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小断面引水隧洞施工探讨
摘要:引水隧洞是输水工程的主要组成项目之一,长期以来由于输水隧洞断面小,长隧方案难以实施,常
成为项目方案比选的重点,也是项目施工的控制点。六盘水市玉舍供水工程嘎木隧洞全长4235.4m,衬砌后净空为
1.6m×1.9m
马蹄形断面。小断面隧洞施工难以实现开挖与衬砌平行作业,嘎木隧洞按先行开挖和初期支护,待洞身
开挖贯通后再进行混凝土衬砌的施工程序,投入配套的非标机械设备组成开挖、混凝土衬砌作业线,提高单项工序
的生产能力和设备利用率,大幅压缩了工期、降低了成本,实现了预期的质量、安全和工期目标。
关健词:小断输水隧洞长距离独头施工综合配套技术
一、工程概况
六盘水市玉舍供水工程嘎木隧洞长4235.4m,是玉
舍供水工程的输水道组成之一。隧洞进口位于珠江流域
北盘江支流舍嘎河下方,出口与下游方发塘隧洞相连。
坡降1/1500,设计流量1.2 m3/ 秒,最大流量1.8 m3/ 秒;
隧洞为无压隧洞,衬砌后净空为1.6m×1.9m 马蹄形断
面,隧洞穿过地层进口端735m 为煤系地层,其余为软
质岩类,局部破碎稳定性差。
二、问题的提出
嘎木隧洞横断面净空小,最大独头施工长度在2km
左右,若采用开挖与衬砌逐段顺序作业,则工效低,工
作面转换时间长,且难以选配机械设备;仅靠小型机具
操作,进度慢,随着洞身的延伸,运输困难,施工难度
更大。针对这种状况,寻找一种快速的施工组织模式,
采用配套的专项机械设备组成机械化施工作业线,形成
较高的、均衡的生产能力是确保项目按期完成的关键。
在小断面引水隧洞内采用机械设备配套技术组成
隧洞开挖与混凝土衬砌作业线,存在以下难点:
1. 要求洞内运输设备容量大、运输能力大,如此
可以减少工序衔接时间;要求运输设备横截面小、机动
性强,减小与洞内其它设施之间的干扰;
2. 嘎木隧洞开挖净空为2.4 m ×2.7 m,衬砌后净
空为1.6 m ×1.9 m(马蹄形断面),洞身衬砌为全断
面一次成型,因此难以组织开挖与衬砌实施平行作业。
3. 若采取洞身开挖完成后再进行混凝土衬砌,则
从洞身开挖成型到混凝土衬砌完成间隔时间过长,期间
为确保洞身围岩稳定,需加强日常监控量测,及时对洞
身变形地段采取临时补强支护措施。
经过对嘎木隧洞的多方案比较分析,确定的基本
施工顺序为:洞身开挖完成后再进行混凝土衬砌,在洞
身开挖成型后辅以补强临时支护措施保证在隧洞未衬砌
之前的洞身稳定,如此可以避开洞身开挖与衬砌作业两
条施工作业线之间的运输干扰。总体施工顺序为隧洞开
挖期间组织开挖及初期支护两条作业线,两工作面平行
向纵深掘进;洞身开挖及初期支护结束后再进行混凝土
衬砌作业,期间由里向外组织混凝土衬砌、钢筋绑扎、
工作面清理三个工作面向外退出。
选用有轨运输设备组成开挖、衬砌运输作业线,
经比选确定开挖作业线的组成为:气腿式凿岩机钻孔,
60m3/h 耙斗式装岩机装碴,12t电瓶车牵引8m3 梭式
矿车出碴;洞身混凝土衬砌作业线组成为:模型采用
2 ~ 3 套定型组合钢模交替倒益,用12 t电瓶车牵引
6m3 轨行式混凝土输送车运输混凝土至工作面,泵送混
凝土入模。通过设备的选型和配套,以实现了较高的、
稳定的生产能力。
三、嘎木隧洞总体施工布置
总体施工方案;长隧短做,按“两平一斜、三工区、
四工作面”布置,即;设进口工区、出口工区、斜井工
区,其中;斜井工区、进口工区主攻向为进口端及煤系
地层。整个隧道地质复杂、埋深大、工作面狭小、单口
施工距离较长,如何组织实现快速施工,选配适当的机
械设备、确定正确的施工方法,十分关键。我们选用有
轨运输模式,组配轨行式机械设备施工,组建开挖装运、
喷锚支方护、混凝土衬砌机械化作业线;遵循“地探超
前、控制爆破成型、临时支护紧跟、监控量测反馈”的
作业方针;总体施工顺序为全隧开挖完成后,从中间开
始向两端衬砌。
主要技术难点有:洞身开挖快速施工的组织与实
施、 防坍、临时支护补强及稳定性监测、洞身砼衬砌
快速施工的组织与实施
四、洞身开挖程序和施工方法
1、施工方法
全断面开挖一次爆破成型、有轨运输出碴。使用
yt -28 气腿式凿岩机钻孔,光面(预裂)爆破开挖成
作者简介:谢成涛(1968-),男,贵州遵义人,1987年毕业于西南交通大学铁道工程大专专业,工程师,从
事工程管理工作
118 城市建设理论研究
城市建设理论研究2011 年10 月25 日cheng shi jian she li lun yan jiu经济建筑
型,耙斗式装岩机装碴,12t电瓶车牵引8m3 梭式矿车
运碴至洞外弃碴场。选用8m3 梭式矿车,该矿车容量
大横截面小,能满足行车界限要求,若每循环进尺2m、
碴量21m3,仅装4矿车,出碴速度大为提高。采用
耙斗式装岩机装
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