隧道引水工程范文10篇

時間:2023-12-13 17:56:50

隧道引水工程

隧道引水工程范文篇1

關鍵詞:水工隧道;運營鐵路;施工安全;風險管控

1前言

中國水資源較為匱乏,而且分布極其不均勻,因此南水北調、滇中引水等水資源調配工程應運而生,此類工程一般跨越區域大,影響范圍廣。中國鐵路近20年來的高速發展,引水隧道與鐵路線相交、沖突的工況很多,而鐵路作為國民經濟的大動脈,營業線安全關系著國計民生,如何實現水工隧道安全穿越鐵路線的施工技術有很大的研究和實用價值。本文以滇中引水工程螺峰山隧道的成功下穿玉蒙鐵路漢邑隧道對此類工程的施工安全技術進行分析和歸納,為類似工程提供有成功實例的借鑒。

2工程概況

螺峰山隧道位于云南省玉溪市區,隧道走向由北向南,全長14571m。隧道橫斷面為城門洞型,寬4.12m,高4.86m,開挖面積約18.52m2,為輸水隧道。隧區為侵蝕地貌、構造侵蝕溶蝕地貌。隧洞沿線地形坡度20°~40°。地層巖性有長石石英砂巖、砂巖、泥巖、礫巖、泥灰巖等。隧道穿越小江、西有普渡河、南臨曲江等斷裂帶。螺峰山隧道與玉蒙鐵路漢邑隧道為交叉關系:螺峰山隧道前段由北方向往南方向施工,玉蒙鐵路隧道為西北向東南走向。螺峰山隧道YX61+527.078與玉(溪)蒙(自)鐵路存在立體交叉,交叉段為隧洞下穿鐵路隧道,穿越處為五級圍巖,洞身段巖體較破碎,厚度約32m,大于3倍洞高,該處隧洞埋深100~110m,如圖1所示。

3風險分析及對應措施

螺峰山隧道爆破產生的爆破震動、沖擊波、噪聲等對鐵路運營會產生影響,特別是爆破震動對營業線運營安全的影響較大,為控制重點。為確保玉蒙鐵路漢邑隧道運營安全和螺峰山隧道施工安全,首先應進行有效的超前地質預報,精確掌握影響洞段的圍巖情況;合理選擇交叉影響段施工方法,螺峰山隧道與鐵路交叉段前后各200m范圍采用機械或人工進行開挖;與鐵路交叉段前后各1km范圍(不含交叉段前后200m)采用控制爆破;采用有效的監測手段對漢邑隧道和螺峰山隧道進行監控,掌握變化動態。最后,應建立應急救援體系,防患于未然,確保鐵路隧道運營和水工隧道施工安全。

4超前地質預報

多種類相印證的預報方法如下。地質分析法:利用鉆探和現代物探等手段,探測隧道巖土體開挖面前方的地質情況,在施工前通過分析隧道介質物性差異特點,掌握前方的巖土體結構、性質、狀態以及地下水的賦存情況、地應力情況等地質信息。加深炮孔法:應在施工超前地質預報洞段全覆蓋(采用超前鉆探洞段除外),前后探測循環宜有適當重合段。揭示巖溶或者地質條件復雜時應增加孔數。超前地質鉆探:超前水平鉆孔相比加深炮孔探測距離較長,花費時間也較多,一般每次鉆30m,搭接5m。主要布置在地質復雜洞段,與加深炮孔形成長短結合的鉆孔探測,每斷面根據情況布1~3個孔。長距離物探法:以TRT為主。通過對人造地震波的收集分析和成像,形成隧洞地質情況三維成像,每次可以預測長度約120m。短距離物探法:以地質雷達法為主,利用雷波對前方0~35m地質情況進行預測。

5施工工法及控制措施

螺峰山隧道下穿玉蒙鐵路交叉段前后各1km范圍(不含交叉段前后200m),采用控制爆破,鐵路隧道控制爆破振動速度不大于2cm/s。5.1控制爆破設計爆破試驗及參數選擇:施工前通過工藝試驗確定爆破參數;對參數進行優化,控制爆破振動速度小于2cm/s。爆破器材如表1所示,采用φ32乳化炸藥。該類炸藥主要性能為:藥卷密度為0.95~1.25g/cm3,殉爆距離大于等于3cm,猛度大于等于12mm,爆速大于等于3200m/s,爆力大于等于320mL。雷管采用非電毫秒導爆雷管,連接擊發管擊發針引爆。非電毫秒導爆雷管共采用1~9號奇數段位。掏槽方式:根據斷面尺寸及圍巖特性采用楔形掏槽,掏槽位置選擇在隧洞中線位置。炮眼布置參數:周邊眼距離周邊輪廓線20cm處開始鉆眼,眼底向輪廓線方向傾斜,硬巖可達到或稍超出輪廓線位置,中硬巖眼底距輪廓線約0.1m,軟巖為垂直眼,周邊眼采用不耦合裝藥及間隔裝藥(通過實驗確定參數),再通過爆破效果對爆破參數進行修正。具體如表2所示。Ⅳ、Ⅴ類圍巖鉆爆設計:采用光面爆破,掏槽采用二級楔形掏槽,掏槽眼長度比輔助眼深0.1~0.2m。周邊眼間距0.40~0.35m,線裝藥集中度q為0.2~0.3kg/m,每循環開挖進尺控按1.6~1.8m進行控制。Ⅳ類圍巖開挖炮眼布置如圖2所示。Ⅴ類圍巖開挖炮眼布置如圖3所示堵塞方式:嚴格按爆破設計圖裝約,炮泥堵塞長度不小于20cm。爆破效果檢查和參數優化:爆破后應對超欠挖,開挖輪廓、進尺及石渣塊大小等進行檢查,當存在問題時要有針對性地調整爆破參數。爆破振動控制和驗算:根據GB6722—2014《爆破安全規程》規定,鐵路隧道控制爆破振動速度不應大于2cm/s。α3式(1)中:v為地面質點峰值振動速度,cm/s;Q為炸藥量,kg,齊發爆破時為總藥量,延時爆破時為最大一段藥量;R為觀測(計算)點到爆源的距離,m;k、α分別為與爆破點至計算點間的地形、地質條件有關的系數和衰減指數,可按表3選取,也可通過類似工程選取或現場試驗確定。2.244≈29.69m。軟巖石爆破震動安全距離為32.81~29.69m。按最不利單段最大藥量為11.3kg時,距離爆區39.9m外爆破振動速度小于2cm/s,交叉段前后200m不采用爆破開挖,技術條款要求控制爆破振動速度2cm/s,因此交叉段爆破施工期間爆破震速度滿足相關施工技術要求,對鐵路影響可控。5.2機械開挖螺峰山隧道下穿玉蒙鐵路交叉段前后各200m采用機械開挖,機械開挖根據現場實際情況采用懸臂掘進機進行開挖,銑挖機配合進行修邊。懸臂掘進機的切割方式是從掃底開始切割,再按S形左右循環向上的切割路線逐級切割以上部分。選用右旋截割頭截割硬巖,先由右向左從掃底開始切割,再按從左至右、自下往上的方式或從右往左、自上而下逐步進行切割。如遇節理發育較高巖石,則應選擇巖石節理方向逐步切割。懸臂掘進機開挖工藝流程如圖4所示。掘進機切割方式如圖5所示。圖4懸臂掘進機開挖工藝流程圖

6監控措施

6.1隧道監控量測加強隧道交叉段監控量測,特別是拱頂下沉與洞周收斂的監測,監測斷面在鐵路交叉段前后各1km范圍(不含交叉段前后200m),按10m間距布置,交叉段前后各200m范圍按5m間距布置。測點與測線布置:拱頂下沉測點與收斂測點布置在同一斷面,拱頂下沉設置3個測點,中線附近1個,兩側間距1m各設1個。上臺階、下臺階開挖各設2條收斂測線。測點設置:所有測點均采用φ16鋼筋設置,鋼筋長度50cm,手持電鉆鉆孔,錨固劑錨固,固定后設置免棱鏡反光片。監測頻率:按鐵路隧道施工安全監測技術標準執行,變形出現2mm/d預警時,監測頻率調制至1次/2h;變形出現5mm/d,監測頻率調制至1次/h,并制定應急加工方案,做好相應準備。圖5掘進機切割方式示意圖6.2營業線監控下穿前應調查和記錄既有鐵路的情況,要加強各項參數的監測并通過監控量測數據成果,分析對鐵路的影響程度、隧洞開挖后圍巖收斂趨勢等,及時調整方案,保障既有鐵路及隧洞施工安全。測點布置:在隧洞開挖影響范圍外的穩定地點布置3個水準工作基點;在交叉最近點既有鐵路布置一個爆破振動監測點;從隧道洞口對應的營業線路肩位置朝隧道施工方向每30m設置一個觀測點。沉降、水平位移觀測樁采用Φ28mm長1.2m的鋼桿。樁周上部0.2m用混凝土澆注固定。監測頻次:在施工前對所有樁位進行復測,作為正式起始讀數。爆破施工開始和結束時各測一次。觀測方法:水平觀測樁標高采用水準儀觀測,水平測量應達到四等水準測量標準,測量精度應達到±1mm,讀數取為0.1mm。預警:在營業線不限速的情況下,臨近線路一側單日位移達2mm/d且不收斂時或累計位移達10mm,停止施工。

7應急處置

7.1應急救援組織機構項目部成立應急領導小組,下設4個應急小組,分別為搶險救援組、技術支持組、綜合協調組、后勤保障組,明確職責,配足資源,應急有備,聞險而動。7.2分級響應機制應急預案響應分為三個層級,分別對應發生(可能發生)事故等級決定,分為一般事故預案響應、重大事故預案響應、特大及以上事故預案響應。7.3定期演練制度為保證體系的有效性,每季度進行專項演練一次,每半年進行一次綜合演練。

8結語

滇中引水工程螺峰山隧道下穿玉蒙鐵路漢邑隧道,通過有效的超前地質預報精確掌握交叉段圍巖情況,再根據情況進行合理的工法選擇確保了施工安全。在監測方面,建立了完善的隧道施工和鐵路營業線監測體系監測施工對營業線和圍巖結構的影響,可以及時發現問題,防患于未然。施工中還建立了應急組織機構,完善了分級響應機制,為下穿鐵路營業線施工加上了多道保障,本文對水工隧道下穿鐵路營業線施工安全技術進行了較為全面的分析和總結,具有很好的借鑒價值。

參考文獻:

[1]鐵道部,鐵運〔2012〕280號.鐵道部關于印發《鐵路營業線施工安全管理辦法》的通知[S].2013-01-01.

[2]中國水利水電建設集團公司.SL399—2007水利水電工程土建施工安全技術規程[S].北京:中國水利水電出版社,2007.

[3]國家鐵路局.TB10304—2020鐵路隧道工程施工安全技術規程[S].出版社不詳,2020.

隧道引水工程范文篇2

關鍵詞:防水工程防水板抗滲混凝土

公路隧道工作的防排水工程對隧道使用壽命正常運營和安全起著舉足輕重作用,現將丹本高速公路下馬塘隧道防排水施工工藝作一介紹并對一些重點進行分析探索。

1工程概況

丹本高速公路下馬塘隧道為雙線隧道,左線長1070m,又線長1030m,位于遼寧省本溪滿族自治縣下馬塘鎮,地處遼東山區。屬低山丘陵區,山勢陡峻,地表植被發育。年降水量865~1203mm,地下水主要接受大氣降水補給。主要地址為下元古界遼河群蓋縣組三段千枚巖,洞身設計位置均在地下水位以下。在隧道開挖過程中,斷裂帶、節理裂隙發育會有滴水或滲水現象,局部有小股涌水。

2隧道防排水施工要點

為了能做好下馬塘隧道的防排水工程,我們通過熟悉設計圖紙,充分理解防排水設計意圖和設計目的,根據以排為主、堵、截、引相結合的設計思路,并結合以往排水施工的經驗和教訓,除按設計布置排水設施外,還在地下水多的地方增設排水設施,同時認真按設計做好三道防水屏障,使水順利排到洞外。為克服以往施工中存在重主體輕防水的思想,定期對干部職工進行思想質量意識教育、提高全員質量意識,實行逐級崗位責任制,并認真落實“三檢”制,嚴格過程控制,消除質量隱患。

21初期支護時通過“引、截、排”相結合作好的第一道防排水防線

根據開挖時圍巖的實際涌水情況,詳細作好記錄,并作相應的引、排措施。當涌水較集中時,噴錨前先用開縫磨擦錨桿進行導水,當涌水面積較大時,噴錨前設置樹枝狀軟式透水管排水,當涌水嚴重時設置匯水孔,邊排水邊噴射。噴錨完成后,使開挖巖石面與噴射混凝土之間形成排水用的匯水孔,使圍巖涌水、滲漏水通過設置的匯水孔等排水裝置流向墻腳縱向軟式透水管,再由引水管排到隧道中心排水溝內。初期支護通過引水導管的引導及噴射混凝土的堵截作用形成永久性地下水排水設施。經過這樣的處理,使圍巖的大部分地下水通過排水設施排出洞外,噴混凝土后混凝土表面滲水現象很少,真正起到了防水作用。

22通過初砌柔性防水和背面排水工程的設置,形成防排水第二道防線

221背面排水管安裝

二次襯砌前,先對初期支護噴錨混凝土表面的錨桿和鋼筋網斷頭及凹凸不平的部位進行修鑿、噴補,使混凝土表面平順,符合鋪掛柔性防水的要求。然后按設計要求在拱部和邊墻環向掛設Φ50mm軟式透水管。噴混凝土表面有滲漏水時,根據滲漏水的多少采用透水管引導,或再增加環向軟式排水管,并用塑料錨固螺栓綁牢。

222隧道軟性防水板安裝

LDRE軟式放水板鋪設前,應先檢查防水板的質量,檢查背面排水管安裝是否符合設計要求。安裝LDRE放水板時,應先根據防水板的尺寸,布置好塑料錨固螺栓的位置,用電鉆鉆孔安裝塑料錨固螺栓,用螺釘和墊圈環向整體鋪掛防水板,用專用塑料焊接機及時焊接,保證拱接寬度和焊縫寬度,根據噴射混凝土面的平順程度在每兩個加固點都留有一定的富余量,襯砌時才能使防水板噴射混凝土面密貼。鋪設防水板施工工藝如圖。

(1)準備工作:檢查噴射混凝土及背后排水管,檢查防水板質量。

(2)焊接工藝

A焊接溫度應控制在200~270℃為宜,并保持適當的速度即控制在01~015m/min范圍內;

B搭接尺寸:搭接尺寸為10cm;

C焊縫寬度:焊縫寬度一般為25cm;

D焊接作業:在鋪設防水板時,固定工序必須和焊接工序緊密配合。鋪掛固定應超前于焊接工作。

a)采用焊接雙縫焊接開始前,應在小塊塑料片上試溫。

b)焊縫若有漏焊、假焊應予補焊;若有烤焦、焊穿處以及外露的固定點,必須用塑料片焊接覆蓋。

c)焊接接頭應平整,不得有氣泡折皺及空隙。

(3)防水板施工注意事項:

A綁扎鋼筋和安裝模板及臺車時,應防止碰撞和刮破防水板;擋頭板的支撐在接觸到防水板處必須加設橡皮墊層;

B澆筑混凝土時,應防止碰擊防水板,二次襯砌中埋設的管料與防水板間距不少于5cm,以防止破損防水板,澆注時應有專人觀察,發現損傷應立即修補;

C安裝孔位要嚴格控制方向和排列距離,避免安裝時搭接困難。

(4)特殊情況下的處理辦法:

A在澆灌混凝土過程中若發現防水板鋪設繃得過緊,為避免破裂,可根據范圍大小,將該處塑料防水板破開,另裁一塊防水板插進破口內使其緊貼巖壁,然后再將新舊兩塊防水板焊接成整體;

B大面積漏水或有股水的地段必須先用油布、薄膜、塑料布等材料,將水引離施工工作面,待防水板鋪設到適當位置時,再行拆除,引水順防水板后流下。

3通過澆注抗滲混凝土及埋設沉降縫和施工縫止水帶構筑防水第三道防線

防水襯砌既在拌制的混凝土中添加防滲防裂的BR-3膨脹劑,增加混凝土的抗滲能力,襯砌模板使用簡易襯砌臺車,保證砼的供給。

231防水襯砌灌注方法

(1)每組襯砌的灌筑工作應從離開混凝土泵的最遠處開始,這樣有利于連續作業。

(2)為了使混凝土輸送管路安設后不再移動,靠近灌筑工作面的輸送管接有軟管,并在作業窗口設有漏斗。

(3)灌注時左、右側應分層平衡施工,每灌一層,應用振搗器搗固密實。

(4)為了便于拱圈封頂密實,我們在臺車頂部預留5個作業窗口。在每個作業窗口上焊有封頂時壓時混凝土的管道。封頂時把作業窗上壓時混凝土管口與混凝土輸送管連接,用輸送泵直接給壓把混凝土壓入拱圈頂,當輸送泵的工作壓升到正常工作壓2倍甚至更高時,停止加壓,并把作業窗口混凝土管封閉。然后再把混凝土輸送管接到下一個窗口,直到全部作業窗口都壓混凝土完畢。

232施工要點及注意事項

(1)混凝土拌和時要按配合比嚴格計算。

(2)混凝土襯砌用輸送泵作業。因此,粗骨料最大料徑宜于30mm以下,水灰比為0.51,坍落度控制在7~10cm。

(3)防水混凝土施工,每組盡可能一次灌筑完成。

(4)灌注混凝土的入模自落高度超過1.5m時應設有串筒將混凝土送入。

(5)施工中預留的施工縫要留有凹槽和安裝止水帶,為了使接縫緊密結合,灌筑前均將接縫表面鑿毛,清理雜質,用水沖洗干凈,并保持濕潤,再鋪上厚20~55mm厚的同配比水泥砂漿。

(6)防水混凝土必須振搗密實,插入式振搗器插入間距不超過其有效半徑的15倍,避免欠振、漏振和過振現象,施工縫和預埋部位尤需注意振搗密實,要防止振搗器觸及模板、止水帶及預埋件。

2.4作好排水設施,確保排水暢通

按設計要求埋設橫向排水管,安裝好中心保溫溝、邊溝,保證設計順坡和接縫密實。

施工要點:

2.4.1中心保溫溝、邊溝等預制件安裝時,預制件接頭要用瀝青麻絮填塞密實,外面用灌涂熱瀝青的油毛氈圍裹兩道,以防漏水,并確保設計坡度以便流水順暢。

2.4.2埋設的離心花管上半面布有梅花形孔眼,在蓋好無紡布后用爐渣填滿壓實。

2.4.3中心排水管出口要按設計要求做好保暖措施。

隧道引水工程范文篇3

關鍵詞:防水工程防水板抗滲混凝土

公路隧道工作的防排水工程對隧道使用壽命正常運營和安全起著舉足輕重作用,現將**高速公路**隧道防排水施工工藝作一介紹并對一些重點進行分析探索。

一、工程概況

**高速公路**隧道為雙線隧道,左線長1070m,又線長1030m,位于遼寧省本溪滿族自治縣**鎮,地處遼東山區。屬低山丘陵區,山勢陡峻,地表植被發育。年降水量865~1203mm,地下水主要接受大氣降水補給。主要地址為下元古界遼河群蓋縣組三段千枚巖,洞身設計位置均在地下水位以下。在隧道開挖過程中,斷裂帶、節理裂隙發育會有滴水或滲水現象,局部有小股涌水。

二、隧道防排水施工要點

為了能做好**隧道的防排水工程,我們通過熟悉設計圖紙,充分理解防排水設計意圖和設計目的,根據以排為主、堵、截、引相結合的設計思路,并結合以往排水施工的經驗和教訓,除按設計布置排水設施外,還在地下水多的地方增設排水設施,同時認真按設計做好三道防水屏障,使水順利排到洞外。為克服以往施工中存在重主體輕防水的思想,定期對干部職工進行思想質量意識教育、提高全員質量意識,實行逐級崗位責任制,并認真落實“三檢”制,嚴格過程控制,消除質量隱患。

21初期支護時通過“引、截、排”相結合作好的第一道防排水防線

根據開挖時圍巖的實際涌水情況,詳細作好記錄,并作相應的引、排措施。當涌水較集中時,噴錨前先用開縫磨擦錨桿進行導水,當涌水面積較大時,噴錨前設置樹枝狀軟式透水管排水,當涌水嚴重時設置匯水孔,邊排水邊噴射。噴錨完成后,使開挖巖石面與噴射混凝土之間形成排水用的匯水孔,使圍巖涌水、滲漏水通過設置的匯水孔等排水裝置流向墻腳縱向軟式透水管,再由引水管排到隧道中心排水溝內。初期支護通過引水導管的引導及噴射混凝土的堵截作用形成永久性地下水排水設施。經過這樣的處理,使圍巖的大部分地下水通過排水設施排出洞外,噴混凝土后混凝土表面滲水現象很少,真正起到了防水作用。

22通過初砌柔性防水和背面排水工程的設置,形成防排水第二道防線

221背面排水管安裝

二次襯砌前,先對初期支護噴錨混凝土表面的錨桿和鋼筋網斷頭及凹凸不平的部位進行修鑿、噴補,使混凝土表面平順,符合鋪掛柔性防水的要求。然后按設計要求在拱部和邊墻環向掛設Φ50mm軟式透水管。噴混凝土表面有滲漏水時,根據滲漏水的多少采用透水管引導,或再增加環向軟式排水管,并用塑料錨固螺栓綁牢。

222隧道軟性防水板安裝

LDRE軟式放水板鋪設前,應先檢查防水板的質量,檢查背面排水管安裝是否符合設計要求。安裝LDRE放水板時,應先根據防水板的尺寸,布置好塑料錨固螺栓的位置,用電鉆鉆孔安裝塑料錨固螺栓,用螺釘和墊圈環向整體鋪掛防水板,用專用塑料焊接機及時焊接,保證拱接寬度和焊縫寬度,根據噴射混凝土面的平順程度在每兩個加固點都留有一定的富余量,襯砌時才能使防水板噴射混凝土面密貼。鋪設防水板施工工藝如圖。

(1)準備工作:檢查噴射混凝土及背后排水管,檢查防水板質量。

(2)焊接工藝

A焊接溫度應控制在200~270℃為宜,并保持適當的速度即控制在01~015m/min范圍內;

B搭接尺寸:搭接尺寸為10cm;

C焊縫寬度:焊縫寬度一般為25cm;

D焊接作業:在鋪設防水板時,固定工序必須和焊接工序緊密配合。鋪掛固定應超前于焊接工作。

a)采用焊接雙縫焊接開始前,應在小塊塑料片上試溫。

b)焊縫若有漏焊、假焊應予補焊;若有烤焦、焊穿處以及外露的固定點,必須用塑料片焊接覆蓋。

c)焊接接頭應平整,不得有氣泡折皺及空隙。

(3)防水板施工注意事項:

A綁扎鋼筋和安裝模板及臺車時,應防止碰撞和刮破防水板;擋頭板的支撐在接觸到防水板處必須加設橡皮墊層;

B澆筑混凝土時,應防止碰擊防水板,二次襯砌中埋設的管料與防水板間距不少于5cm,以防止破損防水板,澆注時應有專人觀察,發現損傷應立即修補;

C安裝孔位要嚴格控制方向和排列距離,避免安裝時搭接困難。

(4)特殊情況下的處理辦法:

A在澆灌混凝土過程中若發現防水板鋪設繃得過緊,為避免破裂,可根據范圍大小,將該處塑料防水板破開,另裁一塊防水板插進破口內使其緊貼巖壁,然后再將新舊兩塊防水板焊接成整體;

B大面積漏水或有股水的地段必須先用油布、薄膜、塑料布等材料,將水引離施工工作面,待防水板鋪設到適當位置時,再行拆除,引水順防水板后流下。

23通過澆注抗滲混凝土及埋設沉降縫和施工縫止水帶構筑防水第三道防線

防水襯砌既在拌制的混凝土中添加防滲防裂的BR-3膨脹劑,增加混凝土的抗滲能力,襯砌模板使用簡易襯砌臺車,保證砼的供給。公務員之家:

231防水襯砌灌注方法

(1)每組襯砌的灌筑工作應從離開混凝土泵的最遠處開始,這樣有利于連續作業。

(2)為了使混凝土輸送管路安設后不再移動,靠近灌筑工作面的輸送管接有軟管,并在作業窗口設有漏斗。

(3)灌注時左、右側應分層平衡施工,每灌一層,應用振搗器搗固密實。

(4)為了便于拱圈封頂密實,我們在臺車頂部預留5個作業窗口。在每個作業窗口上焊有封頂時壓時混凝土的管道。封頂時把作業窗上壓時混凝土管口與混凝土輸送管連接,用輸送泵直接給壓把混凝土壓入拱圈頂,當輸送泵的工作壓升到正常工作壓2倍甚至更高時,停止加壓,并把作業窗口混凝土管封閉。然后再把混凝土輸送管接到下一個窗口,直到全部作業窗口都壓混凝土完畢。公務員之家:

232施工要點及注意事項

(1)混凝土拌和時要按配合比嚴格計算。

(2)混凝土襯砌用輸送泵作業。因此,粗骨料最大料徑宜于30mm以下,水灰比為0.51,坍落度控制在7~10cm。

(3)防水混凝土施工,每組盡可能一次灌筑完成。

(4)灌注混凝土的入模自落高度超過1.5m時應設有串筒將混凝土送入。

(5)施工中預留的施工縫要留有凹槽和安裝止水帶,為了使接縫緊密結合,灌筑前均將接縫表面鑿毛,清理雜質,用水沖洗干凈,并保持濕潤,再鋪上厚20~55mm厚的同配比水泥砂漿。

(6)防水混凝土必須振搗密實,插入式振搗器插入間距不超過其有效半徑的15倍,避免欠振、漏振和過振現象,施工縫和預埋部位尤需注意振搗密實,要防止振搗器觸及模板、止水帶及預埋件。

2.4作好排水設施,確保排水暢通

按設計要求埋設橫向排水管,安裝好中心保溫溝、邊溝,保證設計順坡和接縫密實。

施工要點:

2.4.1中心保溫溝、邊溝等預制件安裝時,預制件接頭要用瀝青麻絮填塞密實,外面用灌涂熱瀝青的油毛氈圍裹兩道,以防漏水,并確保設計坡度以便流水順暢。

2.4.2埋設的離心花管上半面布有梅花形孔眼,在蓋好無紡布后用爐渣填滿壓實。

2.4.3中心排水管出口要按設計要求做好保暖措施。

隧道引水工程范文篇4

關鍵詞:水利工程;導流施工;明渠導流;隧道導流

導流施工是指在修筑水利水電工程時,用圍堰來維護基坑,并將水流引向固定的泄水建筑或者施工地點的一項技術,使水工建筑物的施工免受水流干擾,或為施工提供水源。具體來說,由于各類水利工程施工環境存在差異,所用的導流技術也有一定區別,分析導流施工技術分類、技術步驟等內容,對于實際工作有一定的積極意義。

1導流施工以及其分類

1.1導流施工?,F代水利工程施工過程中,經常面臨水流的影響,未完成干凝的混凝土構件、建筑材料等等可能被水流侵蝕破壞,因此需要通過導流技術將水引向下游,也有部分工程需要河水作為工程用水。以用水引流為例,人員首先要根據用水需求確定引水方案,之后通過修建引水渠的方式將水流引至施工地點,引水渠深度通常淺于河道深度,且一般取彎曲結構,避免水流流速過大導致難以控制的問題,如果工程為長期工程,還需注意排水問題和引水渠的清淤。1.2導流施工分類。導流施工一般分為兩種類型,一種是明渠導流,另一種是隧道導流。明渠導流在水利工程中較為常見,是指將圍堰修筑在基坑的上下游,將渠道修筑在灘地或者河岸上,水流會隨著引水渠自然下泄,明渠導流施工方式簡單,作業量也較小,在大部分河灘寬廣、地形平坦地區的水利工程作業中均可以使用明渠導流法。如果施工地點地形特殊,明渠導流法無法應用,可以采用隧道導流法。大部分峽谷、山區等地進行水利工程施工需要應用隧道導流法。隧道導流是開鑿小型隧道或結合永久隧道,將水流引入隧道中排出的一種方法,該方法造價較高,且導流能力有效,但在特殊環境下能夠起到實際作用。

2水利工程施工中導流施工技術的具體應用

2.1導流施工的應用步驟。導流施工的應用步驟是相對固定的,可按工作內容的不同分為三個主要時期,即前期準備、中期施工、后期處理。前期準備階段的主要工作內容是確定引水總量、引水方案、進行施工組織設計,并評估各類方案的可行性、進行必要優化;中期工作的核心內容是實際組織施工工作,并合理安排人力、物力,做好統籌工作,確保施工順利、安全進行;后續工作的主要內容是在完成水利工程建設的情況下,對引水渠道等進行處理,恢復河道本來面貌,避免生態失衡、河流斷流、水流泛溢等問題。三個步驟中,中期工作處于核心位置,涉及到圍堰建設等實際施工,應作為重點加以把控[1]。2.2實例分析。2.2.1工程概況。所選實例為我國湖北某地水壩建設,壩底高程為210.62m,壩頂高程為218.34m,大壩屬于5跨連拱壩,消力池位于連拱壩下游,連拱壩與廠房的沖砂底孔孔徑為1.15m,底板高程210.62m,河道存在淤泥較多問題,底孔也被淤塞。大壩船閘位于左岸,閘室長43.58m、寬7.96m。工程目的是進行改造,建設為小型水電站,庫容標準為2213*104m3,發電量預計為每年1520萬kw•h,該地地形較為平坦,且周邊不存在居民點和農田等,土質條件優良,適合于明渠導流施工。2.2.2施工過程。工程進行前,首先進行施工方案設計,人員了解了施工環境后,確定施工方法為明渠導流施工。之后評估引水渠規模、用工數和工期,要求在汛期來臨前完成施工。主體工程建設時,首先對基礎部位進行清淤作業,按30°邊坡的標準建立臨時石圍堰進行擋水,水流被引導至下游,之后進行正式施工。在石圍堰后方建設混凝土圍堰,應用分層開挖法進行岸坡施工,并通過爆破完成巖土結構打孔,之后抽出基坑中的殘水,進行施工道路修建,要求道路修建在7個工作日內完成。壩體混凝土結構施工采用多卡懸臂模板法,每一倉高度3m,為確保通行不受阻礙,閘墩采用人工拼裝小鋼模,以內拉固定式方法進行立模,溢流堰面的施工取拉模澆筑法進行現場施工。由于河道存在淤塞問題,施工過程中,水流并未完全進入引水渠,并漸漸泛溢,接近混凝土圍堰的頂端,為避免水流流過圍堰、造成施工破壞,人員進一步拓寬了引導渠的寬度和深度,將深度由2.2m增至2.6m,寬度由3.7m增至4.8m,引導渠施工過后,引水能力明顯增加,水位在5h內下降15.3cm,施工得以繼續進行。船閘工程的施工包括下游導航墻、上閘首、上游導航墻、閘室、下閘首等,由于船閘工程各部位施工內容復雜,預計工期較長,施工人員采取分項施工的方式進行建設,確定原則為以主體結構施工為主,其余結構及時跟進,較預定工期提前14天完成施工[2]??傮w施工完成后,先進行驗收和檢查,確定工程質量合格、混凝土結構強度達標,進行引導渠回填。施工人員先拆除混凝土圍堰,之后拆除石圍堰,使水流自然回歸主河道,再應用廢料堵塞引導渠進水口,由進水口方向開始進行回填作業?;靥顣r,首先鋪砂土,之后為淤泥和建筑廢料,再鋪砂土,重復上述步驟,用時兩天完成回填,同時應用小型壓實機進行壓實,恢復河道原貌,回填完成。

3總結

通過分析水利工程施工中導流施工技術的應用,了解了相關基本內容。目前來看,導流施工技術在各類水利工程中應用廣泛,作用突出,可以大致分為明渠導流和隧道導流兩個方面,適用不同的施工環境。導流施工的步驟相對固定,結合實例進行分析,進一步明確了施工過程中的各個環節和細節。后續工作中,應用上述理論有助于在水利工程施工中更好的應用導流施工技術。

參考文獻:

[1]白楊清.水利工程施工中導流施工技術的應用研究[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2017(08):142-143.

隧道引水工程范文篇5

一、南水北調的必要性

我國水資源地區分布極不均勻,且與人口、耕地的分布不相適應,從全國水土資源來看,南方水多地少,北方地多水少。南方各流域水資源總量占全國的81%,耕地只占全國的35.9%;北方各流域水資源總量只占全國的19.0%(包括內陸河,下同),而耕地卻占全國的64.1%。黃河為我國第二大河,但其水量僅占全國河川徑流量的2%,位于七大江河的第四位。黃河畝均占有水量315m3,相當于全國畝均水量1752m3的18%;人均占有水量789m3,相當于全國人均水量2670m3的30%。

華北地區缺水問題日趨嚴重。整個華北地區目前年缺水量高達40億m3,其中缺水量最大的是京、津、唐地區,平水年份缺水12億m3,特枯水年份缺水多達53億m3。無論現在和將來,華北和京、津、唐地區缺水問題已經到了急需解決的時候。目前,以山西為中心的能源基地、黃準海平原、白洋淀和青島等都已實施和即將開展從黃河跨流域調水,使得黃河水資源緊缺的矛盾更為突出。

地處我國西北的青海、甘肅、寧夏、內蒙古、陜西、山西六省區,黃河流域內的土地面積約68.59萬km2、,耕地面積16485萬畝,人口6627萬,有40%的地區降水量在400mm以下,處于干旱地帶。我國西北地區,地域遼闊,有大量可開墾的土地,有豐富的礦產資源,生產潛力很大。僅目前正在研究開發的大柳樹灌區,涉及寧、蒙、陜甘四省區的廣大干旱地帶,可開墾利用的土地在2000萬畝以上,是我國將來重要的農牧業基地之一。黃河中游山、陜兩省的沿河干旱高原需灌溉的面積還有1000多萬畝,都仰賴黃河提供水源。預計到下個世紀前30年,黃河流域將建成煤炭、石油、化工、有色金屬四大支柱產業和發達的林牧業,成為我國新的能源基地、化工基地和林牧業產品基地。而水資源不足,已成為西北、以致華北地區進一步發展經濟和改善環境的制約因素。

黃河多年平均河川徑流量580億m3。由于黃河多年平均輸沙量為16億t,需保持一定的水量輸沙入海,可以利用的水量370億m3左右。建國以來,黃河流域工農業發展迅速,生產和生活用水大量增加。自70年代以來,黃河下游河段經常斷流。根據目前的研究和預測,隨著黃河流域及有關地區國民經濟發展及人口的增長,即便盡量節約挖潛,黃河水資源也不能滿足長遠發展的需要。初步估算,2020年后黃河上中游地區將缺水150~200億m3,必須依靠開源,由南水北調西線工程解決。

長江多年平均河川徑流量約10000億m3,為黃河年徑流量的17倍。長江水源豐沛,黃河水不足。把長江水源引向干旱缺水的北方,以南豐補北欠,是實現區域水資源再分配、合理利用水資源、改造自然、發展經濟、開拓西北、振興華北的戰略謀劃,是合理開發我國國土資源的戰略措施。

從長江調水到北方,經過多年研究,已逐步形成東、中、西三條線路引水的布局設想,也就是從長江下游、中游、上游調水的三項工程。三條調水工程各有不同的供水范圍。東線南水北調工程是解決黃準海平原東部缺水問題的戰略性工程。每年調水總量為300億m3。中線南水北調工程是解決黃淮海平原西部缺水的戰略性工程。年引水230億m3。西線南水北調工程是解決我國西北和華北部分地區缺水的戰略性工程。初步設想,從長江上游通天河引水100億m3,長江支流雅礱江和大渡河各引水50億m3,年調水200億m3。

二、南水北調西線工程的提出

早在1952年,黃委會就組織了河源查勘隊。在查勘黃河源頭的同時,查勘了從通天河引水入黃河的線路。1958~1961年,黃河水利委員會與中國科學院及有關部委、有關省區通力協作,組織龐大的綜合考察隊伍,查勘的范圍在北緯26~35度,東經94~106度之間,包括云南省北部、四川省西部、甘肅省南部和青海省東南部,總面積115萬km2。主要調水河流包括怒江、瀾滄江、金沙江、通天河、雅礱江、大渡河、岷江、涪江、白龍江等。在研究了多條引水線路基礎上,最后提出了4條引水線路,由金沙江的不同引水口引水至黃河和黃河的支流賈曲河、洮河、渭河。這次查勘,涉及地域之廣、動員人力之多,工作強度之大,都是查勘工作前所未有的。由于受當時歷史條件的影響,提出的工程量過大,超越了客觀條件。但是廣大查勘人員,艱苦奮斗,取得了許多寶貴的資料。目前隨著北方地區缺水問題的突出,西線調水問題又提上了日程。1978~1985年,黃委會又組織查勘隊4次查勘了西線引水線路和主要引水樞紐壩址。西線調水研究工作,斷斷續續,歷時35年。我們把這個時期工作,稱作西線調水的初步研究階段,提出了最大可能調水量200億m3的初步方案。1987年國家計委下文,決定開展西線調水超前期規劃研究工作,才由初步研究階段,進入超前期規劃研究階段。

三、超前期規劃研究工作的主要任務和內容

1987年,國家計委決定,將南水北調西線工程列入“七五”超前期工作項目,要求1990年完成南水北調西線工程雅礱江調水線路的規劃研究報告,“八五”期間繼續完成通天河和大渡河調水線路的規劃研究工作,并于1995年完成南水北調西線工程規劃研究綜合報告。由于調水地區基礎工作薄弱,資料缺乏,此階段的主要任務是:在取得比較充分可靠基本資料的基礎上,著重研究論證調水工程的可能性和合理性。根根任務總體要求,工程分兩步開展,第一步先按雅礱江、通天河與大渡河分別進行各河調水工程的規劃研究,第二步進行南水北調西線工程綜合規劃研究。調水范圍,在北緯31°30′~35°30′,東經93°00′~103°30′之間,總面積47萬km2,調水工程涉及四川、青海、甘肅三省的面積29萬km2。

規劃研究工作的內容,主要回答三個問題。

(1)最大可能調水量的研究。也就是說,長江上游有多少水可調。根據初步研究。從通天河調水100億m3,占通天河年徑流量124億m3的81%,占金沙江渡口以上年徑流量572億m3的17.5%。從雅礱江調水50億m3,占雅礱江年徑流量604億m3的8%。從大渡河調水50億m3,占大渡河年徑流量470億m3的10.6%。三條河最大可能調水200億m3,占長江干流李莊站(宜賓下游)的8%,宜昌站的4%。宏觀地看,長江水量充沛,有水可謂。

(2)調水工程方案的研究。巴顏喀拉山為長江、黃河的分水嶺。從通天河、雅礱江和大渡河調水入黃河都要穿過巴顏喀拉山。巴顏喀拉山走向與通天河、雅礱江、大渡河上游干流河段基本一致,北西至南東向,總的地勢北西高、南東低。位于分水嶺以南的長江水系,降雨量較黃河水系大,地形切割較深。通天河、雅礱江和大渡河上游河段河床高程較相應的黃河河床高程低150~450m。根據地形特點,要把長江水系的水調入黃河必須在引水河段筑壩壅水,抬高水位,流過穿過巴顏喀拉山的隧洞,注入黃河。

引水方式分別研究了自流和抽水兩種。自流引水不需要修建抽水站、抽水動力電站和高壓輸電線路,年運行費用較低,但隧洞工程長。抽水方式對抽水線路、壩址和壩高的選擇較靈活,可縮短隧洞長度,但需修建抽水泵站、抽水動力電站、高壓輸電線路、年運行費用較高。初步研究,三條河篩選出11個樞紐壩址,11條自流引水線路和16條抽水引水線路方案。為了對樞紐壩址和引水線路進行比較,要開展大量的地形測量和地質測繪工作。

(3)調水的效益和不利影響的研究。西線調水是解決水資源在地區上分布不均勻,進行再分配的一項有效措施。既要考慮適應西北和華北地區經濟發展面臨嚴重缺水的需要,又要充分研究調水對長江上游經濟發展的影響,全面衡量,綜合規劃。

調水的主要效益:從長江調水200億m3到黃河,基本能滿足黃河流域及其近鄰地區21世紀初、中葉國土資源綜合開發的需要。為農林牧業灌溉,工業發展和能源基地建設用水提供可靠的水源,向北京地區供水,補充水源的不足。調水50億m3,可滿足2030年前后黃河河口鎮以上引黃需水要求;調水100億m3,可滿足2030年前后三門峽以上引黃需水要求。還可使黃河干流各梯級增加發電水量。衡量調水的經濟效益,較為復雜,目前尚難給以定量評價。

調水的社會環境效益是十分顯著的,可使廣大西北地區及其鄰近地區的國土資源得到綜合開發。西北地區地域廣闊,土地資源、氣候資源、礦產資源、水力資源、生物資源相當豐富,潛力巨大,提供可靠的水源,以把這一地區建設成我國的能源基地,建設成發展我國國民經濟的戰略要地;調水為開拓西北補充了水源。還可改善西北黃土高原的生產生活環境。黃河上、中游是我國藏、蒙、回等少數民族聚居區,振興經濟,對于維護安定團結的政治形勢,加強民族團結,具有深遠的重大的意義。

調水的主要不利影響:調水地區,人煙稀少,人口密度1.7人/km2,92%以上為藏族,以畜牧業為主,屬于待開發區,調水對三條河下游工農業用水,總的說來影響不大,但對接近引水點的下游河段,影響較大,需要作進一步論證。調水對長江干支流已建、在建遠景規劃梯級電站的電能均造成一定影響,現僅就宜昌至宜賓,金沙江石鼓至宜賓,雅礱江兩河口至河口,大渡河雙江口至銅街子等,長江下游4個重點河段的水電基地的初步估算,調水200億m3,這4個河段損失電能約400億kW·h,占規劃年發電量的10%。由于調水區交通不便,開采的木材,有一部分利用河道漂運,調水對漂木有些影響。生態環境影響方面,庫區淹沒涉及少數游牧藏民,社會問題相對小一些,但對當地宗教信仰和風俗習慣的有關寺廟和設施要慎重處理;調水與三條河的自然、經濟、社會等方面密切相關,涉及氣候、地貌、水源、動植物資源、工農業發展諸因素,這些因素相互作用和影響著,有些在不利影響和有利影響兩個方面發生互為變化。調水的不利影響涉及面廣,問題也比較復雜,現階段只能提出一個粗略的看法。今后,隨著研究階段的深入,才能進行定量的分析和評價。

四、調水工程的艱巨性和可能性

南水北調西線工程是一項宏偉而又艱巨的工程、根據國家計委的安排,西線調水超前期規劃研究工作由水利部黃委會承擔,并在“七五”期間先開展雅礱江洞水的規劃研究工作。

從1987年下半年到1990年,三年多來,黃委會設計院派出了以測量、地質、規劃專業為主的200人的外業勘察隊伍,與有關院所的查勘人員密切配合,在雅礱江上游地區開展調水的勘測、考察工作.調水區自然環境惡劣,工作艱苦,該區海拔多在4000~5000m,太陽照射時,紫外線特別強,空氣含氧量少,一般只有內地的60%,氣候高寒多變,經常受雨雪冰雹的襲擊,施工條件很差。

工程規模大,技術復雜。研究的抽水方案,在長須建壩,最大壩高167m,抽水揚程432m,年耗電量60億kW·h,引水隧洞長60km,按1990年下半年價格水平進行工程投資估算靜態投資185.5億元。研究的自流方案,在長須建壩,最大壩高175m,引水隧洞長131km,工程投資估算靜態投資163.3億元。調水工程雖然艱巨、難度大,但從當前科學技術水平和發展前景看,在技術上是可行的。

隧道引水工程范文篇6

關鍵詞:引水隧洞;洞挖;施工質量

1工程概況

泉州市惠女至菱溪、黃塘引調水工程分為干支線,分別為惠女至佘格寮輸水干線、佘格寮至菱溪輸水支線。泉州市惠女至菱溪、黃塘引調水工程屬Ⅲ等工程,標段范圍內的佘格寮至菱溪輸水支線中的內山管道、內山至后蘇輸水隧洞、后蘇管道、后蘇至菱溪輸水隧洞輸水線路總長9.8km,隧洞開挖洞徑為3.2m,開挖底寬2.6m,襯后洞徑2.4m;輸水管道管徑為2.0m。主要工程量包括土方開挖39932.65m3,土方回填10942m3,石方洞挖93275.71m3,砼27251.89m3,鋼筋制安792.68t,管道安裝387.2m。

2地質條件、施工條件

2.1地質條件

引水隧道的地質主要是以Ⅱ、Ⅲ類圍巖為主。內山管道主要為沖洪積粉質黏土、全風化花崗巖和弱風化花崗巖,可直接作為管道基礎層。內山至后蘇隧道Ⅱ類圍巖長度538m,占58.5%;Ⅲ類圍巖長度207m,占22.51%;后蘇至菱溪隧洞Ⅱ類圍巖長度6201.224m,占73.06%。隧洞區的巖石致密堅硬,大部分隧洞圍巖穩定,局部穩定性差,地質條件總體較好。

2.2施工條件

泉州市惠女至菱溪、黃塘引調水工程位于泉州市泉港區驛坂村,對外環庫公路直通國道G324線。場內臨時施工道路施工單位自行修建,同時與施工道路交叉或相鄰道路施工時避開施工時差。另外,根據工程需要修建相關施工便道。

3施工機械與施工方案

3.1設備選型

施工機械設備選型原則如下:一是機械設備配備選型。綜合考慮了機械設備的機動靈活、高效低耗、環保、運行安全可靠等各方面因素,其性能及工作參數以滿足施工需要和保證施工進度為前提。二是施工機械設備數量。按高峰月施工強度及設備能力進行配備,適當考慮了設備的出勤率和完好率,并考慮了適當施工設備能力儲備系數。三是選用的施工機械設備在滿足工程需要的前提下,設備類型不宜太多,以利于設備的維修、保養、管理,提高生產效率[1]。工程所需的鉆孔和爆破施工設備如表1所示。

3.2施工方法

根據工程的特點,洞身開挖分4個工作口7個工作面,分別是紫山分水口下游工作面、后蘇上下游工作面、尾田支洞上下游工作面、土門豎井上下游工作面。除此之外,考慮了C2B標的菱溪支洞作為洞身開挖的一個備用工作面。開挖Ⅲ類圍巖地段采用全斷面法,光面爆破開挖;隧洞采用新奧法施工,隧洞從豎井、出口、雙向掘進,開挖采用自制多功能鉆爆臺架,人工手持風鉆打眼,根據圍巖特性及其節理裂隙的分布情況,確定該隧道的爆破參數,以隧洞爆破專項施工方案為藍本進行適當的調整,在光爆區爆破孔裝藥參數不變的情況下增加光爆面導向光爆空孔,提高成面的準確性。在鉆孔施工過程中堅決控制鉆孔質量,成孔要求平、直、準、齊,各炮眼要準確地打在點好的眼位上,誤差一般不大于20mm,周邊眼誤差應盡量減??;要求周邊光爆孔與二圈孔要互相平行,以保證光爆最小抵抗線厚度,要求各炮孔與隧道軸線方向平行一致;同一類型炮眼深度斜度基本一致。

3.3施工流程

一是測量放線。測量放線是洞室開挖的關鍵環節,準確的測量放線對于工程質量十分關鍵。本工程中采用全站儀和激光導向儀配合工作,在施工工作面快速放出周圍輪廓線,并且確定隧道中軸線以及鉆孔孔位,精度能夠滿足工程的需求。為了對工程進度進行控制,在布設基本導線點的情況下設置三角高程,確保工程高程與放線精度。二是鉆孔與質量控制。相關研究表明,鉆孔精度對于后續工程十分重要,是防止超欠挖的重要措施。因此,必須嚴格按照爆破布置圖及設計孔深施鉆,沿輪廓線的調整范圍和掏槽孔的孔位偏差不應大于5cm,其他孔位不應大于10cm。施工過程中需要加強鉆孔的孔距、孔斜的檢查,及時做好質量監督。三是裝藥連網爆破與質量控制。炮孔經檢查合格后,由持證炮工領班操作,嚴格遵守爆破安全操作規程裝藥爆破。炸藥采用84#巖石乳化炸藥。藥卷直徑:周邊光爆孔Φ25mm,其余為Φ32mm;爆破施工過程中的藥量控制、裝藥連網爆破是整個工程的重點,在施工過程中,需要嚴格按照爆破設計要求與規范開展裝藥連網,周邊光爆孔采用間隔裝藥方式,并且由塑料導爆管連接形成起爆網絡,在檢查無誤且取得作業證之后,要求施工機械與施工人員撤離到安全地帶,開展爆破警戒,同意執行爆破。四是通風除塵與質量控制。在爆破完畢后,需要對爆破后的殘渣以及碎土進行除塵工作,采用軸流風機進行排煙,采用噴淋裝置進行除塵管理,做好除塵之后,排查相關的安全隱患,按照《安全爆破規程》進行后續處理,確保安全后繼續施工。五是錨噴支護與質量控制。采用錨噴支護的方式對不穩定的巖體進行保護,為了確保支護強度,應在鉆孔后注入漿液,并且倒入孔底,安插桿體,最后認真堵塞孔口,防止漿液流出,確保支護強度,避免不穩定巖體引發的危險因素。整個工程的工藝流程如圖1所示。

4鉆爆設計與爆破試驗

4.1鉆爆設計

根據隧洞基本情況,隧洞爆破采用淺孔爆破法施工。Ⅴ級圍巖上臺階開挖每循環進尺不大于0.8m,Ⅳ級圍巖上臺階每循環進尺不大于1.0m,Ⅲ級圍巖地段控制在1.5~2.0m進行設定。隧洞明洞段土石開挖選用淺孔臺階爆破。隧洞Ⅲ級圍巖采用全斷面開挖法,Ⅳ級圍巖和Ⅴ級圍巖采用2臺階開挖法進行開挖。開挖輪廓線采用光面爆破技術,洞口明挖段需要爆破施工,基本采取淺孔控制爆破,對于個別巖石盡可能采用機械破碎,不采用爆破法施工。

4.2爆破試驗

為確定科學的爆破參數,明確起爆炸藥使用數量和藥孔之間的距離,應當進行爆破試驗。首先依照公式明確炸藥數量與藥孔之間間隔的數據,每進尺都對預裂孔的爆破成效進行查看,在確保藥孔間隔距離不發生變化的狀況下調節炸藥使用數量,在爆破成效達到預定要求的炸藥使用范圍內調節藥孔之間的距離,力爭在確保爆破效果與施工效率的狀況下得到理想狀態的藥孔間隔距離與炸藥使用數量。作業期間經過爆破成效剖析,基于地質變動狀況恰當調節爆破參數,讓其符合設計規定。為保證進洞安全需求,在進洞處范圍內設置鋼拱架,具體榀數根據進洞圍堰情況確定。周邊眼運用導爆索完成起爆與傳爆,而其他眼與導爆索依托非電毫秒雷管進行引爆,這種雷管依托電雷管起爆。炸藥運用的是2號硝銨炸藥,遇到滲水時采用乳化炸藥。

5Ⅳ、Ⅴ類圍巖開挖支護

Ⅳ、Ⅴ類圍巖的發育程度不高,圍巖不穩定,而且以分布的小斷層為主。本工程中內山至后蘇隧IV類圍巖長度144.729m,占15.73%;V類圍巖長度30m,占3.26%;后蘇至菱溪隧洞IV類圍巖長度1236m,占14.56%;V類圍巖長度169m,占1.99%。工程中的Ⅳ、Ⅴ類圍巖雖然占比不高,但是因為其圍巖不穩定的特性,需要在超前地質勘探的基礎上,采取合理的施工方法。

5.1超前地質勘探

超前地質勘探是了解Ⅳ、Ⅴ類圍巖的構成及基礎結構的重要方式,在超前勘探的基礎上,能夠獲取尚未開挖巖體的體質情況,為支護方式的選擇提供依據??碧竭^程中設置朝前鉆探孔,采用SGZ-ⅢA型地質鉆機鉆孔,孔徑根據情況大于54mm,孔長15~30m,從鉆探孔中獲取巖芯,通過試驗的方式了解巖芯的巖性、力學性能以及結構,分析圍巖的構成。同時,采用抽水試驗的方式了解水文資料,避免施工過程可能出現的涌水、坍塌等不良事故[2]。

5.2施工方法與質量控制

當Ⅳ、Ⅴ類圍巖斷層破碎帶內充填軟塑狀斷層泥或特別松散的顆粒時,需要設置超前支護。利用錨桿或管棚進行超前支護,在確保圍巖穩定的情況下,開展分層開挖。開挖過程中做好監督與管理,采用分部支護和分布開挖等方式,提升施工安全。施工過程中要嚴格控制爆破用藥量、爆破深度等參數,不能為了追求工程進度而忽略質量管理。

5.3地下水的防滲處理

在作業過程中洞中滲水范圍比較大的情況下,運用鉆孔把水全部引到集水井內,之后使用水泵把水排到洞外。若地下滲漏水水量很大或者范圍較為廣泛時,掘進之前首先要進行灌漿,之后基于全封閉深孔或者依托超前加強支護對滲水問題進行處置,而且在掘進作業面前方留下最少10m的搭接長度。小鋼管與超前錨桿裝設運用快硬水泥卷,使待凝時長減短。

6結語

隧道引水工程范文篇7

1可接受調水量分析

我國水資源在地區上分布不均衡,南方水多,北方水少。從水量豐沛的長江調水到缺水的黃河,這個總體思路是正確的,然而對調水河流而言,也不能把水調干調盡,要考慮到調水河流的生態平衡、水資源承載能力和水環境承載能力。據此,確定調水河流可調水量的一個基本點就是堅持水資源可持續利用的原則,優先考慮調水區遠景年的實際需水量,包括工農業需水、人畜用水、生態用水等,剩余的水量再考慮外調。

規劃南水北調西線工程從長江上游通天河末端,即金沙江起始段調水80億m3,從雅礱江干流及兩條支流調水65億m3,從大渡河的3條支流調水25億m3。調水量與調水河流多年平均徑流量的比例:占金沙江渡口570億m3的14.0%,占雅礱江河口604億m3的10.7%,占大渡河河口495億m3的5.0%。從三條河調水170億m3,占所在河流河川徑流量的5%~14%。對一條河而言,調多少水才算適度呢?當前,還沒有明確的標準,不過國際通常認為一條河的用水率以不超過40%為宜。三條調水河流域的用水情況:調水區處于特殊的地理位置,人煙稀少,社會經濟不發達,現狀工農業用水及生活用水等用量不大,用水主要在河流下游,特別是河口地區。預測2030年,三條調水河流域工農業及生活等需水量占全河河川徑流量的5%~7%,因此,從調水河流上游調取5%~14%的水量,三條河仍有足夠的河川徑流量,可以滿足下游社會經濟發展對水的需求,故此調水量稱作可接受調水量。然而,就引水點而言,調水占引水壩址處河川徑流量的比例卻較大,達65%~70%。也就是說,調水后引水壩址下游河道的水量,只有原水量的30%~35%。這個下泄量是否能維持該河段生態系統的平衡,就需要研究并估算壩址下游河段的生態環境用水量。

生態環境用水是指用于保護和改善環境質量所需要的水量。目前,河道生態環境用水量的確定"還沒有統一的計算方法,不同國家、不同地區、不同河流的自然條件和生態環境狀況都有所不同。北京師范大學環境科學研究所與水科學研究所推薦了兩種計算方法:第一種是用河道枯水流量的百分比確定;第二種是用Tennant法確定#后者是目前美國使用的一種方法。鑒于西線調水河流的特殊性,這里僅簡述河道枯水流量法。

依據調水河段特殊的高山峽谷地形和年降雨量700mm左右的相對較多的雨量以及流量的年際變化較小,枯水期流量相對比較穩定等較好的條件,選用壩址多年系列的最小月均流量作為基準,年內各月生態需水取該流量的60%。計算表明,生態環境需水占多年平均最小月流量的42%左右。通過水庫數、入庫水量、水庫蒸發、滲漏水量、水庫上游需水量、下泄水量、河道生態用水量等參數公式的運用和庫容、輸水工程輸水能力、最小下泄流量!供水保證率等約束條件的換算,得出三條河引水壩址處可接受的調水量為171億m3,與規劃調水量170億m3基本相符。

2第一期工程方案的可行性分析

第一期工程地處青藏高原東南部,海拔3500m左右,位于四川省甘孜縣到阿壩縣一帶。工程方案由“五壩七洞一渠”組成?!拔鍓巍眽胃?3~123m,初步推薦壩型為適合當地材料的混凝土面板堆石壩;穿越巴顏喀拉山的輸水入黃河隧洞長244km,分為7段,開鑿人工支洞后,最長施工洞段長37km,洞線上覆蓋山體厚度(即埋深)300~600m,最厚達1150m;“一渠”為一段明渠,長16km。

2.1筑壩技術

從筑壩技術看,我國對各種壩型的建筑技術已趨成熟。20世紀80年代以來,開始重視和推廣混凝土面板堆石壩壩型。這種采用當地石料,分層振動碾壓堆石的施工方法,使壩體密實,面板較少出現裂縫,防滲效果也好,具有斷面小,安全性好,施工簡便!造價低的特點。當前,大型、多功能、高效施工機械的應用大大提高了施工質量,加快了施工進度,降低了工程造價。我國在廣西與廣州交界處的南盤江上于1999年建成混凝土面板堆石壩的壩高為179m,在海拔2900m處于1999年建成的青海黑泉面板堆石壩壩高為123.5m,最近才開工建設的湖北清江水布埡混凝土面板堆石壩壩高233m。這說明!在筑壩技術方面,西線工程雖有海拔3500m地區的氣候寒冷問題,但從當今的施工技術看!完全有措施解決。

2.2開鑿長隧洞技術

開鑿長隧洞技術,在20世紀80年代以后發展迅速。開鑿短隧洞,一般采用打眼、裝炸藥爆破,即常規的鉆爆法。隨著開鑿長隧洞技術的發展,已采用適用于硬巖的開敞式掘進機施工法,以及適用于軟巖、土砂層隧洞施工的盾構掘進機施工法。掘進機技術的特點是:高度機械化、專業化施工,掘進、出渣、襯砌、灌漿等工序一次完成,進度快、質量好。近年來掘進機廣泛采用電子、信息技術,對全部作業進行指導和監控。歐洲隧道,即英吉利海峽隧道,在掘進過程中,安裝約200部儀表,工程技術人員每天讀取數據120個,運用計算機分析掘進機的運轉效果,指出機械和電器存在的問題,從而明確機械維修保養的目標!使掘進機的時間利用率提高到90%,整個系統的時間利用率達60%。若使掘進機在掘進過程中始終處于最佳狀態,其掘進速度一般為鉆爆法的8~10倍,甚至更高!最佳日進尺可達150m以上。

從隧洞施工段的長度看,我國已建成的甘肅引大入秦30A輸水隧洞長11.6km,成洞洞徑5.5m;西康鐵路秦嶺隧道長18.4km,成洞洞徑7.6m。國外已建成的英吉利海峽海底高速鐵路兩條平行隧道,即歐洲隧道,每條長38km,成洞洞徑7.6m;正在施工的瑞士圣哥達高速鐵路兩條平行隧道每條長57km,成洞洞徑9.6m。

這些長隧洞的特點:1采用掘進機開鑿。秦嶺隧道采用開敞式掘進機,歐洲隧道和引大入秦30A隧洞采用盾構式掘進機。2埋深大。歐洲隧道在海水面以下平均40m,最深達130m;圣哥達隧道上覆蓋山體最厚近3000m。3沒有條件開鑿人工支洞。僅圣哥達隧道在山體上人工開鑿了一個直徑12m、深800m的豎井。

上述特點說明,無論是通過山體或水下的長隧洞,也無論硬巖或軟巖,運用掘進機開鑿,技術上都可行。

第一期工程輸水隧洞通過的圍巖主要為砂巖、板巖或砂板巖互層,巖石抗壓強度30~100Mpa,屬中等硬度,有利于掘進機的開鑿。雖然,當地氣候寒冷缺氧,地質條件復雜,需要認真研究開鑿隧洞可能出現的問題和需要采取的措施,但是類比國內外已建工程,開鑿最長37km隧洞段以及其他各施工洞段,技術上是可行的。

3供水對象和供水范圍分析

第一期工程調水40億m3入黃河,現就規劃的供水對象和供水范圍進行分析。

供水對象:生態環境用水,城鎮生活和工業用水,兼顧農業用水。供水對象把生態環境用水放到了第一位,這不是說其他供水不重要,而是考慮了地處黃河上中游地區的自然地理特點不同于其他地區。該地區年降雨量一般200~300mm,干旱少雨,水資源嚴重缺乏,已成為社會發展的重要制約因素。隨著人口的增加和大規模的生產建設活動,使本來就十分脆弱的生態環境惡化加劇。當前,西部大開發建設加快,人類對自然的索取還要不斷增加,生態環境的壓力會越來越大,因此,西線調水首先要考慮為保護和改善生態環境供水。

供水范圍:規劃了向大柳樹供水區、渭河地區和黃河干流補水。大柳樹供水區地處陜、甘、寧、蒙四?。▍^)的干旱地帶,該區有3萬多hm2的遼闊土地,而且地形平坦,是我國開發條件較好的后備土地資源之一。該地區毗鄰騰格里沙漠、烏蘭布和沙漠和毛烏素沙漠,風沙的蔓延和人為不合理的活動致使該地區部分土地沙化,生態失調,急需采取治理措施來有效地控制沙漠的侵蝕。規劃向大柳樹供水區供水20億m3,使這片有水則綠洲、無水則荒漠的廣袤干旱土地得到水源,植樹種草,同時發展生態農業,擴大環境容量,擴展人的生存空間。使居住在山區的人們遷居到這片得到供水的平原區,建設新的定居點或村鎮,不斷改善這片適宜于人類生存的綠色土地,遏制沙漠的蔓延。規劃供水10億m3給渭河地區,使渭河增添良好水質的新水源,改善渭河地區的缺水和水污染狀況,使已有雄厚經濟基礎的陜西關中地區更快地向前發展。規劃供水10億m3補給黃河干流!這樣做考慮了兩點:一是黃河上游地區支流用水較多,減少了入黃水量;二是黃河上中游地區廣泛開展的水土保持治理工作,增加攔蓄降水資源的能力,提高降水資源的利用率,減少了入黃水量。向黃河干流補水,既可滿足支流用水和水土保持用水,又能維持河道的生態基流。

隧道引水工程范文篇8

[關鍵詞]小洞徑;混凝土襯砌;技術應用

水利工程引水隧洞工程通常由于斷面小、施工距離長,往往施工功效低,混凝土襯砌質量難以保證。文中通過對該工程的大量實踐和總結,經過施工手段和技術方法的改良,形成了一套行之有效的小洞徑混凝土施工方案。

1項目概況

綏中大風口水庫應急供水工程引水隧洞工程,進口位于大壩下游右岸的山坡上,底高程為106.0m,隧洞出口連通大風口水庫,底高程為105.5m坡降i=0.08‰。引水隧洞全長為6.295km,圓拱直墻式斷面,主要為III、IV、V類圍巖。其中III類圍巖開挖斷面為寬2.6m,高3.6m,混凝土襯砌厚度30cm;IV、V類圍巖開挖斷面為寬3.2m,高4.1m,混凝土襯砌厚度50cm?;炷烈r砌后,斷面洞寬2.0m,高3.0m,噴錨襯砌斷面洞寬2.8m,高3.0m。屬特小斷面洞室。為增加隧洞施工作業面,分別在樁號K2+017和K3+799處布置施工支洞,支洞寬4m、高3m,坡比分別為45.66%和32.5%的斜井。

2施工難點

2.1混凝土襯砌臺車進出洞困難斷面小,距離長,轉彎多(4個),轉角大(22.23°),鋼模臺車洞內安裝、行走、轉彎困難。2.2小斷面,材料轉運和混凝土入倉困難鋼筋、模板等材料轉運和隧洞混凝土襯砌澆筑入倉,由于距離長,施工斷面小,不適宜采用大型車輛和混凝土攪拌罐車進行運輸施工,采用小型三輪車和混凝土攪拌罐車利用避車道會車,長距離倒車運輸施工工效低,直接影響了施工效率。2.3通風除塵難隧洞洞身長且施工作業面小,洞內空氣流通差。洞內車輛運輸產生的尾氣和施工電氣焊產生的氣體導致洞內空氣質量差,為確保作業人員健康必須采取有效措施。

3總體方案

隧洞混凝土襯砌采用先澆筑底板、矮邊墻,后鋼模臺車襯砌側墻、頂拱的二次澆注成形施工方法。為加快施工進度,采取底板、矮邊墻超前側墻、頂拱三倉的方式連續施工,減少混凝土澆筑后底板硬化等待時間。

4小洞徑混凝土襯砌施工技術

4.1鋼筋加工??紤]洞徑小,鋼筋長,鋼筋加工采用鋼筋彎曲機等設備在洞外加工成型后轉運進洞方式,轉運過程中設置泡沫墊板等加強對鋼筋的保護。鋼筋安裝采用三點定位方法,根據城門洞斷面特點,首先測量放樣在頂點和兩側各2m高起拱點處設置三條定位線,然后在矮邊墻上標記鋼筋間距,作業人員將成型后的鋼筋,在三條定位線和標記處綁扎固定,該方法能有效解決斷面尺寸控制難和鋼筋尺寸控制問題問題。4.2模板加固及振搗。底板、矮邊墻模板根據襯砌厚度選擇300mm寬、2000mm長的組合鋼模板,鋼筋安裝成型后,采取內拉外撐方式加固,施工過程中定期不定期檢查模板變形情況及時進行維修或更換處理。由于底板和矮邊墻須一次成型,澆筑時先澆筑底板,再回頭澆筑矮邊墻,縮短底板硬化等待時間。側墻、頂拱采用一次成型的鋼模臺車加固,臺車端頭模板及止水帶安裝采用人工支模封堵,預留孔洞觀察澆筑進程,臺車定位前在矮邊墻上黏貼2mm厚雙面膠或土工織物,避免錯臺。臺車由廠家根據設計圖紙生產后運至洞內進行組裝,安裝成型后具有剛度大、安拆???、整體性好等顯著特點。針對轉彎轉角處,采取人工支模方式,側墻和底板采取寬300mm、長2000mm和寬100mm、長1000mm的組合鋼模板;頂拱采用定制整體半圓形鋼板,長1000mm,厚5mm,根據現場轉角大小現場切割后拼裝。經過現場實踐,整體半圓形鋼板較拼裝小塊鋼模襯砌效果好,且裝、拆方便。4.3混凝土運輸、澆筑和振搗。由于洞徑較小,混凝土罐車廠家沒有該類罐車生產,單獨定制成本太高。為此,創造性采用山輪車和攪拌罐結合的方式,利用山輪車的車身并定制攪拌罐現場組裝,罐車方量為1.2m3,該方案不僅解決了車輛寬度和高度問題,還解決了混凝土長距離運輸過程中的攪拌問題。洞內每200m左右設置避車洞會車,根據現場實踐,每公里配置3臺比較經濟合理?;炷吝\至倉位后,采取混凝土輸送泵泵送入倉。底板混凝土采用ϕ50mm和ϕ100mm混凝土震動棒及平板振搗器澆筑。側墻及頂拱采用ϕ50mm插入式搗固棒配合附著式振搗器搗固,觀察窗以下采用插入式搗固棒振搗。4.4通風。洞內通風采用軸流式通風機和車輛尾氣排放控制相結合的辦法。根據洞長每500m左右設置軸流式通風機一臺往外排煙,另外在每臺車輛尾氣排放出口處設置改裝后的過濾水箱,尾氣通過水箱后再排放,有效降低了尾氣濃度,洞內施工環境大為改善,同時為作業人員配備必要的防護口罩。

5總結

通過對小洞徑混凝土襯砌的實踐和總結,針對底板超前邊墻頂拱澆筑、鋼模臺車的運用、轉彎轉角處整體鋼板使用、混凝土罐車組裝等手段,不僅有效解決了施工難點,而且提高了施工進度,降低了成本。

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隧道引水工程范文篇9

其中遼寧大伙房輸水隧洞長85km,是當今世界上單洞最長的水工隧洞,錦屏二級電站引水發電洞最大埋深達2500m,是我國目前埋深最大的水工隧洞之一。

另外,還有一批深埋長隧洞工程正在施工或正在規劃設計,如新疆某補水工程穿天山隧洞,陜西引漢濟渭工程穿秦嶺隧洞,南水北調西線工程克柯—黃河隧洞、扎洛—克柯隧洞,青海引大濟湟穿大阪山隧洞等,其中最長的達77km,最大埋深達2200m。

無論是國內還是國外,深埋長隧洞的工程地質勘察技術還不成熟,還存在不少困難,是水利水電工程地質勘察突出的難點之一,主要表現在:①地面海拔高,交通困難,勘探設備甚至技術人員難以到達洞線位置。

②勘察測試手段跟不上隧洞工程發展需要,1000~3000m的深度以及高應力、高水頭條件尚缺乏適宜的勘探試驗設備,現有的勘探試驗方法選擇受到限制。

③隨埋深的顯著增加,工程地質問題更為復雜,可借鑒的工程實例不多。

④有關理論還不夠完善,分析評價方法需要摸索。

⑤采用TBM施工是深埋長隧洞工程發展趨勢,相對于鉆爆法,TBM對勘察成果的準確性有更高的要求,而不是可以簡化。⑥勘察經費和工期不足,勘察工作量布置和勘察方法選擇受到明顯限制。

目前,深埋長隧洞的工程地質勘察還處于探索和積累經驗階段,不僅需要工程地質分析、評價理論的豐富與完善,更需要勘察技術與方法的突破與創新。

一、深埋長隧洞主要工程地質問題隧洞工程可能存在的工程地質問題主要有圍巖變形、塌方、巖爆、高外水壓力、突水、突泥和涌水、高地溫、巖溶、膨脹巖、有害氣體、有害水質、放射性危害等。

從一些工程實例來看,深埋長隧洞工程出現上述問題的概率明顯更高,也更為復雜。

在一個工程中,一般有2~4個工程地質問題會比較突出,如錦屏二級發電洞主要問題是巖爆和涌水,精伊霍鐵路天山隧洞主要是斷層帶、大溶隙涌水,魚箭口發電洞主要是溶洞突水、突泥,某達坂輸水隧洞主要是軟巖變形,奇熱哈塔爾發電洞主要是巖爆和高地溫等。突涌水、高應力條件下的巖爆、軟弱破碎圍巖大變形和高地溫是深埋長隧洞出現概率比較高的工程地質問題,對工程影響也較大。國內如遼寧大伙房水庫輸水隧洞、野三關公路隧洞、精伊霍鐵路天山隧洞、錦屏二級發電洞等工程在施工期間曾因大量突水、突泥、巖爆、塌方而出現過人身傷亡和設備事故,并造成投資增加、工期延誤等不良影響。

特別需要提出的是,在極高應力條件下,某些中硬巖也存在發生塑性變形的可能。

瑞士圣格達鐵路隧洞圍巖中存在一種糖粒狀砂巖,在高圍壓下發生塑性收斂變形達70cm以上,曾造成TBM卡機事故。新疆某達坂引水隧洞埋深不超過300m,但地應力高,巖石以泥巖與砂巖為主,因圍巖擠壓和膨脹變形造成數十次TBM卡機事故。穿過煤系地層的隧洞,有害氣體和大變形問題最為突出,比較典型的工程有廣渝高速公路華鎣山隧道和南昆鐵路家竹箐隧道。家竹箐隧道實測瓦斯壓力最大達到1.585MPa,高壓力瓦斯、大變形和大涌水給該隧洞施工造成了很大困難。廣渝高速公路華鎣山隧道不僅有煤層瓦斯,還遭遇了天然氣、二次生化氣及H2S等有害氣體,問題更為復雜。

比較而言,這方面的問題在水利水電工程中較為少見。

隧洞活斷層工程抗斷的已建工程實例尚未見到,規劃中的南水北調西線等幾個長大隧洞工程,已將斷裂活動性問題作為主要工程地質問題之一進行研究??紤]到強烈的破壞性,短時間內形成較大錯距的區域性活斷層應盡力繞避,而以緩慢蠕變變形為主的活斷層在工程技術上是可以克服的。新疆某隧洞曾因放射性危害造成停工和方案改變,但是總的來說,出現嚴重放射性危害的工程實例較少見。

大范圍的侵入巖、煤系地層是放射性礦物易于積聚之地,如在工程中遇到此類地層應進行必要的勘察研究工作。大伙房輸水隧洞等工程勘察期間曾委托專業機構進行放射性勘探。

線路上如存在大范圍放射性礦物,對施工、水資源危害較大,難以有效處理,應首先考慮繞避。

二、深埋長隧洞工程勘察技術1.遙感、地質測繪和調查地面地質工作仍是隧洞工程的主要勘察手段之一。

對于深埋長隧洞工程,地質調查和測繪的內容、要求與常規隧洞工程有所不同。

在隧洞埋深達2000m甚至更深的情況下,洞線兩側2km甚至更遠的巖體、斷裂都有可能會出現在隧洞圍巖中,因此測繪范圍宜擴大到隧洞兩側各2km以上,有時為了追蹤重要的地質現象,需要擴大地質測繪的范圍。

對于水文地質條件的調查要充分重視,必要時應進行專門的水文地質、巖溶調查。

洞線附近的小流域與隧洞涌水問題的評價有直接關系,應納入調查與測繪范圍。

高山區的溪流、泉水往往沒有觀測資料,測繪過程中應對地表水體的范圍、水量、水位進行調查,應選擇多個斷面采用簡易儀器估測溪流流量,對泉水應進行重點調查與觀測。

高山區氣溫、降雨量、蒸發量和降雨入滲規律與山下存在顯著不同,更缺乏直接的觀測資料,這些資料對于預測隧洞涌水量、地溫都是必要的,因此有條件時應在洞線附近分高程設置專門的觀測站點。

深埋長隧洞工程勘察范圍大、交通困難,并缺乏基礎地質資料,地面調查與測繪工作是非常艱難的。

而遙感地質測繪技術具有宏觀性、周期性、信息量豐富、快捷及成本低等優點,已成為深埋長隧洞工程地質勘察的一個重要手段。

如遼寧大伙房水庫輸水隧洞工程進行了面積2100km2的1∶50000遙感地質解譯工作,通過航片、衛片解譯及野外驗證,確定了80余條斷裂構造,初步確定了巖土體范圍、地質界線、地質構造等;南水北調西線工程選擇了ETM、SPOT和SAR等衛星遙感數據為主要信息源,重點對30000km2范圍內的斷裂構造進行了解譯。

2.綜合物探除常規物探方法外,為了探測深部地質體和地質現象,近年使用較多的是可控源音頻大地電磁測深法(CSAMT)和高頻人文大地電磁測深法(EH4)。

如南水北調西線工程、陜西引漢濟渭穿秦嶺隧洞工程、新疆某補水工程穿天山隧洞等。

可控源音頻大地電磁法是根據不同頻率電磁波具有不同穿透深度的特點,利用人工可控源產生音頻電磁信號,探測地面電磁場的頻率響應從而獲得不同深度介質電阻率分布信息和目的體分布特征,其理論測深可達1500m,有效測深1100m。

與可控源音頻大地電磁法不同,高頻人文大地電磁測深法利用天然電磁波信號進行探測,其電磁波頻率相對較高,探測深度也相對淺一些,其理論測深為1000m,有效測深600~800m。

該方法雖然探測深度大,地形適應性強,但是精度還需要進一步提高。

由于各種物探方法都有其優缺點,深埋長隧洞物探勘察適宜采用綜合手段,不同方法之間相互補充和驗證,采取點、線、面結合,定性與半定量結合的勘探布置和分析原則。

3.深鉆孔通過鉆探能夠直接了解深部地層巖性、地質構造、地下水水位與水質、巖溶等基本地質條件,了解巖體放射性及有害氣體的賦存特征;通過巖芯觀察判斷隧洞圍巖類別,分析巖__爆的可能性;通過鉆孔可以取樣或在鉆孔內進行試驗與測試工作,獲得深部巖體物理力學參數等。

因此,對于深埋隧洞工程,鉆探仍是不可替代的主要勘察手段之一。

目前,深鉆孔在國內隧洞工程勘察中的應用已經達到較高水平。

南水北調西線隧洞最大鉆孔深度為470m;精伊霍鐵路北天山隧洞最大鉆孔深度約733m,平均鉆孔間距約2~3km;北天山某水工隧洞鉆孔最大深度886m,平均鉆孔間距達到3~5km;安康鐵路秦嶺隧洞鉆孔深度210~603m,孔間距約2km;引黃入晉工程隧洞鉆孔深度350m,平均間距約1km。

國外也在深埋長隧洞工程地質勘察中使用深鉆孔,如意大利與法國之間穿越阿爾卑斯山麓的鐵路隧道,長約54km,有3.5km以上洞段埋深超過2000m,布置了20個鉆孔,其中有3個深度超過1000m,平均鉆孔間距小于3km;瑞士圣戈達快速鐵路隧洞和伯倫納鐵路隧洞也都布置深鉆孔,甚至在深孔底部又打水平孔。

可見,國內外隧洞工程對鉆探的應用都非常重視,并沒有因埋深大、地面工作條件惡劣而減少鉆孔。

但限于經費和設備能力,不少鉆孔是“懸掛”的,沒有達到洞身位置。

深鉆孔成本高昂,必須精心設計,用于關鍵部位,并盡量一孔多用,除取芯外,常常利用鉆孔開展物探綜合測井、地應力測量、孔內變形試驗、孔內電視錄像以及地溫、放射性測量等試驗測試工作。

4.鉆孔壓水試驗常規的單管頂壓試驗方法在大深度和高壓力下不適用。

一方面埋深很大時巖體吸水量小,常規橡皮栓塞的密封性能不能滿足要求;另一方面栓塞壓力難以控制,可能會被“壓翻”導致試驗難以成功,并可能造成嚴重井內事故。

雙栓塞法技術可靠并具有高試驗精度,中水北方公司在600~850m深度成功完成多段壓水試驗。關于試驗段長度,由于深部巖體滲透性較差,試驗段長度不能太短,在吸水量小的情況下適當加大試驗段長度反而能降低試驗誤差,還可以提高工作效率,如10~20m一段。

關于試驗壓力,中水北方公司在某工程中采用雙栓塞方法進行了常規壓水和高壓壓水對比試驗,結果顯示3MPa和1MPa試驗的透水率相近,顯示常規水頭壓水試驗方法對于深埋隧洞仍是基本適宜的。

5.長探洞錦屏二級引水發電洞實施了超過10km的勘探洞,獲得了大量難得的技術資料。

黃河大柳樹水利樞紐工程右岸發電洞也實施了1.2km的勘探洞,對發電洞成洞條件的論證起到了重要作用。

瑞士圣戈達隧洞為了解皮奧拉(Piora)地層的地質條件,開鑿了長度約為5.5km的隧洞。

瑞士的伯倫納隧洞也采取了類似的勘探方式,在阿爾卑斯山主峰附近開鑿了約1km長的探洞。

目前,國內深埋長隧洞工程地質勘察中采用長探洞的實例還不多,但在工程建設初期,結合施工支洞的施工進行一些試驗、測試是必要的。

如陜西引漢濟渭穿秦嶺隧洞,勘察單位就利用施工支洞進行了深部巖體變形、物理力學特性等方面的測試和試驗工作。

6.巖石(巖體)試驗斷層破碎帶等巖體以及泥巖等軟巖,在高應力下會發生擠壓變形,膨脹巖在水環境改變時會發生脹縮變形,一些中硬巖甚至硬巖在高應力下也存在快速蠕變的可能。

在大深度、高應力條件下,巖體中的空隙被壓密,巖體與巖石的強度特性較為接近,因此可以通過巖石的不同圍壓三軸壓縮試驗模擬圍巖巖體的工作環境,了解巖體蠕變條件和特征,解決施工期哪些圍巖在什么條件下會發生快速蠕變變形問題,為施工方法選擇、掘進機選型提供基礎資料。

郭志通過試驗證實,溫度在數十度至百度時,巖石的力學性質與常溫時差異不大,可以不考慮高地溫對圍巖力學性質的影響。但在高圍壓或卸荷條件下,圍巖的長期強度與峰值強度差異較大。

如某工程圍巖為淺變質泥質砂巖,單軸抗壓強度約70MPa,在30MPa圍壓下其長期強度(抗剪強度)僅為峰值強度的一半。因此,對于大埋深隧洞應考慮進行巖石(巖體)的高圍壓蠕變試驗,以確定巖體的長期強度,為工程永久支護提供強度參數。針對掘進機工效的試驗研究不容忽視,實際上刀具選擇不當會明顯影響掘進效率,維護費用也大大提高,與此有關的試驗主要有巖石抗壓強度、石英含量、硬度和研磨性等。

三、幾點經驗與體會

1.循序漸進,逐步深入,重視施工階段的超前勘探鑒于深埋長隧洞工程地質勘察工作難度較大,存在的工程地質問題復雜,大量的勘探工期較長,費用較高,因此深埋長隧洞工程宜采取整體構思、逐步加深的勘察方式。

超前勘探是深埋長隧洞工程技施階段必不可少的超前預測預報手段,對工程安全施工至關重要,應納入施工工序,并應作為技施階段勘察單位的重要勘察任務。

2.勘探布置應抓住重點隧洞存在的主要工程地質問題是前期勘探的重點所在。

錦屏二級發電洞針對巖溶涌水問題曾進行了全面系統的巖溶調查和超長探洞勘探,奇熱哈塔爾發電洞針對地熱泉引起的高地溫問題進行了鉆孔地溫測量和大范圍泉水調查。國外也是這樣,為了查明關鍵地質問題不惜代價。如瑞士圣戈達快速鐵路隧洞,為查明北面圣哥達“地塊”和南面Pennine片麻巖帶之間皮奧拉地層特征,布置了長度超過1000m的定向鉆孔,并在探洞內布置了深300m的垂直孔;瑞士伯倫納鐵路隧洞,為了解一段復雜洞段的地質條件,首先在主峰附近開鑿了一個長900m的勘探洞,洞內布置了深800m的垂直勘探孔,達到隧洞高程后沿洞線水平方向各延伸了約450m。

大變形、塌方、突涌水、高外水壓力、巖溶、有害氣體等,往往與斷層有直接或間接的關聯,是勘探重點。

如引黃入晉工程、精伊霍鐵路天山隧洞、大伙房輸水隧洞等工程主要斷層均布置有鉆孔或探洞進行控制。

3.充分利用高科技勘探手段鑒于深埋長隧洞的特點,常規勘察方法已無能為力,必須采用重型勘探設備和高科技手段。如航空航天遙感、超深鉆孔及孔內測試、大深度地面綜合物探以及“三高”環境下的巖體力學試驗等。

4.著重針對基本地質條件的勘察,采用多種勘察方法互相補充驗證對于深埋長隧洞來說,無論是工程地質分析理論還是勘察技術方法,都還不成熟,認識深部地質體和地質現象都還比較困難,因此要想在前期勘察設計階段完全查明工程地質條件是不現實的,應把工作重點放在對地層分布、巖組劃分、構造形態與特征、水文地質條件等基本地質條件的認識上,對于重要地質現象、關鍵地質問題的勘察有必要采用多種方法和手段,以互相補充和驗證。

5.勘察評價內容具有針對性,并與施工方法相適應采用鉆爆法、TBM法結合方式是深埋隧洞常用的施工解決方案。以鉆爆法突破復雜洞段,發揮鉆爆法適應性強的特點;條件簡單洞段采用TBM法,發揮其掘進速度快、效率高的優勢。掘進機只有在地質條件適合的范圍才能充分發揮快速高效的優勢,而不同類型的掘進機又有不同的特點,圍巖類別、結構面發育特征、巖石的研磨特性等直接影響掘進機效率和運行成本。這就要求勘察工作對圍巖性質、大變形等問題有較為充分的認識,勘察深度、提供資料的內容必須滿足施工方法選擇需要,與施工方法相適應。

隧道引水工程范文篇10

關鍵詞:小斷面;長距離;水工隧洞;施工技術;混凝土襯砌

本文以甘肅引洮供水二期主體工程施工63標為例,著重探析小斷面、長距離水工隧洞工程施工工藝。引洮二期施工63標包括隧洞、倒虹吸、直斗節制閘等多種建筑物,而隧洞是本標段極為重要的管控工程,總體長度為14.7km,斷面尺寸為1.6m×1.923m,隧洞圍巖以砂質泥巖結構為主,基于銑挖機掘進法實施作業,根據實際施工的開展情況應用相應設備,強化提升工序生產力以及設備利用率,進行小斷面長距離水工隧洞工程的施工建設,達到隧洞工程的施工目標。

1施工工期和工程特征

1.1施工工期

由于隧洞工程的距離比較長,本項目的施工工期為33個月,工期安排較為緊張,同時施工任務也較重。

1.2工程特征

此項水工隧洞的施工特征較為突出,斷面較小,且距離較長,通風情況不佳,機械作業的空間有限。施工現場有較為豐富的地下水,施工難度比較大,同時因為隧洞距離較長,工期緊張,影響施工作業的因素比較多,施工作業的實際開展受到很大影響[1]。

2施工方案與方法

在水工隧洞的實際施工中,其斷面較小,作業空間不足,施工難度非常大,導致施工工作量的增加。因此在施工作業過程中,需要根據水工隧洞工程的實際情況,增加機械化施工技術的應用,以確保工程如期完成。

2.1施工方案

由于本工程隧洞工程的斷面較小,且距離較長,需要使用軸流風機進行接力式的通風。為了確保隧洞開挖過程中能夠對圍巖進行合理管控,采用銑挖機掘進施工技術,對隧洞進行有效開挖。由于斷面較小,施工作業操作比較困難,所以為了確保施工作業質量,可使用小型三輪自卸汽車進行運輸。因為水工隧道斷面較小,無法進行平行作業,因此需要對圍巖進行有效支護。

2.2施工方法

在進行開挖時,首先要明確進尺,為水工隧洞挖掘施工提供參數。銑挖機掘進作業的理想深度是由水工隧洞的寬度決定的,因此以實際水工隧洞的寬度確定進尺深度。確定好進尺深度后根據要求實施開挖。合理的銑挖機掘進方案設計能夠為隧洞挖掘速度提供保證。通風問題是小斷面長距離水工隧洞有序施工作業的關鍵,為了滿足施工方案的要求,保持連續通風,一定要使用滿足方案要求的通風管實施接力通風,為水工隧洞工程的施工作業提供優質的通風條件[2]。

3水工隧洞工程施工中關鍵技術

3.1施工通風

小斷面長距離的水工隧洞工程施工中,最難解決的就是通風問題。隧洞中需要良好的供風量,依據隧洞中最多能夠承受的人員數量、洞內最小的風速、洞內出渣車、銑挖機掘進等進行最大供風量計算。在對通風設備進行選擇的時候,因為隧洞斷面過小,直徑太大的通風管會對設備作業和運輸產生影響,直徑較小的通風管會產生大風阻,嚴重影響供風量以及供風距離,機械設備需要滿足配套作業的需求。綜合性考量之下,可使用Ф400mm規格的通風筒進行通風,通風機的功率是15kW,供風量是200m3/min,風筒材質為布質,能夠起到更加良好的通風作用。在對施工通風設備進行安裝時,一定要確保安裝位置的合理性,這樣才能夠獲得良好的通風成效。在所有隧洞口安裝通風設備,設備從洞口進入洞內時不能有折角與轉彎,這樣才能保證通風順暢。實際安裝中要保持風筒平順,風筒截面一定要完整,如果存在破損的位置,要使用專業膠水實施粘結,不可使用普通膠水粘結。通風筒在進行送風的時候,要確保送風口與掌子面的距離超過15m,接力通風中,后邊風機要高于前面風機的供風量,且不能同前面風筒進行直接連接,間隔距離一般要保證在30~50m。

3.2銑挖機掘進

銑挖機自行進到掌子面實施開挖,開挖過程當中根據斷面種類的不同對開挖旋轉半徑進行及時調整,降低超挖或者欠挖等問題。為了能夠提升開挖速度,在實際開挖過程當中,開挖到隧洞軸線位置的土方時,將掌子面軸線位置挖成凹槽,槽口寬度和銑刀寬度等同,深度方面大概40~50cm。槽口完成之后,可遵照斷面的尺寸朝兩側方向對巖土進行旋轉切削,如果遇到比較堅硬的巖土,可先對強度較低的一側進行切削,形成槽口,之后逐漸朝向兩側實施旋轉切削,切削的過程當中可對切削速度進行適當調整。完成了斷面開挖作業之后,要求及時對斷面尺寸進行測量、處理,對開挖程度不足的位置進行欠挖處理,并且在后續循環銑挖作業過程當中,根據銑挖成效、現場具體情況等逐步對施工參數與施工程序等進行完善,及時對銑挖作業方案、技術工藝等進行改進,最后歸納出切實合理、詳盡完善的施工技術方案,實施開挖作業。同時要在完成開挖作業之后及時進行檢查,為后續施工提供必要的參數數據。

3.3水泥基藥卷錨桿

在小斷面長距離水工隧洞工程的實際施工中,水泥基藥卷錨桿采用手風鉆進行鉆孔施工,在對錨桿孔進行開孔操作之前一定要進行嚴謹細致的測量,基于設計方案中的要求對需要開孔的位置進行標記,錨桿孔本身的孔軸依據施工方案相關要求實施開孔,需要和開挖面保持垂直。錨桿孔深度方面,一定要遵照設計方案中的相關規定,用高壓風實施沖洗處理,將錨桿孔清掃干凈,保證孔中沒有石粉。在進行砂漿施工的時候,要使用濃度較高的砂漿,砂漿配合比要依據現場原位實驗進行明確與應用,同時一定要秉承隨辦隨用的施工原則,對超過初凝時間的藥卷進行報廢處理。使用止漿塞讓砂漿更為堅固,這樣能夠保證其可以承受得住錨桿上、錨桿孔塞滿水泥基藥卷之后的重量要求。

3.4混凝土二次襯砌

在進行混凝土二次襯砌施工作業的時候,要使用自行式液壓襯砌臺車進行襯砌,同時要配備專門的抗側偏千斤頂,襯砌施工以前要在隧洞拱部位置上頂上抗浮千斤頂,避免出現防水板與襯砌產生損壞的情況,同時千斤頂的頂端需要進行特殊的設計。從振搗、排氣以及抗浮等諸多因素考量工作窗的設置,為了確保頂拱封堵的密實性,需要在頂部位置上設計3個封口器,對頂拱進行密實封堵。臺車方面需要使用2套不同的裝置:液壓收支、絲桿頂升,強化提升臺車的靈活性與可靠性。實際施工作業中,為了規避模板產生變形的情況,鋼模需要使用8mm厚的鋼板,這樣既能強化提升結構整體性,更能夠滿足其防水要求。

4結束語

水工隧洞屬于水利項目工程中的關鍵組成部分,對其施工技術進行探究與分析是非常關鍵的。小斷面長距離水工隧洞工程施工要根據實際情況選擇施工工藝,同時要選擇合理有效的機械設備,比如銑挖機?;诖?,進行科學而合理的施工作業。在進行作業時,要確保施工技術的安全性、環保性以及有效性,以此保證工程的順利開展,保證施工質量和成效。

參考文獻

[1]張劍飛.淺談長距離小斷面隧道施工技術要點[J].四川建筑,2019(2):295-297.