大沙溝隧道施工方案

2021-09-17 00:27:07 字數 4667 閱讀 1440

【1#公路】1#隧道在大沙溝溝口下游側進洞(進口里程k1+065.00,高程419.29m),隧道從大沙溝下通過,繞避左岸洩洪洞尾水洞、廠房尾水洞、電站地下廠房、導流洞等工程區及河岸陡峭地形段,在大壩上游約1.

40km位置興田溝溝口下游側出洞(出口里程k4+948.00,高程441.28m),全長3883m;洞內設平面交叉連線至左岸廠房尾水洞平台【102#公路】、至廠房和安裝間【101#公路】、至上游圍堰【103#公路】,隧道總體走向平行金沙江。

【1#公路】1#隧道為單洞雙向交通隧道,公路等級為露天礦山二級公路,隧道淨空12.0×5.0m,進廠交通段最大縱坡3%(施工臨時交通段最大縱坡:

5.5%),路面結構型別為鋼纖維混凝土路面(fcm=6.0mpa),**基本烈度為ⅷ度。

隧道工程主要專案包括洞口明挖、坡面防護、超前支護、洞挖、噴錨支護、鋼支撐、防水層、砼襯砌、路面砼及隧道永久照明、消防設施等。隧道主要施工技術特性見下表所示。

隧道施工工程特性表

(1)隧洞進口段

k1+065.00~k1+128.00隧洞進口段,長63m,基岩裸露,邊牆及底板為二疊系峨眉山玄武岩第十三層(p2β13)頂部角礫集塊熔岩、紫紅色凝灰岩,頂拱為第十四層(p2β14)下部緻密狀玄武岩,強度較高,地層產狀平緩,岩體風化卸荷較強烈,據地質調查估計,弱風化水平深度約40~50m;強卸荷水平深度約10~15m;弱卸荷水平深度約40~50m。

岩體多發育短小裂隙,優勢方向主要有3組:①n30°w/sw∠70~80°,延伸長1~2m,普遍張開2~3cm;②sn/w∠70~80°,延伸長2~3m,閉合無充填;③n30°e/se∠20~30°,延伸長1~2m,閉合無充填。地表水流豐富,應有相應的排水措施,圍岩類別以ⅲ類為主,隧洞圍岩穩定性差,應加強支護處理措施。

洞臉邊坡穩定受風化卸荷控制,構造裂隙延伸短小,整體穩定性較好,注意區域性掉塊現象,開挖坡比為1:0.75,並採取支護處理措施。

洞口頂拱附近為大砂溝的溝口,溝谷切割較深,常年均有水流,洪水期流量可達1~5m3/s,應加強排水處理措施。

(2)隧洞洞身段

k1+128.00~k4+898.00隧洞洞身段,長3770m,上覆埋深一般150~300m,最大可達400m以上,地層為二疊系峨眉山玄武岩第3~13層(p2β3~p2β13),岩性為緻密狀玄武岩、斑狀玄武岩、含斑玄武岩、玄武質角礫集塊熔岩等,岩體新鮮,強度高。

地層產狀平緩,層間、層內錯動帶較發育,隧洞線將遇到c3~ c12等10個巖流層介面,均有不同程度的構造錯動,錯動強度由低高程向高高程逐漸增強,主要集中分布在12-13(c12)、9-10(c9)、8-9(c8)、7-8(c7)之間,破碎帶寬度一般厚5~10cm,區域性可達20~30cm,錯動帶物質大多為0.5~3cm的玄武岩角礫、碎塊,夾少量岩屑,極少含泥。層內錯動帶在各巖流層中隨機分布,主要集中分布在8層中部、6層中部、5、4層等部位,次為9、7、12層,而10、11、13層較少,據壩區勘探揭示,錯動帶長度以20~50m為主,小於10m和大於100m的較少,破碎帶寬度一般為2~5cm,區域性可達10~20cm,由角礫、碎塊組成,含少量岩屑,極少含泥。

隧洞深埋部位地應力的最大主應力σ1=16~20mpa,方向n60°~70°w,屬中等應力區,圍岩強度應力比s>4。隧洞沿線為基岩裂隙水,岩體透水性微弱,地下水不活躍,洞壁一般乾燥。

隧洞沿線岩體新鮮完整,嵌合緊密,岩體多呈塊狀~次塊狀結構,地應力量值中等,地下水不活躍,圍岩穩定性較好,以ⅴ~ⅵ類圍岩為主,具備成硐條件。層間、層內錯動帶發育段圍岩穩定性較差,為ⅲ類。

(3)隧洞出口段

k4+898.00~k4+948.00隧洞出口段,長50m,上覆埋深一般10~30m,最大可達50m。

地表分布大片崩坡積覆蓋層,厚度一般3~5m,最大可達10m,粒徑大小相差較大,結構鬆散。基岩為二疊系峨眉山玄武岩第四層(p2β4)中上部,岩性為含斑玄武岩、角礫集塊熔岩,強度較高,岩體風化卸荷較強,據地質調查估計,弱風化水平深度約40~50m;強卸荷水平深度約10~15m;弱卸荷水平深度約40~50m。岩體多發育短小裂隙,優勢方向主要有3組:

①n20~30°w/sw∠70~80°,延伸長2~3m,普遍張開2~3cm;②sn/w∠70~80°,延伸長2~3m,微張;③n30~40°e/se∠20~30°,延伸長1~2m,閉合無充填。由於靠近興田溝,地表水流豐富,應作好相應的排水措施,圍岩類別以ⅲ類為主,隧洞圍岩穩定性差,應加強支護處理措施。

【1#公路】1#隧道圍岩地質條件較好,僅作為施工交通的ⅴ類、ⅵ類圍岩隧道段採用噴錨支護襯砌,其餘隧道段均採用復合襯砌。

隧道進出口段、偏壓隧道段ⅱ類圍岩段:利用超前小導管進行超前支護,採用台階法開挖,開挖後及時完成噴錨支護和鋼支撐組成的初期支護系統,並在施工監測圍岩變形基本穩定後,及時進行二次模築鋼筋混凝土襯砌。

隧道ⅲ類圍岩段:利用超前錨桿進行超前支護,採用台階法或全斷面開挖,開挖後及時進行初期噴錨支護(裂隙組合不利於圍岩穩定段,同時設定格柵鋼架支撐),並在施工監測圍岩變形基本穩定後,及時進行二次模築鋼筋混凝土襯砌。

隧道ⅳ類、ⅴ類、ⅵ類圍岩段:採用全斷面開挖,開挖後及時進行初期噴錨支護,並在施工監測圍岩變形基本穩定後,進行二次模築混凝土襯砌,對僅作為施工交通的ⅴ類、ⅵ類圍岩隧道段不進行二次模築混凝土襯砌。

隧道襯砌及支護引數見下表 。

隧道襯砌及支護參數列

(1)施工供風

隧道進出口明挖段主要採用cm351(自帶風)、yq100b以及手風鑽開挖,採用21m3/min和9m3/min移動式柴油空壓機解決潛孔鑽和手風鑽的供風。洞挖段開挖主要採用boomer353e三臂鑿岩台車(用電);錨桿主要利用各工作面三臂鑿岩台車閒置時間施工,以手風鑽輔助施工;噴錨主要採用一部砼噴車(用電)施工,並在各工作面配置一台溼噴机輔助施工。供風主要解決錨桿及噴錨施工時的輔助用風,在隧道進、出口及102#支洞口附近各布置一座30m3/min空壓站,採用6″鋼管引至工作面。

(2)施工供水

1#隧道進口工作面在大沙溝溝口附近的▽440m高程台階上修一150m3水池(1#水池),雨季從1#隧道進口的大沙溝內取水,在枯水期可用水幫浦從江中抽水補給; 1#隧道出口工作面在興田溝▽460m階地上建一100 m3(2#)的生產用水池,用2″鋼管從1#隧道出口的興田溝內取水。102#公路隧道工作面在洞口附近設一50 m3水池(3#水池),用2″鋼管與下游1#水池連線,雨季時引管從附近溝內引水。各工作面供水均從對應的水池用4″鋼管引至洞口位置,再用2″鋼管接至工作面。

(3)施工供電、照明及通訊

在隧道進口設定一台500kva變壓器、出口及102#公路支洞口各設定一台400kva變壓器,供洞口軸流風機、空壓站及沿線照明等用電。距各工作面150~200m再設定一台400kva移動式變壓器,供各個工作面三臂鑿岩台車、鋼模台車、砼噴車及水幫浦等裝置用電及工作面照明用電。

前期施工在業主供電線路未提供前,在各洞口配備一台150kw的柴油發電機組,供洞口軸流風機及沿線照明用電;在各工作面配備一台250kw柴油發電機組,供三臂鑿岩台車、鋼模台車、水幫浦等用電及工作面的照明用電;配備一台150kw的移動式柴油發電機組,供砼噴車用電。

洞內非作業地段採用220v白織燈照明,開挖、支護工作面使用投光燈照明,照明度滿足要求。

隧道施工各工作面採用無線通訊裝置進行聯絡。

隧道進、出口及102#支洞口各安裝兩台55kw的軸流式風機,配兩根1m直徑加肋軟風筒接至工作面。各工作面均採用正負壓混合式通風,爆破後灑水降塵,並做好個人防護。

隧道進、出口工作面均為下坡施工,施工廢水及地下滲水在工作面用汙水幫浦匯水至移動幫浦站,然後由移動幫浦站排出洞外,移動幫浦站由2-3m3的自製鐵皮水箱加一台潛水幫浦組成,排水管為6″鋼管用法蘭盤連線,沿洞線布置。

1#隧道進口位於現有道路上方,為便於及早將施工裝置運至【1#公路】進洞口施工,擬修一條施工支路r1-1,起點為【11#公路】與左岸鄉村公路的交點,終點至【11#公路】與r1公路的平交點,全長約75m,最大縱坡約10%,路面寬度7.0m。

隧道出口緊靠現有道路,其高程較現有道路稍高,可結合區域地形沿坡修築r2臨時施工道路:起點為【1#公路】出洞口k4+948.00,接左岸原有鄉村公路,終點為豆沙溪溝碴場,全長約700m,路面寬度為5~7m,最大縱坡約10%,作為k3+100.

00~k4+948.00的洞挖出碴運輸通道及遂洞襯砌混凝土運輸通道。具體見《總平面布置圖》。

1#隧道k1+065.00~k3+100.00段洞挖碴料,運至癩子溝碴場堆放,平均運距約3.

5km,其中部分微風化玄武岩可作為籌建期砂石骨料料源在癩子溝碴場回採; k3+100.00~k4+948.00段洞挖碴料運至豆沙溪溝碴場堆放,平均運距1.

8 km,其中微風化玄武岩可作為砂石骨料料源用於加工碎石和砂,其餘用於路基填築。

根據本工程的特點、施工條件及工期要求,施工程式原則如下:

工程開工前期,抓緊施工臨時施工便道,為大型機械裝置的進場提供條件。同時通過現有的便道,人工抬運小型施工機具進入隧道進、出口工作面及支洞口工作面,根據設計及實際地形,修好洞口明挖截水溝,人工進行洞口上部分明挖施工;便道打通後,盡快組織大型明挖裝置進行洞口明挖,加強洞口位置的支護施工,爭取早進洞。

隧道施工結合施工通道布置劃分為進口、出口及102#支洞三個工作面平行作業施工,每個工作面均配備一部三臂台車進行開挖及部分錨桿的施工。根據工作特點及進度安排,102#支洞工作面進洞以後,應全力向出口工作面方向施工。

施工中組織好開挖、支護、砼施工等多工序平形交叉作業,抓好工序銜接、減少施工干擾,提高施工效率,以縮短直線工期。

洞挖施工根據不同圍岩條件選用中導洞法(ⅳ、ⅴ、ⅵ類圍岩)、分層分部短台階法(ⅱ、ⅲ類圍岩)等不同的開挖支護程式,確保成洞穩定和安全。

隧道砼襯砌與開挖支護平形作業,施工中採用兩套鋼模台車,一套從隧道進口向出口方向,一套從隧道出口向進口方向澆築,102#支洞工作面主要採用二套拱架向出口方向澆築。施工時先澆底拱及回填砼,後澆邊頂拱砼。基層砼及路面砼滯後洞身襯砌砼一段時間分塊澆築。

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