长隧洞施工方案论文.doc

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1、长隧洞施工方案论文 1工程概况 根据输水线路工程方案二线路布置,线路总长度46.34km,由0.78km长的输水箱涵和单条长32.61km穿越主峰的长隧洞组成,其中隧洞总长度32.61km,前段砂砾石段长6.1km,中后岩石段长26.51km,输水线路纵断面布置如图1所示。受限于地形条件,无布置和开设施工支洞的条件。设计拟定采用无压输水隧洞,净洞径4.0m,开挖洞径4.8m,圆形断面,埋深2001559m。方案二全洞长32.61km的隧道采用的施工方案为“土压平衡+双护盾TBM”的双模护盾式全断面掘进机方案,前段6.1km砂砾石洞段采用土压平衡盾构机施工,圆形断面,净洞径D=3.0m,C50预

2、制管片钢筋砼衬砌结构。中后段长26.51km的岩石隧洞段采用TBM掘进机方案。本文论证的是长隧洞的岩质部分(桩号:6+970.033+480.0)的施工方案选型,对采用TBM方案和TBM+钻爆法联合方案进行技术经济比较,确定施工方案。 2工程地质条件 该隧洞全长32.61km,其中中后段岩质隧洞长26.51km,最大埋深1559m,平均埋深约800m,地层岩性繁多,岩质软硬不一,从硬质岩-软质岩均有分布,地层时代从N1O1共9个地层单位9种地层岩性,从岩质隧洞进口至洞出口依次为:志留系下统下岩组(S1a)片理化钙质砂岩、中岩组(S1b)千枚状板岩夹石英砂岩,侏罗系上统(J3)砾岩夹泥岩,泥盆系

3、上统(D3)紫红色变质砂岩夹砾岩,志留系中统下岩组(S2a)变质安山玄武岩夹凝灰砂岩,石炭系下统(C1)白云岩夹炭质页岩,奥陶系中统(O2)浅变质砂砾岩夹板岩,奥陶系下统(O1)结晶灰岩,上第三系中新统(N1)黏土岩夹砂砾岩。在强烈的构造应力和外应力作用下,形成了一个复杂的地质环境,埋深大、软硬岩兼具,岩性以沉积岩和变质岩为主,受构造影响,共分布有17条断层破碎带。岩石物理力学性质差异大,单轴饱和抗压强度15.480.6MPa,岩石纵波速15005100m/s,完整性系数0.20.5(破碎的除外)。围岩类别以、类为主,局部类,其中:类围岩段长11.9km;类围岩段长11.2km;类围岩段长3.

4、4km。洞室位于地下水位线以下,地下水类型主要为变质岩类裂隙水、碎屑岩类孔隙-裂隙水,局部白云岩及结晶灰岩段存在岩溶水。隧洞穿越17条断层,断层宽度数米200m,均为压性断层,受断裂构造影响,挤压隆起作用较为强烈,断裂、褶皱较发育,地应力水平较高,以构造应力为主,主应力方向与洞线近于平行,主应力方向在NE30左右。工程地质条件和水文地质条件较为复杂。根据隧洞TBM施工适宜性判断,岩石完整性及围岩条件相对较差,受不利岩体地质条件组合对掘进效率有一定的影响,地质条件适应性一般至较差,适宜性分级为B、C级。 3施工方案选择因素 针对工程地质条件与规划工期,并结合工程区高寒、高海拔及长隧洞等特点,在隧

5、洞施工方案的选择上主要考虑以下因素: (1)根据地形地质及长隧洞条件,优先考虑掘进机及预制管片施工方案。 (2)工程区地处高寒、高海拔、缺氧等特殊的气候及外部条件,考虑以人为本原则,优先采用机械化程度高的掘进机施工,以降低劳动强度,提高安全度。 (3)局部不良洞段可采取钻爆法配合掘进机施工。 4施工方案拟定及方案比较 岩石洞段长度与直径之比为8838,从洞长来看,采用TBM进行施工比较经济。根据隧洞沿线工程地质,选择硬岩及软岩均可适应,对软岩、断层带及大埋深节理较发育的岩石类型有显著优势,施工的TBM设备应拟采用对地质适应性较广的混合型双护盾全断面TBM掘进机,对于沿线大规模断层破碎带洞段采取

6、常规的钻爆法配合掘进机施工。 (1)工作面确定:由于进口6.1km的砂砾石洞段采用土压平衡盾构机施工,每天掘进衬砌完成4环,月进尺180m/月,工期为34个月。TBM掘进机制造、运输、现场安装共需约20个月的时间,少于盾构法施工进口砂砾石洞段的施工时间;若TBM由进口过砂砾石洞段进入岩石洞段掘进,则需将砂砾石洞段洞径由D=3.0m扩大至D=4.8m;若由进口开始TBM的施工且不扩大砂石料洞段洞径时,则需在7+200处设置竖井,TBM设备由该竖井调运至洞底,在隧洞内的组装洞室进行组装和调试。因此,1台TBM方案由出口向上游掘进较为适宜,即由32+930向上游方向掘进至6+970,掘进段长度25.

7、96km。在TBM制造、运输约16个月的时间段,先采用钻爆法进行出口洞段的施工,出口洞段均为类围岩,按月成洞进尺40m计算,则可完成550m的掘进、施工,同时完成桩号30+170处通风竖井的施工。 (2)独头最大通风长度:该方案独头最大通风距离23.20km。根据国内TBM独头通风长度的工程实例,达到该长度的少有。长距离的施工通风,对通风量需求量、通风风压及风速的要求均很高,通风难度大,实现困难。 (3)断层破碎带施工:TBM掘进机施工长度为25.96km,其中断层破碎带宽度100m以上的不良部位采用常规钻爆法施工,总长度1.64km,共需开挖旁洞约2.0km。 (4)工期:类比国内TBM掘进

8、机施工月平均进尺按550.0m/月初步估算,施工所需时间为48个月,宽度大于100m以上2km长断层处理及旁洞施工时间按开挖、支护、灌浆等处理月平均进尺30m/月估算,工期约为68个月,总计工期116个月(约10年)。 5结语 本文从埋深、工程地质条件、施工工作面的确定、独头最大通风长度、工期及投资等方面对TBM方案和TBM+钻爆法联合方案进行了比较,在满足规划工期的条件下,岩石洞段6+97033+480段最终选择了采用2台双护盾TBM掘进机掘进,局部不良洞段采取钻爆法配合掘进机的施工方案。 第 5 页 共 5 页免责声明:图文来源网络征集,版权归原作者所有。若侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本站联系,我们将及时更正、删除!谢谢!

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