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输水管线隧洞洞挖工程施工方案
编制依据
⑴ 喻家河水库输水管线工程隧洞施工设计图纸及技术要求等文件;
⑵《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);
⑶《水工建筑物地下工程开挖施工技术规范》(DL/T5099-2011);
⑷《 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2012);
⑸《爆破安全规程》(GB6722-2011);
⑹ 类似工程的施工经验。
概述
管线工程在桩号3+727~3+380采用隧洞输水,洞长347m,洞径3.25m,洞高3.8m,洞壁采用40cm厚C25砼衬砌,洞周采用固结灌浆处理,灌浆孔深2m,间距1.5m,排距2M,顶拱90°范围内采用回填灌浆处理,III类岩、IV类岩灌浆孔深0.5m,排距2M,V类岩灌浆孔深0.6m,排距2M。
洞室围岩为大冶组薄层泥质灰岩,单斜地层构造,岩体构造裂隙及傍山卸荷裂隙发育,洞轴线与地层走向接近正交,地下水位低于洞室底板高程,围岩类别综合Ⅲ类。上游进口为岩质顺向边坡,整体稳定,开挖时需注意局部顺向夹有软弱夹层段的失稳条件,采用锚固加固处理。下游出口为逆向岩质边坡,工程地质条件稳定。上游进口及下游出口由于地形条件及卸荷裂隙发育,上覆围岩厚度小于2.5倍洞径,采用明挖,岩石地基开挖坡比1:0.25~1:0.75。示意地质剖面见图1。
图1 隧道段工程地质剖面图
图2 隧道典型断面图
隧洞段土方开挖945m3,石方开挖2213m3,洞挖石方3353m3。
主要施工特点、难点及对策
(1)根据现场踏勘了解,施工支洞难以布置,因此隧洞单向掘进,通风条件较差。
对策:采用压入式通风方式,洞口布置强力轴流通风机,向工作面压入供风。
(2)开挖支护工程量较大,局部洞段地质条件较差(断层破碎带),且需进行钢筋混凝土衬砌,混凝土工程量较大,且需要在隧洞贯通后才能进行管道安装,工期较为紧张。
对策:在保证隧洞开挖进度的前提下,支护跟进施工,管道安装及底板混凝土在隧道贯通后方可施工。
施工技术要求
(1)钻孔孔径依据测量定出的中线,腰线及开挖轮廓线确定;
(2)边孔应在断面轮廓线上开孔,沿轮廓线的调整范围和掏槽孔的孔位偏差不大于5cm,其它爆破孔孔位的偏差不大于10cm;
(3)炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结,由经考核合格的炮工负责,并严格按爆破图的规定进行;
(4)光面爆破残留孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布;
(5)炮孔痕迹保存率:完整岩面在80%以上,较完整和完整性差的岩石不少于50%,较破碎和破碎岩石不少于20%;
(6)相邻两茬炮之间的台阶或预裂爆破孔的最大外斜值,不大于5cm。
(7)洞内开挖起伏差控制在10cm以内,半孔率要达到85%以上。
施工布置
施工道路
利用场内修建的施工道路进洞,洞内利用已开挖隧洞底板作为施工道路。
工作面布置
洞挖施工自进洞后单工作面掘进。
风、水、电布置
(1)施工供风:施工用风主要用于手风钻钻孔、临时锚喷支护及灌浆等。拟在洞口布置一座集中供风站,配备2台20m3/min电动空压机,采用φ30钢管接引进洞。
(2)施工供水:洞内施工用水主要用于湿式凿岩、喷锚支护、除尘及降温水幕等。拟在洞口左侧处设置蓄水池,采用Φ40钢管引至洞挖作业面附近在后由φ32mm变压塑胶软管送至作业面。洞内供水主管每隔20~30m设置一个三通阀门。
(3)施工用电及照明:供电采用150KW柴油发电机供电,采用电缆线引电至洞口,然后供电至各工作面,洞内照明采用36V低压供电。
通风除尘
为改善洞内工作条件,排除和稀释有害气体,供给工作人员充足的新鲜空气,做好施工通风工作十分重要。
根据规范规定,通风设备选择的依据为:①隧洞内最低风速不小于0.15m/s; ②隧洞内最大风速应小于3m3/s; ③确保供应隧洞内工作人员每人不小于3 m3/min的新鲜空气;④对隧洞内的有害气体进行有效的稀释;⑤吊挂风管平、直、紧、紧稳,风管转弯半径不小于风管直径的3倍。
隧洞采用单向掘进方式。根据隧洞施工特点,本工程采用压入式通风方式。在施工隧洞出口用1台BDKN015型(2×35kw)轴流式风机配Ф30风筒压入式通风。
图1-1 通风布置示意图(结构尺寸:cm)
施工排水
本隧洞进口段施工采用水泵串接分级排水方式,根据洞内地下水分布情况,在洞内每隔一定的距离设一个集水坑,将每个工作面积水引排至集水坑内,用潜水泵接力抽排至洞外排水沟排水。出口段坡比为0.5‰,顺坡沿洞口右侧挖设宽20cm,深10cm排水沟至洞外排水沟排水。
开挖施工方案
开挖总体施工方案
Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段全断面开挖,遵循“短进尺、弱爆破、勤观测、强支护”的原则进行施工,同时加强、超前预加固,以及及时支护等施工技术措施。
Ⅴ类围岩选择上导洞先进、两侧面跟进的环形开挖法;Ⅳ类围岩采用上部台阶先进的分
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