全部采用全断面开挖。工艺流程如下:测量放样→台车钻孔→装药起爆→通风排烟→安全处理→出渣(→喷锚支护)

  ③工序说明钻孔:采用三臂钻钻孔,孔径46mm,孔深度38m,循环进尺3.0~38m,采用单个或两个75mm大空孔的直眼掏槽方式;周边孔孔距40~50cm,光爆孔密集系数k(k=e/w,e—光爆孔孔距w—光爆层厚)0.6~0.8。爆破:采用塑料导爆管的非电赶快爆网络,实施微差爆破。周边孔采用间隔装药结构,不耦合系数19左右。通风排烟:采用2×375kw鼓风机,吸出单向排烟。喷锚支护:采用手持式喷混凝土机喷混凝土,锚杆施工采用手风钻钻孔、注浆机注浆,“先灌后插”,人工插锚杆。3#3隧洞进口

  ①地质条件#3隧洞进口洞位于一山坡坡脚的小冲沟中,植被茂盛,地下水出露,且终年不断水。明挖时,土呈泥浆状,边坡难以形成。其余隧洞段围岩土体松散,且有孤石,根本没有自稳能力,掌子面极易失稳,并且无法集中排水。②施工要点a超前支护,分断面开挖,减少围岩一次性暴露面,必须及时进行喷锚支护。b开挖成洞后,模筑混凝土紧跟。c加强收敛量测,校核一次支护。

  ③施工方法采用长台阶法,分上、下半洞开挖,而且上半洞超前下半洞20~30m。

  a上半洞开挖。工艺流程:测量放样→超前锚杆施工→上半洞分部位开挖及一次支护→安装钢拱架→径向锚杆施工→喷混凝土→挂钢筋网、复喷混凝土。上半洞采取锄头、铁锹进行人工开挖,手推斗车出渣至洞外的方法进行。开挖过程中,将隧洞上半断面分成几块来开挖,每挖一块至规格后,就挂网喷混凝土对开挖面进行封闭。对于小孤石,采用风钻打孔强行尖破,保留规格外部分。锚杆施工采用手风钻钻孔,人工插锚杆,手持式喷混凝土机喷混凝土,人工安装钢拱架。

  b下半洞开挖。工艺流程:测量放样→下半洞两侧分部位开挖及一次支护→安装钢拱架腿→径向锚杆施工→喷混凝土→挂钢筋网、复喷混凝土。下半洞开挖的程序是,先人工开挖支护断面两侧部分,安装拱架腿,再次喷锚支护后,挖除断面中间部分。下半部开挖前,先在半拱拱架脚处,焊接安装4~5英寸钢管的对撑,下部开挖后,围岩暴露面加大,侧压力带来的两侧墙内收敛变形量得到了有效的控制,确保了隧洞的安全。下半洞采用0.3m3小反铲开挖中间部分土方、代修边墙规格的方法,采取分层开挖,分层一次支护的方案。根据围岩情况,挖一层锚喷支护一层。岩渣用轮式装载机运至洞外。

  ④一次支护参数钢拱架采用16cm工字钢弯制,排距0.8~1.0m;超前锚杆采用32钢筋,l=4~6m,环向间跨为@10~15cm;夹拱架径向锚杆采用了20、25和32的钢筋,l=3~4m;拱架间亦用相同锚杆连接;钢筋拱架与拱架之间用25或18钢筋焊接连接,环向为@15~25cm;钢筋网采用6钢筋,环向布置,间距10cm,绑扎于连接钢筋的外侧。喷混凝土厚度15~30cm.上半拱拱架脚用工字钢(16~20cm)平放作拱架底梁(每榀拱架的底梁均前后相互焊接连接起来,使其联合受力),底梁下面加打32钢筋,l=3~4m的水平向和竖向锚杆,焊成底梁承架,防止拱脚下沉,加

防渗膜是以pe膜作为基材,与土工布复合而成的防渗材料,它的防渗性能主要取决于pe膜。东方防渗膜应用的pe膜,主要有聚氯乙烯和聚乙烯、EVA(乙烯/醋酸乙烯共聚物),它们是一种高分子化学柔性材料,比重较小,延伸性较强,适应变形能力高,耐腐蚀,耐低温,抗冻性能好。其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道,以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形。

大拱架的承载力。

  四、模筑混凝土施工隧洞

  衬砌绝大部分为素混凝土,浇筑完底板混凝土后,再进行边顶混凝土的浇筑。底板混凝土采用60m3混凝土拌和车直接将混凝土运输入仓的方法。边顶混凝土的施工,采用长度为12m的螺杆调节钢模台车,60m3混凝土搅拌车运输混凝土进洞,用混凝土泵将混凝土压入仓内。其工艺流程如下:基础面清洗→辅轨道、安装止水条→台车就位(模板面处理)→台车支模就位、固定(测量复核)→安装封头模板→浇筑混凝土→养护→脱模、台车移位

  五、施工管理措施

  1.坚持以技术管理为龙头,实现全过程控制。

  2.严格执行“三检制”,突出工序转换权。

  3.加强现场管理,坚持每周的现场生产例会,严格墙报施工记录。

  4.规范化资料管理,推广应用计算机技术。铁锹进行人工开挖,手推斗车出渣至洞外的方法进行。开挖过程中,将隧洞上半断面分成几块来开挖,每挖一块至规格后,就挂网喷混凝土对开挖面进行封闭。对于小孤石,采用风钻打孔强行尖破,保留规格外部分。锚杆施工采用手风钻钻孔,人工插锚杆,手持式喷混凝土机喷混凝土,人工安装钢拱架。

  下半洞开挖。工艺流程:测量放样→下半洞两侧分部位开挖及一次支护→安装钢拱架腿→径向锚杆施工→喷混凝土→挂钢筋网、复喷混凝土。下半洞开挖的程序是,先人工开挖支护断面两侧部分,安装拱架腿,再次喷锚支护后,挖除断面中间部分。下半部开挖前,先在半拱拱架脚处,焊接安装4~5英寸钢管的对撑,下部开挖后,围岩暴露面加大,侧压力带来的两侧墙内收敛变形量得到了有效的控制,确保了隧洞的安全。下半洞采用0.3m3小反铲开挖中间部分土方、代修边墙规格的方法,采取分层开挖,分层一次支护的方案。根据围岩情况,挖一层锚喷支护一层。岩渣用轮式装载机运至洞外。


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