引水隧洞斜井出渣方案选择及应用

第４７卷第ｌ２期　甘肃水利水电技术　Ｖｏ１．４７．Ｎｏ．１２　２０１１年１２月　Ｇａｎｓｕ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｅ．，２０１１　・施工技术・　引水隧洞斜井出渣方案选择及应用　潘春硕　（福建省水利水电工程局有限公司，福建泉州　３６２０００）　摘要：大伙房水库应急入连隧洞工程２，斜井是全线坡度最大的支洞，该斜井下游主洞的工期为关键线路，斜井出渣　效率直接制约主洞的施工进度，故出渣方案的选择是控制施工工期的重点。在施工中采取经济合理的出渣方案。安　全优质地保证施工的顺利进行。　关键词：引水隧洞；斜井；出渣；方案　中图分类号：Ｕ４５５．９２　文献标识码：Ｂ　文章编号：２０９５—０１４４（２０１１）１２—００５６—０３　１　工程概况　要求，为保证掘进施工强度要求，有以下两种方案可　大伙房水库输水应急入连工程是由大伙房水库　供选择：　向大连市输水的一项大型输水工程。该工程以碧流　（１）平台运输车方案：该方法主洞内采用自卸　河水库为界．分为碧流河水库北段工程和碧流河水　车装渣。然后自卸车从主洞行进到斜井平台运输车　库南段工程，线路总长２０１．３２　ｋｍ。隧洞工程隶属于　上，再用平台运输车通过斜井洞口的卷扬机牵引，通　碧流河水库北段工程，采用无压洞。其总长１４．１１　过有轨运输方式运送自卸车到斜井口。最后自卸车　ｋｍ。主洞为城门洞型断面。隧洞断面尺寸为３．２０　ｍｘ　直接开往弃渣场完成渣料运送，该方案实现了主洞、　３．４８ｍ。　斜井、洞外出渣一条龙作业，减少了二次装渣，可大　２　２　斜井主洞室开挖施工概述及问题的提出　大加快施工进度：但现有的斜井出渣轨道的钢轨断　斜井长６０２．２６　ｉｎ，坡度ｉ＝３０．０４％（倾角为　面积和轨距都不能满足平台运输车通行要求．需全　ｌ６．７。），设计净断面为４．０　ｍｘ４．０　ｍ，城门洞形，高差　部更换钢轨及枕木，而且该工作必须在　斜井完成　１６４．６５　ｍ。综合坡度２８．４８％。承担主洞施工任务　后进行，预计占用关键线路工期４０　ｄ。因此该方案　ｌ　８２３　ｍ，其中上游９００　ｍ，下游９２３　ｍ。　前期准备工作时间长，不能满足施工要求。　２　斜井下游主洞开挖为关键线路工程，合同总　（２）溜槽＋渣仓方案：该方法主洞内采用装载机　长度９２３　ｍ，原计划掘进施工强度为２　ｍ／ｄ，总工期　装渣，自卸车运渣，在斜井开挖到平洞后继续按原坡　４５２　ｄ．根据开工后的施工进度，２　斜井按原施工进　度开挖形成一个斜凹槽，矿渣斗车在该凹槽内等候　度计划剩余工期３４５　ｄ，扣除节假日、自然因素及不　装渣，自卸车将主洞的渣石运至凹槽上缘通过溜槽　可预见等不利因素，剩余工期３１０　ｄ，９２３ｍ／３１０ｄ＝　倒入箕斗（图１），再用卷扬机牵引出渣至洞外。在主　２．９８３　ｍ／ｄ，下游主洞掘进强度不少于３　ｍ／ｄ才能保　洞与斜井交叉部位开挖一渣仓（图２），渣仓长８　ｍ，　证施工总进度目标的实现。为保证施工总进度目标　宽６　ｍ，堆渣高度２．８　ｍ，可堆渣方量６７　ｍ　，当矿渣　的实现，２　上下游主洞掘进进度应大于６　ｍ／ｄ。　斗车运输不及时，自卸车可将渣石暂时堆存在渣仓　斜井长且坡度大，施工出渣效率的高低是制　内，待掌子面出渣完成后，再用装载机通过溜槽倒人　约施工进度的关键，出渣方案的选择极其重要，有效　凹槽内箕斗，卷扬机牵引出渣至洞外。　合理地选择出渣方案。才能保证本工程的计划能顺　后期混凝土衬砌可利用交叉处已扩大断面布　利完成。　置ＨＢＴ６０—１３—９０Ｓ混凝土输送泵（水平输送距离　３出渣方案选择　１　２８０　ｍ）。回填斜坡与平段交界处形成２．５　Ｉｎ高进　根据主洞掘进强度计划，原施工组织设计拟定　料平台。混凝土熟料采用箕斗运输至进料平台后通　的主洞有轨方案已不能满足施工掘进强度要求，需　过溜槽倒入混凝土输送泵配带的二次搅拌筒，再通　采用高效出渣方案才能满足６　ｍ／ｄ的施工掘进强度　过混凝土输送泵输送至仓面。　收稿日期：２０１１－１１－１４　作者简介：潘春硕（１９８４一），男，福建泉州人，工程师，主要从事水利水电工程施工管理。　・５６－　第１２期　潘春硕：引水隧洞斜井出渣方案选择及应用　第４７卷　遇擐　喃．ｆ主　寓Ｉ甍ｌ　—　“　图１主洞出渣示意图　图２主洞出渣平面图　４方案施工能力分析　主洞上下游两个掌子面共用一个出渣通道．为　充分利用斜井出渣设备的利用率，两个掌子面钻爆、　出渣工序必须错开交叉进行。采用溜槽＋渣仓方案　后，主洞运输出渣与斜井运输分开进行，又必须相互　协调，但主洞内装载机装渣自卸车运渣的速度明显　比斜井轨道运输快，设置了临时渣仓后可解决二种　运输方式速度不协调的问题。可使斜井运输连续进　行，又可在轨道或卷扬机故障时临时存放一个循环　的渣量，保证掌子面钻爆施工不受影响。故主洞施　工出渣效率的高低主要取决于斜井运输的生产能　力。　开挖断面以主洞Ⅲ类围岩每延米１６．９　ｍ　为计算　依据，松散系数考虑为１．６，卷扬机提升速度１．５　ｍ／ｓ，　出渣箕斗容量为４　ｍ３，装载量考虑行驶因素，平均每　车装载３．５　ｍｓ。斜井轨道长度６３２　ｍ。每循环爆破进　尺以２　ｍ计，实方量为３３．８　ｍ３，虚方量为５４．１　ｍ。。　（１）按日出渣能力计算　每车循环出渣３．５　ｍ。用时：６３２ｍ÷１．５ｍ／ｓ÷　６０ｍｉｎ￣２＝１４　ａｒｉｎ　考虑到装渣、卸渣时间及不可预见的耽误时　间，每车循环出渣３．５　ｍ３用时２０　ａｒｉｎ；　每小时可出渣６０＋２０＝３车．每小时出渣量为　３．５ｍ３／车×３车＝１０．５　ｍ３　每天可出渣１０．５ｍ　￣２４ｈ＝２５２　ｍ０　根据施工进度要求，上下游主洞掘进进度应大　于６　ｍ／ｄ计算，每天应出渣量为：６ｘ１６．９ｘ１．６＝１６２　ｍ。。　考虑１．５倍的保证系数１６２ｍ３ｘ１．５＝２４３　ｍ３＜２５２　ｍ３，斜井运输的生产能力可满足施工进度要求。　（２）按每循环出渣能力计算　每循环进尺２　ｍ共需车次：５４．１ｍ３÷３．５ｍ３／车一　１６车次　每小时可出渣３车，每循环进尺２　ｍ共需出渣　时间：１６车次÷３车＝５．３　ｈ　根据施工能力。每循环工序安排为钻爆时间为　５—６　ｈ。排烟、除险时间为１　ｈ，出渣时间５．３　ｈ，一个　掌子面每循环各工序总用时１２　ｈ（表１），每天可施　工２个循环４　ｒｔｌ进尺。且出渣时间５．３　ｈ比钻爆时间　６　ｈ少．可满足上下游两个掌子面钻爆、出渣工序必　须错开交叉进行的要求。上下游二个掌子面可交叉　进行，每个工作面生产能力４　ｍ／ｄ，可满足施工进度　要求。　表１　斜井主洞施工循环作业时间表　ｌ　２　３　４　５　６　序项时间　循环作业时间／ｈ　号目　测／ｈ　钻排２　３　４　５　６　７　８　９　１０　１１　１２　排出其合　量爆１　烟险渣他计　Ｏ　５　０　Ｏ　５　Ｏ　ｌ　３　５　４　３　３　２　２　通过以上施工能力分析比较，２＊斜井主洞出渣　应采用溜槽＋渣仓的出渣方案。　５施工保证措施　５．１　出渣运输保证措施　（１）临时渣仓堆放派专人指挥，确保自卸车运　渣到凹槽上缘后大部分能通过溜槽直接倒入箕斗。　不能直接倒入箕斗时有序堆放，以解决临时渣仓存　渣压力。　（２）为减少出渣时间，在每循环响炮前出渣设　备必须全部准备到位。在掌子面炮响排烟以后出渣　设备在最短的时间内到达掌子面进行出渣作业．尽　量减少耽搁时间。　（３）在主洞施工期间，每２００　ｎ＇ｌ设置一错车道，　以满足错车需要，减少错车时间，提高出渣效率。　（４）加大设备的保养和维护力度，确保出渣设　备正常运转。　（５）主洞内及时排水，做到洞内路面无积水，派　专人及时清理洞内外出渣道路，避免妨碍车辆通行。　（６）渣场弃渣堆放派专人指挥，确保车辆倒渣　有序进行。　（７）定期平整弃渣场地，保证渣场内场地平整。　・５７・　２０１１年第１２期　甘肃水利水电技术　第４７卷　出渣车辆倒渣不受影响。　（８）加强通风排烟，增加视线通视性，及时排除　安全隐患。　５．２安全保证措施　２　ｍｘ３　ｍｘ２　ｍ值班洞，专人２４　ｈ值班，做好指挥工作　和与洞外掌子面的联系，确保施工安全。　（３）在　斜井与主洞交叉处布置多方位监控探　（１）２　斜井与主洞交叉处设计开挖宽度为４　ｍ，　采用本方案时为保证出渣和进料需要。在交叉处需　布设２条轨道，开挖宽度为６　ｍ，对洞室交叉处围岩　稳定将产生不利影响；该处洞室交叉的Ⅲ类围岩稳　定条件与本工程避车洞（宽１０　ｍ，深６　ｍ）围岩稳定　条件相似，施工时拟在原设计支护参数的基础上加大　圆弧段钢支掌面积（工１６钢架加大为工１８钢架），加　长锚杆长度至３　５ｏ０　ｍｍ。并加强交叉处围岩变形观　测，当发现围岩变形异常时及时加强支护措施。　（２）２　斜井与主洞交叉处空间小运输车辆较多，　安全管理任务较重。施工时拟在上下游主洞距交叉　处３０　ｍ部位各开挖一个１０　ｍｘ５　ｍ避车洞．出渣时　只容许一部车辆在交叉处运行，其他车辆均在避车　洞停放，减少避车洞交通压力；并在交叉口开挖一个　头，以利于卷扬机操作手随时掌握洞内施工情况，确　保施工安全。　（４）洞内安装电铃和电话，保证洞内外通讯畅通。　（５）加强对施工机械的保养和检修，尤其是卷　扬机钢丝绳的检查保养。　（６）加强现有安全管理制度和各安全措施的落　实和执行力度。确保施工安全。　６结语　引水隧洞大多数为长大深埋隧洞，地质条件复　杂，工期长、施工难度大，特别是对于工期长、难度大　的斜井施工隧洞，开挖出渣方式的选择直接决定了　工程的施工进度和造价。本工程根据现场实际特点，　斜井主洞出渣选择经济合理的溜槽＋渣仓的方案．　不仅能使本工程的工期满足要求，而且能安全优质　地保证施工的顺利进行。　（上接第２３页）以阻止小尺寸岩块的崩落或限制局　部岩土体的破坏。基岩锚杆设计锚固深度为２．０　ｍ，　锚杆采用２４１６钢绳。整个主动防护网顶部应达到　开挖公路边坡眉峰线以上至少１　ｍ，防护网底部尽量　与地面齐平，难以与地面情况下采用护脚墙防护。　４主要认识与结论　小，可改善和提高其稳定性，是治理高陡边坡有效可　行的方法。　（４）采用框架锚索内培土植草方案，符合现代　生态公路建设理念，从而有效的使整治的边坡体与　周围景观相协调。　参考文献：　［Ｉ］张倬元，王士天，王兰生．工程地质分析原理［Ｍ］．北京：　地质出版社，１９９４．　［２］顾湘生，邹燕妮，黄金武．岩土锚固工程技术［Ｍ］．北京：　人民交通出版社，１９９６．　［３］ＧＢ　５０３３０—２０２，建筑边坡工程设计技术规范ＥＳ］．　（ｉ）Ｉ区分布两条老冲沟。其堆积物因松散易　渗透饱水，沿基覆界面产生滑塌。依据Ｉ区左边光　壁的产状推断其最厚堆积为８．１　ｍ。　（２）ｌｌＩ区顺层坡体因开挖坡脚已出现变形破坏　迹象，主要以局部崩塌掉块以及坡顶以及周边张拉　裂缝变形为主。开挖坡脚情况下。Ⅲ区危岩带有可　能发生较大规模的垮塌。维持坡脚现状，Ⅲ区危岩　带降以岩快崩落形式威胁行车和路人安全。　（３）采用预应力锚索加固处理，对坡体的扰动　［４］ＣＥＣＳ　２２：２００５，岩土锚杆（索）技术规程［ｓ］．　［５］石东扬，熊忠臣，金代钧，等．高速公路边坡绿化的研究　［Ｊ］．中国园林，２００１，１７（３）：１１—１３．　［６］冯俊德．路基边坡植被护坡技术总数［Ｊ］．路基工程，　２００１。１９（５）：２Ｏ一２３．　（上接第３９页）砂浆砌块石挡土墙。底板采用现浇　Ｃ１５混凝土，底板厚５０　ｃｍ，出口齿墙埋深１．５　ｍ，底　板下设砂砾石垫层，厚度为５０　ｃｍ，涵洞出口加设铅　丝笼抛石进行处理。　涵洞建成后，上部进行填土后处理，与周边区域　相接成一体，设计要求填土以土质为主，含砾量不超　过１５％：涵洞进出口洞顶填土坡度不陡于１：１．５；顶　部路面应设置排水设施；涵洞上部不得修建永久建　筑物。　６结语　保护人民群众生命财产安全的作用，渐渐地在生态　建设，及城市景观建设中发挥一定作用。本工程的　实施，有利于城区环境卫生的改善，有利于保护旧城　区、拓展新城区，美化环境，改善城区基础设施建设，　有利于城市统一规划，有序发展，对县城可持续发展　具有重要的意义。　参考文献：　［１］ＧＢ　５０２０１—９４，中华人民共和国防洪标准［Ｓ］．　［２］ＣＪＪ　５０—９２，城市防洪工程设计规范［Ｓ］．　［３］ＳＬ　１０４—９５，水利工程水利计算规范［ｓ］．　［４］ＳＬ　２５２—２０００，水利水电工程等级划分及洪水标准［Ｓ１．　［５］ＳＬ　２０３—９７，水工建筑物抗震设计规范［ｓ］．　随着社会经济的发展，城市防洪并不仅仅具有　・　５８