南水北调穿黄隧洞环锚预应力施工技术
南水北调中线穿黄盾构隧洞工作竖井设计与实践
较, 采用 结 构受 力条 件好 、 济上 最优 的 圆形 竖 井 。由 经
于汛 期洪 水 上滩 , 确 保竖 井 施 工 期 和 运 行 期具 备 干 为
地施 工条 件 , 经综 合 比较后 , 定竖 井外 围结 构采 用地 确
下连 续墙 方案 。为 避 免井 内加 固结 构过 多而 侵 占井 内 净空 , 响盾 构机 就位 安装 , 考虑 到穿 黄隧洞 衬砌 完 影 并
井 采 取 了相 应 的 加 固及 防渗 措 施 , 好 地 解 决 了 竖 井基 坑 开挖 深 度 大 、 形 地 质 和 受 力 条 件 复 杂 、 构 体 型 和 很 地 结
基 坑 降封 水 难 度 大等 难题 。 北 岸 、 南岸 工 程 工 作 竖 井 先 后 于 2 0 0 7年 和 2 0 0 9年 建 成 运 行 , 受 了施 工 期 与 运 经 行 期 各 种 工 况 的 考 验 。可 为 同 类 工程 参 考 。
m, 合 考虑 盾 构 机 外 径 、 综 工作 平 台高 度 、 井 底 板 等 竖 因素 , 确定 南 、 北岸 竖 井 开挖 底 高 程 分 别 为 6 . 和 4 0m
5 . 基坑 开挖 深 度分别 为 4 和 5 . 5 5 m, 2m 0 5 m。
为穿 黄 隧洞 出 口上 弯 段 ; 岸 工作 竖井 为盾 构 的 中继 南 井, 主要满 足盾 构机 到达 、 检修 与再 出发 及 管片 和 隧洞
南水 北 调 中线 穿黄 盾 构 隧 洞 工 作 竖 井 设 计 与 实 践
叶 三 元 , 裕 , 蘅 , 永 锋 石 李 马
( 江 勘 测 规 划 设 计研 究 院 施 工 设 计处 , 长 湖北 武 汉 4 0 1 ) 3 0 0
南水北调中线穿黄隧洞盾构始发技术
南水北调中线穿黄隧洞盾构始发技术作者:于澎涛来源:《南水北调与水利科技》2008年第04期收稿日期:2008-03-20修回日期:2008-05-29作者简介:于澎涛(1971-),男,河南西平人,高级工程师,主要从事水利工程建设管理。
摘要:南水北调中线穿黄隧洞的盾构始发深度大、地质条件差、地下水位高、始发空间狭小,始发进洞时涌水涌砂的风险很大。
施工中制定了严密合理的工序,重点对始发区进行高喷和冷冻加固,安全顺利地实现了盾构始发。
关键词:穿黄隧洞;地基加固;盾构始发中图分类号:TV68;TV52文献标识码:B 文章编号:1672-1683(2008)04-0054-04Starting up Construction Technology with Shield Machine in the Yellow River Crossing Tunnel of theMiddle Route Project of South-to-North Water DiversionYU Peng-tao(Construction and Administration Bureau of South-to-North Water Diversion Middle Route Project, Jiaozuo 454850, China)Abstract:Starting up construction technology with shield machine in the Yellow River Crossing Tunnel of the Middle Route Project of South-to-North Water Diversion was difficult because location was with great depth, poor geological conditions, high groundwater level, limited starting up space and risk in spraying sand and water. We developed strict and reasonable working processes and did high pressure concrete spraying as well as freezing consolidation on the important starting up area, at last we successfully realized safe starting up.Key words:Yellow River Crossing Tunnel; foundation consolidation; shield starting up1 引言盾构掘进施工中始发是最容易产生事故的工序,也是最关键的一道工序。
南水北调配套输水隧洞施工方案
南水北调配套输水隧洞施工方案一、引言南水北调项目是中国国家重点工程之一,旨在解决我国北方地区严重的水资源不足问题。
南水北调中线工程是南水北调项目的重要组成部分,该工程通过将长江水源引入华北地区,实现北方地区的供水需求。
南水北调中线工程涉及大量的输水隧洞施工,本文将详细介绍南水北调配套输水隧洞的施工方案。
二、施工方案2.1 设计和准备工作在进行南水北调配套输水隧洞的施工前,需要进行详细的设计和准备工作。
这包括:•隧洞设计:根据地质勘探和水文地质数据,确定隧洞的长度、直径等参数,确定隧洞的布置和施工方法。
•施工人员培训:对参与施工的人员进行培训,包括安全操作规范、施工流程等方面的培训。
•采购和准备材料:根据设计要求,采购所需的隧洞施工材料,包括钢筋、水泥、隧道支护材料等。
2.2 施工流程南水北调配套输水隧洞的施工一般分为以下几个步骤:2.2.1 隧洞喷射混凝土施工首先,需要进行隧洞的喷射混凝土施工。
该工序主要包括以下步骤:1.搭建施工平台:为了保证施工安全,需要搭建施工平台,提供施工所需的支撑和操作空间。
2.混凝土准备:根据设计要求,准备好混凝土,并进行质量检测。
3.混凝土喷射:使用喷射设备将混凝土喷射到隧洞壁上,形成均匀的混凝土层。
4.混凝土养护:对喷射混凝土进行养护,使其达到预期的强度和稳定性。
2.2.2 隧洞支护隧洞支护是防止隧洞倒塌和保证施工安全的重要措施。
隧洞支护一般采用以下方法:1.预应力锚杆支护:通过在隧洞壁上安装预应力锚杆,增加隧洞的抗拉能力和稳定性。
2.喷射混凝土支护:在隧洞壁和顶部喷射一层混凝土,形成支护结构。
3.钢拱支护:在隧洞内安装钢拱架,增加隧洞的整体强度和稳定性。
2.2.3 排水和通风在隧洞施工过程中,需要进行排水和通风工作,确保施工现场的干燥和通风。
排水和通风工作包括:1.排水系统设计:根据施工隧洞的位置和地下水条件,设计排水系统,确保隧洞内的水能够及时排走。
2.通风系统设计:根据隧洞的长度和使用条件,设计通风系统,确保隧洞内的空气流通,保证工人的安全和工作效率。
浅析南水北调中线工程某标段跨渠公路桥预应力施工技术
毛俊波 朱 星友 中国水 利水 电第十— 工程局有限公司 河南郑州
4 5 0 0 0 0
【 摘娶】南水北调工程是我国利国利民的一项战略性工程 。 由于该工 ( 5 ) 竖 向预 应力 考虑用 镀锌 管将 两根 同侧的 管道 进 行连 接在 一 形成一个u 型的连通 器, 便于后续压浆 。 程项 目 跨度长、 工程量大、 经过的地 区及地质情况复杂, 所以施工过程中 遇 起, 到不少的复杂技术 问题 。 笔者结合 南水北调中线一期工程沙河南至黄河南 3 . 锚 具 ( 1 ) 锚具 、 夹具应 具有 可靠地 锚固性 能、 足够 的承载 力和 良好的 总干 渠荥 阳段2 标段蒋头村 东南跨 渠公路桥 的实际情况, 从 技术角度对 该
工程的预应力施工进行相关探讨。
实用性 , 应能保证充分发挥 预应 力筋 的强度, 安 全的实现预 应力张拉作
业。
【 关键词 】南水北调中线工程 ; 跨 渠公路桥 ; 预应力; 施工
( 2 ) 锚具 应满足分 级张 拉、 补 张拉 及放 松预应 力的要 求 , 锚 具 的 1 . 工程 概 况 锚口 摩擦损 失率不宜大干6 %。 南水北调 中线一期 工程 沙河 南至黄河南总干渠荣 阳段2 标 段蒋头村 ( 3 ) 锚具 应能满足 外观、 硬度、 静 载锚 固性能 的检验 。 对 于不 合格 东 南跨 渠公路桥 ( XY D 2 0 + 8 4 8 . 2 ) 处 与连霍 高速公路斜交 , 交点 坐标 为 的锚具 不能进行使用。 ( X = 3 8 5 9 2 0 8 . 7 9 0 , Y= 5 2 8 4 4 6 . 9 3 4 ) , 高速公路轴 线与总干渠中心 线夹 ( 4 ) 波纹 管安装 就位 后, 将 锚垫板 的颈部 套在 波纹 管上, 波纹 管 角为 2 4 。 , 桥梁 平面布置见图l 。 与锚 垫板的搭接 长度不小于3 c m, 搭 接处 外缘用胶布缠 紧。 安装 前应 将 螺旋 筋套入 , 锚具 安装后 , 螺旋筋 紧贴锚 垫板 固定在钢 筋上 。 锚垫板 的 管道 出口 端 与波纹管 中 心 垂直、 同轴 。 4 . 预应 力张拉 ( 1 ) 准备工作 : a . 清 除锚垫板 和钢绞线上 的污 物、 锈蚀 ; b . 锚环 、 夹片、 工作锚等材料试 验检验 ; c . 千斤顶、 油表标定 , 操作 工人培训 。 图1 . 桥梁平面布置图 ( 2 ) 操作工艺: 连 霍高速 公路南水北 调大桥 采取 斜桥正做 的方案 , 桥 型选 用预应 a . 将张拉端 的钢绞线理 顺, 严禁交 叉; 力混凝 土连 续梁方 案 , 跨径布置为3 0 m+ 6 0 m+ 9 0 m+ 6 0 m+ 3 0 m, 桥梁 b . 装 工作锚环 和夹片, 保证夹片的外露长度基本一致 , 全 长2 7 8 m。 A幅桥宽2 0 . 2 5 m, B 幅 桥宽2 6 m。 上部采用变截面预 应力混 c . 装限位 板 : 限位 板上 的每一 个孔对准 相应的钢 绞线 和锚环 小孔 凝土连 续箱 梁, 下部 结构采 用柱式墩 台, 钻 孔灌注桩 基础 。 桥梁 桥型布 后, 使 限位板 紧贴锚 环, 无缝 ; 置图见图2 、图3 。 d . 装千斤顶 : 钢 束穿过穿心 千斤顶 的孔 道 , 千斤顶 紧贴限位 板使 千 斤顶、 限位 板、 锚环、 锚垫板都 在同一 中心线 上 ( 即四对中) 。
环向预应力锚索穿索工艺的改进
4 施 工 成 果
在有力 的技术支持下 , 浇筑 的砼 3 所 d平均强度达设计 强度 的 5 . % , 16 最低强度达 设计强度 的 3 . % ;d砼平 均 92 7 强 度 达 设 计 强 度 的 8 . % , 低 强 度 达 设 计 强 度 的 06 最 6 .% ;8 砼平 均强 度达设 计强 度 的 1 1 , 87 2 d 2 % 最低 强度达
■
丝绳通过导向轮由下行方 向引进孔道 , 并从上孔 口穿出, 引出
的钢丝绳与锚索端部的导 向帽利用卸扣连接, 即可开始穿索。
启动卷扬机 , 人工配合将导向帽端送人孔 口, 在卷扬机的牵引 下, 锚索徐徐进入孔道 , 直至从另一端穿出, 并达到要求的长度
图 1 内衬预应力锚索布置 图
【 键 词】 关 环向 预应力锚索 穿索 工艺 改进
1 概述
南水北调 中线一 期 穿黄 双 隧洞 工 程 , 条 隧洞 长 3 每 .
4k , 5 m,衬砌后隧 洞 内径 7 m。隧洞 采用盾 构 法掘进 、 钢筋
2 仿 真试验 预应力 锚索施 工
2 1 锚索制作 .
() 1 穿黄隧洞二次衬砌 1 1 : 仿真模 型试 验工程 于 2 0 06 年 3月 1 5日正式开工 , 同年 9月 1 2日开 始有 粘结预应 力 锚 索制安。 穿索作业采 用卷扬机牵 引、 工辅 助的形式进行 。 人 () 2 制作穿索 导向帽 在锚 索安装之前 , 为使预应力 锚索体顺利穿入 1 1 : 钢筋砼试 验模型洞 壁已形成 的环形锚 索孔 , 必须在锚 索的入孔端安装 一个 既能锁紧锚 索的全部 钢绞线端头 , 又能作 为牵 引的连接 机械的装 置—— 俗称锚 索导 向帽。为此 , 自行设 计并制作 了一种 自锁式锚索 牵引
南水北调中线穿黄工程穿黄隧洞内衬边顶拱施工技术总结与启示
南水北调中线穿黄工程穿黄隧洞内衬边顶拱施工技术总结与启示摘要:南水北调中线穿黄工程穿黄隧洞内衬边顶拱正在紧张有序的施工之中,它所解决的各种施工技术难题对陕西省正在实施的引汉济渭工程具有十分重要的借鉴意义,引汉济渭工程工程号称“陕西省的南水北调工程”,它的建设可缓解关中地区严重缺水制约经济发展的瓶颈问题,因此类比研究南水北调中线下穿黄河隧洞的施工技术,具有重要的现实意义和指导意义。
关键词:南水北调穿黄隧道施工技术总结一、工程概况穿黄隧洞位于河南省郑州市以西30km处孤柏山弯横穿黄河。
穿黄隧洞由由南、北岸竖井、过河隧洞和邙山隧洞组成。
穿黄隧洞全场4250m。
北岸竖井井深50.5m,过河隧洞长3450m,南岸竖井井深39.5m,邙山隧洞水平投影长800m。
穿黄隧洞为全圆断面,内径7.0m,外径8.7m。
隧洞衬砌由内外两层组成,内、外衬之间设排水垫层。
外衬采用先进的泥水加压盾构掘进,7块钢筋混凝土预制管片错缝拼装,采用C50高强防水钢筋混凝土,管片厚40cm,环宽1.6m;内衬采用现浇法施工(二次衬砌),为后张法预应力钢筋混凝土整体结构,采用C40W12F200预应力混凝土,厚45cm,标准分段长度为9.6m。
预应力锚索间距为45cm,每束由12根预应力钢绞线集束而成。
底部为便于运行期检修车辆通行,底部设3.1m宽平台。
隧洞内衬共分为454段进行浇筑。
二、工程难点南水北调穿黄隧洞内衬边顶拱工程2011年2月具备施工条件,但考虑内衬边顶拱为薄壁砼结构且有排水垫层、21条波纹管、21个预留槽模板等内部构件,降低了砼的流动性,进行了多达8次的地面、地下模型试验,修改C40砼级配为一级配,灌注砼采用顶冲法(考虑能较好排气),但砼浇筑均未完全成功,各种质量问题仍然存在。
经行业专家及企业内部经验汇总,放弃传统钢模台车以附着式振动器振动为主的施工工艺,改用以“插入式振捣器振捣为主,附着式为辅”的施工工艺,对原有钢模台车进行改装窗口设计,最终获得成功。
南水北调中线干线工程预应力设计、施工和管理技术指南_最终稿_
1 术语和符号
1.1 术 语
1.1.1 预应力设计 在预应力混凝土结构设计中,关于混凝土结构施加预应力的设计,包括:预 应力筋设计、 预应力控制值设计、 预应力损失计算、 张拉程序设计和监测设计等。 1.1.2 预应力计算 预应力设计中的预应力控制值计算和预应力损失计算。 1.1.3 预应力筋 用于混凝土结构构件中施加预应力的钢丝、钢绞线和精轧螺纹钢筋等的总 称。 1.1.4 预应力钢绞线 用于对混凝土结构物施加预应力的由多根高强钢丝捻制成的低松弛线束。 1.1.5 精轧螺纹钢筋 一种热轧成带有不连续外螺纹的直条钢筋, 该钢筋在任意截面处均可用带有 匹配形状的内螺纹的连接器或锚具进行连接或锚固。 1.1.6 预应力筋束 预应力筋及附件组成的结构件。 1.1.7 预应力混凝土结构 配置受力的预应力筋,通过张拉或其它方法建立预加应力的混凝土结构。 1.1.8 预应力钢绞线与锚具组装件 预应力钢绞线与锚具装配的受力单元。 1.1.9 有粘结预应力筋 预应力筋经张拉锁定、 灌浆后,其张拉段与被锚固介质无相对滑动的预应力 筋。 1.1.10 无粘结预应力筋 预应力钢绞线经专用防腐油脂敷涂和外包层处理, 张拉锁定后其张拉段在被 锚固介质内可相对滑动的预应力筋。
郝泽嘉 姜盛吉 杨成宏 王鹏辉
王珍萍 薛立梅 冯光伟
何国伟 唐 涛
蔡云波 赵立旺
目 次
1 术语和符号 ................................................................................................................................. 1 1.1 术 语 ...................................................
精选-南水北调中线穿黄工程隧洞开挖-文档
南水北调中线穿黄工程隧洞开挖2019年07月08日上午10时08分,南水北调中线穿黄工程隧洞盾构机掘进正式开始。
据了解,这是到目前为止人类历史上最宏大的穿越大江大河的工程。
挖掘首日,隧洞已经挖了1.6米。
近50米深处泥沙泵送地面南水北调中线穿黄工程位于河南省郑州市黄河京广铁路桥上游约30公里处,于孤柏嘴处横穿黄河。
工程从北岸温县南张羌乡马庄东开始,南岸自荥阳市王村化肥厂南为终点,总长19.3公里。
上午10时08分,南水北调中线建管局局长张野在工地现场宣布了始发令并启动了盾构机。
在黄河北岸河床底部近40米深处,庞大的盾构机刀盘开始旋转。
盾构机沿着水平方向由北向南开,沉积多年的泥沙在经泥水平衡系统处理成流态泥浆由48.5米深的竖井底部,泵送至地面沉淀池。
伴随着盾构机刀盘掘进,工作人员对形成的隧洞壁面衬砌加固工序也跟进展开,预制混凝土管片一片一片拼装成环,尾随刀盘掘进环环紧扣地向前推进。
据现场技术人员介绍,穿黄工程一期工程设计流量为265立方米/秒,加大流量为320立方米/秒。
其中,两条引水的穿黄隧洞是整个穿黄工程最引人瞩目的控制性建筑物,引水洞采用泥水平衡式盾构法施工。
盾构机就像是列小火车,由黄河北岸竖井内始发,穿越黄河河床深处抵达南岸,每条隧洞总长4250米,单洞直径7米。
盾构法穿越大河属国内首例据了解,昨天是两个隧洞中的左洞开始挖掘,右洞将于8月中旬开工。
“穿黄采用目前世界上较为先进的盾构技术进行挖掘施工,技术含量高,施工工期长,在国内用盾构方式穿越大江大河尚属首例。
”有技术人员表示。
穿黄建管部部长高必华介绍,盾构机从破壁到掘进100米称为始发阶段,盾构始发完成后,穿黄工程进入盾构正常掘进阶段,将依据始发阶段所积累的经验,调整施工参数,加快掘进速度,月掘进300米左右,预计2019年9月穿过黄河,10月开始邙山斜洞掘进,2009年3月完成右隧洞盾构施工任务。
截至今日凌晨0时,黄河隧洞的挖掘已经进行了1.6米。
南水北调预应力设计、施工和管理技术指南
南 水 北 调 中 线 干 线 工 程南水北调中线干线工程预应力设计、施工和管理技术指南(NSBD-ZXJ-1-01)南水北调中线干线工程建设管理局印发〇二一一年十二月预应力技术在我国调水工程中已广泛使用,积累了大量的设计与施工经验。
根据南水北调中线干线工程预应力混凝土结构建设实践,需要进一步总结经验,促进该项技术在调水工程中快速发展,统一预应力设计与施工原则和技术要求,约束和规范设计、施工和管理各方的工程行为,确保预应力工程的施工质量。
根据国务院南水北调工程建设委员会办公室的要求,由南水北调中线干线工程建设管理局和中水东北勘测设计研究有限责任公司共同编制了适用于南水北调工程中的预应力设计、施工和管理的技术指南。
本技术指南编制过程中,广泛收集了水利水电系统预应力设计、施工和管理方面的经验和成果,结合了南水北调中线干线预应力混凝土结构的具体特点,并借鉴了国内外的一些先进经验,较全面地总结应用了水利水电工程预应力混凝土技术中的相关规定。
本技术指南共八章六个附录。
其主要内容有:前言、术语和定义、总则、一般规定、施工期预应力设计、预应力施工、试验与监测、验收和管理。
本技术指南的附录A、附录B、附录C为规范性附录。
附录D、附录E、附录F为资料性附录。
本技术指南发布单位:南水北调中线干线工程建设管理局本技术指南审查单位:国务院南水北调工程建设委员会办公室本技术指南编制单位:南水北调中线干线工程建设管理局中水东北勘测设计研究有限责任公司本技术指南主要起草人:王永年徐岩彬李克绵曹为民耿六成程德虎井书光庞敏马黔李志竑孙卫军梁钟元左丽杨元月郝泽嘉宁青李英杰王英王德库王珍萍李俊富姜盛吉何国伟马洪亮蔡云波刘天鹏薛立梅王洪洋杨成宏唐涛吴少华赵立旺徐合忠冯光伟胡修明王鹏辉1 术语和符号 (1)1.1 术 语 (1)1.2 符 号 (3)2 总 则 (5)3 一般规定 (7)4 施工期预应力设计 (9)4.1 预应力控制值设计 (9)4.2 预应力筋设计 (9)4.3 预应力张拉程序设计 (9)4.4 施工期应力验算 (10)4.5 预应力监测设计 (10)5 预应力施工 (11)5.1 材料与设备 (11)5.2 预应力筋制作 (15)5.3 预应力筋安装 (17)5.4 预应力筋张拉 (19)5.5 灌浆与封锚 (22)6 试验与监测 (24)6.1 试 验 (24)6.2 监 测 (24)7 验 收 (26)8 管 理 (27)8.1 现场建管机构 (27)8.2 监理单位 (27)附录A(规范性附录)张拉机具的配套标定 (28)附录B(规范性附录)张拉机具与测力计联合率定 (29)附录C(规范性附录)预应力筋伸长值计算 (30)附录D(资料性附录)预应力摩阻损失测定 (32)附录E(资料性附录)预应力筋伸长值与回缩值量测方法 (35)附录F(资料性附录)预应力筋施工记录及质量评定表 (37)本指南用词说明 (43)1术语和符号1.1术 语1.1.1预应力设计在预应力混凝土结构设计中,关于混凝土结构施加预应力的设计,包括:预应力筋设计、预应力控制值设计、预应力损失计算、张拉程序设计和监测设计等。
南水北调中线工程穿黄隧洞施工控制测量技术
中 图 法 分类 号 t V 7 6 T
1 工 程 概 述
穿 黄 工 程 是 南 水 北 调 中线 总 干 渠 穿 越 黄 河 的 关 键
递 , 在隧洞 中单 向直伸 至南岸 出 口钢环 , 差要 求小 并 偏 于 10m 对 控制测 量 的技 术手 段和精 度及 可靠性 提 0 m, 出了极 高的要 求 。 穿 黄隧洞 施工控 制 测 量 可 以分 为 3个 部 分 : 面 地 控 制 网测量 、 井联 系测量 、 内精密 导线 。贯通 误差 竖 洞 包 括横 向贯 通 误 差 、 向贯 通 误 差 和垂 直 贯 通 误 差 。 纵
南 水北 调 中线 工 程 穿黄 隧 洞施 工 控制 测 量技 术
杨 成 宏 , 丁 涛
(. 1 南水 北 调 中 线干 线 工 程 建 设 管 理 局 北 京 1 0 3 ; 2 长 江 水 利 委 员会 长 江 空 间 信 息 技 术 工程 有 限公 司 , 北 武 汉 4 0 1 ) 0 0 8 . 湖 3 00
穿 黄 隧 洞 贯 通 要 求 是 : 构 机 中 心 从 南 岸 钢 环 几 盾
依 据 目前 测量 仪器 的性 能 , 距 精度 较 高 且 穿黄 隧洞 测
为直伸 型隧洞 , 3项 误 差 中纵 向贯 通 误 差 和垂 直 贯 通
误 差 比较 容 易 控 制 , 就 横 向贯 通 误 差 分 析 研 究 如 下 。 现
通 测 量 的 影 响 误 差 为 ±2 m。 0m ( )竖 井 定 向误 差 。 竖 井 定 向误 差 采 用 小 三 角 联 2
影 响盾构 机安全 。基 于 安 全考 虑 , 计要 求 隧 洞贯 通 设
中误 差 不 大 于 5 m。 0m
2 贯 通误 差 分析
南水北调中线穿黄隧洞工程盾构施工技术探讨
l 工 程 概 况
穿黄工 程是 南水 北调 中线 总干 渠穿 越黄 河 的关键 性工 程 , 于 郑 州 市 以西 、 河 上 游 约 3 m 的河 段 位 黄 0k
工程上 游线 包括过 黄河 隧洞 和 邙 山隧洞 , 长 42 0m 全 5
等环 境条 件 , 以及 周 围环境 对地 面变 形 的控 制要 求 , 结 合掘 进 和衬砌 等诸 因素 , 合 考 虑 选 用泥 水 加 压 平衡 综 式盾 构 。其施工 主 要作业 模 式如 下 。
2 1 开挖 模式 .
su r h ed.Th u h r u t e r vd ea ld i fr to n t e a s mbl l ry s il e a t o s f rh rp o i e d tie n o ma in o h s e y,l u c i g,b rn a n hn o g,s g n r ci n, i e me t ee to smu tne usg o t g a d t e s c n a n h n ft e sury r su e b n e h ed ma h n s d f r Ye lw v r i la o r u i n h e o d l u c i g o h l r p e s r Ma c d s i l c i e u e o l n o Rie
M ideL n fS uh No t ae r n fr igP oet d l ieo o t - rhW trT a sern rjc
南水北调中线穿黄隧洞工程设计关键技术
南水北调中线穿黄隧洞工程设计关键技术摘要:在我国进入21世纪快速发展的新时期,经济在迅猛发展,社会在不断进步,根据南水北调中线一期工程建设过程中的科技攻关,本文重点介绍了长距离自流输水线路输水型式选择、施工测量控制、混凝土重力坝再加高和软基中承受内水压力的水工隧洞设计施工中的几个关键技术问题,系统阐述了上述关键技术问题的解决思路和作者的再思考。
关键词:穿黄河隧洞;泥水盾构;注浆技术;南水北调中线引言南水北调中线工程是我国水资源优化配置的战略性基础设施。
穿黄工程是中线的控制性工程,是国内外规模最大、地质条件最为复杂、技术难度最高的输水工程。
穿黄工程勘察关键技术研究持续20余年,在大型输水盾构隧洞穿越游荡性大江大河勘察技术、黄土高边坡、饱和黄土洞室问题研究、砂土地基地震液化处理等方面取得了一系列创新性成果,解决了深厚砂层勘察取芯、取样、地下埋藏古木探察等一系列难题,保证了穿黄工程顺利建设,推动了国内水利勘察行业的技术进步。
1概述在南水北调穿黄河隧洞工程的前期论证至工程建设期持续组织过程中开展了大量的研究工作,研究成果表明,隧洞穿越方案和渡槽穿越方案均能满足工程输水规模和运用要求,技术上均可行,经反复比选并兼顾黄河治理相关要求,确定采用隧洞穿越方案。
根据穿黄河隧洞方案的布置要求以及黄河治理工程的总体布局,隧洞方案采用黄河孤柏嘴上游李村附近穿越黄河,该线位于河南省郑州市境内邙山黄河铁路桥以西约30km,于邙山山脉孤柏山湾横穿黄河。
该方案将黄河约9.9km宽的河道压缩为3.5km,隧洞出口位于黄河北岸滩地,在黄河滩地上修建全填方明渠,与黄河北岸输水建筑物连接。
为了确保工程安全,需要对隧洞工程区附近黄河进行必要的整治,保证工程区黄河河势稳定。
前期论证中还对深埋于基岩中的深埋隧洞方案和在覆盖层中穿越的隧洞方案进行过比较。
深埋隧洞方案深埋于黄河河床下方第三系粘土岩、粉质砂岩中,由于粘土岩、粉质砂岩岩性软弱,特别是与上方覆盖层相接触的基岩顶面破碎,且由于埋深大,难以用常规方法施工,与在覆盖层中穿越的隧洞方案相比,投资较大。
隧洞无粘结预应力环锚衬砌工艺试验——以南水北调中线一期穿黄工程为例
工作窗 口在混凝 土浇筑至窗 口附近时关 闭。
4 防 、 水 垫 层 安 装 工 艺 排
固 ,外 圆模 板现场采 用外径4 m 8 m钢管支 撑组装 ,桁架 间距
75 m m 。 0
放、 排水垫层是分 隔隧洞 内、 外衬 的复合土工膜 , 起着 防渗
及 排水 的作用 。 安装质量 的好坏对隧洞安全运行起着至关重要 的作用。安装时 , 首先 , 将外模板内表面清理干净 , 采用专用胶 水涂 ̄ 3 e J l0m×3 e 0 m网格状 , 涂刷 宽度为 1c 从 左下 侧开始一 0 m,
经试验室优化设计 的C 0 4 泵送混凝 土配合 比见表2 。
表1 G 0 4 自密 实 混 凝 土 配 合 比 表
混 凝 土种 类
砂 率 I 级粉 煤 灰 减 水 剂掺 引 气剂 掺 水胶 比 ( 掺 量 ( 量 ( 量 ( ) 级 配 %) %) %) / 万
水
有 关 水 工 规 范要 求 施 工 。
步 骤进 行 :
( 由于钢筋及钢绞线过 重 , 2 ) 以后 在隧道 内难 以固定 , 考虑 到今后进行大规模施工 , 为达到试验成果 指导的 目的 , 在地面 模型施 工时进行钢筋及钢绞线 固定措施研究 。首先 , 为确保钢
a 剥除张拉段钢绞线P 膜并清洗钢绞线 ; 、 E b 检查 张拉设备 ; 、 c 安装工作锚板 、 片、 、 夹 限位板 、 弧形垫座 ( 测锚索还有 观 测力计 ) ; d 安装YD 2 0 千斤顶 。 照预 紧序号进行预紧。同时控 、 C 4Q 依
为便于排气及振捣 ,在模板上开设3 e 0 m×4 e 5m的工作窗 口, 置时重点考 虑避开无 粘结 预应 力锚束 ( 设 锚束间距4 e 。 5 m)
南水北调中线穿黄盾构隧洞工程地质研究
在20世纪90年代初期南⽔北调中线⼯程可⾏性研究阶段,根据总⼲渠布置、渠道控制⽔位和黄河两岸地形、⽔⽂和地质等条件,在汜⽔河⼝⾄邙⼭头30km河段内选择了4条线路(邙⼭头线、桃花峪线、⽜⼝峪线和孤柏嘴线)进⾏⽐较。
由于邙⼭头和桃花峪线黄河南岸地势较⾼、冲沟发育,存在深挖⽅及⾼边坡稳定问题;北岸地势较低,需要较长距离的⾼填⽅⼯程,渠道布置困难,因此重点对⽜⼝峪线和孤柏嘴线进⾏了⽐较。
⽆论是在穿黄⼯程与黄河河势的相互影响⽅⾯,还是在⼯程量与投资⽅⾯,孤柏嘴线明显优于⽜⼝峪线,因此在随后的⼯作中将穿黄⼯程锁定在孤柏嘴河段。
在隧洞和渡槽⽅案⽐较过程中,隧洞⽅案具有的抗震性能好、⼯程造价低、施⼯⼯期短、与黄河河势相互影响⼩等优点⽽备受专家亲睐。
穿黄隧洞是南⽔北调中线总⼲渠特⼤型河渠交叉建筑物,位于郑州市西约30km处,隧洞全长4250m,分为过黄河段和邙⼭段,长度分别为3450m和800m.隧洞采⽤双线设计,平⾏布置,轴线间距28m,隧洞内径7.0m,隧洞外衬厚0.40m,采⽤装配式普通钢筋混凝⼟管⽚结构;内衬厚0.45m,采⽤现浇预应⼒钢筋混凝⼟整体结构,内、外衬之间设弹性防⽔垫层。
过黄河段洞顶埋深23~31m,纵向坡⽐1‰~2‰;邙⼭段洞顶埋深58~102m,纵向坡⽐4.9%. 穿黄隧洞由北岸竖井出发由北向南掘进。
为缩短⼯期,南岸黄河边设施⼯竖井。
1 穿黄隧洞⼯程地质条件与隧洞埋深 1.1 穿黄隧洞⼯程地质条件 穿黄⼯程河段⼯程地质条件复杂:南岸邙⼭由上更新黄⼟组成;河床及北岸滩地沉积有深厚的第四系砂层,由南往北逐渐增厚,黄⼟和砂⼟之下为中更新统粉质壤⼟。
为研究砂⼟层的⼯程性质,布置了3个群孔进⾏钻孔标准贯⼊试验、旁压试验、静⼒触探试验,并取原状砂⼟样进⾏室内试验,分析各种试验成果后提出了盾构隧洞所需的各砂层物理⼒学参数。
穿黄隧洞穿越的地层主要为Q2 粉质壤⼟、古⼟壤、Q14 砂层和砂砾(泥砾)⽯层。
浅谈南水北调穿黄隧洞管片生产施工技术
浅谈南水北调穿黄隧洞管片生产施工技术发表时间:2013-03-28T16:27:13.013Z 来源:《建筑学研究前沿》2012年12月Under供稿作者:卜景梅[导读] 严格按照先内后外、先中间后四周的顺序,用干净的抹布彻底清理模具内表面附着的砼残留物及其它杂物。
卜景梅(葛洲坝集团第五工程有限公司,湖北宜昌 443002)摘要文章介绍了南水北调穿黄工程管片生产施工技术。
关键词管片生产1、工程概况穿黄隧洞长4.25km,双洞平行布置,隧洞内径7.0m,隧洞外层为装配式普通钢筋混凝土管片结构,厚40cm,管片宽度1.6m。
2、管片成品生产制作2.1工艺流程模具组装→模具调校→钢筋骨架入模及预埋件安装→混凝土浇筑成型→蒸汽养护(自然养护)→脱模→成品检验、修补及标识→运至水池养护→管片存放。
2.2工序质量控制及要求2.2.1模具组装严格按照先内后外、先中间后四周的顺序,用干净的抹布彻底清理模具内表面附着的砼残留物及其它杂物。
关键部位吊装孔座、手孔座必须采用专用工具清除孔内积垢。
最后利用压缩空气吹净模具内外表面的残渣。
由专人负责涂抹脱模剂,涂抹前先检查模具内表面是否清理干净,不合格者立即返工清理。
涂抹时使用干净抹布均匀涂抹,不得出现流淌现象。
如出现,则采用棉纱清理干净。
将端模板向内轻轻推进就位,用手旋紧定位螺栓,使用端模的推上螺栓将端模推至吻合标志,把端模板与侧模板连结螺栓装上,用手初步拧紧后用专用工具均衡用力拧至牢固,特别注意严格使吻合标志完全对正位,并拧紧螺栓,不得用力过猛。
把侧模板与底模板的固定螺栓装上,用手拧紧后再用专用工具从中间位置向两端顺序拧紧,严禁反顺序操作,以免导致模具变形。
2.2.2模具调校组装好模具后,由专职模具检测人员对其宽度、弧长、手孔位进行测量,不合格者进行及时调校,必须达到模具限定公差范围,以保证成品精度。
检测方法为:利用0~1700mm量程的内径千分尺检测钢模的宽度,误差为±0.25mm。
南水北调穿黄隧洞有粘结环锚预应力施工重难点分析
( 中铁 隧道股 份 有 限公 司 ,河 南 郑 0 , t 、 1 4 5 0 0 0 3 )
摘要 : 水北调穿 荧隧洲上 程为我 首次采, 十 j 盾构管 片拼装式结 构与衬砌预应 力结 构卡 I I 结 俞的新 蚁 复 合衬砌 J J = ℃ , 隧洞 内衬 直径 7 m, 衬砌厚度 4 5 c n l , 仪为商径 的 1 / 1 6 , 较 常规混凝 偏薄 , } 』 . 要承受 求铺 索 2 2 5 0 k N的张{ J , 预心 偏 f r解决 薄壁混凝 土环 锚预心力施工中出现的锚 具槽裂纹 、 钢绞线仲 K值小足及预埋 波纹管堵寒 的难题 , 依托 水北州翁 隧洲 【 桦, 采取 理 论分析 i t 一 算、 现场张拉试验等方法 , 探 讨并解决 r 隧_ } f 可 薄壁混凝 : 有粘结环锚预 心力施 T 的技 术难题 , 卡 ¨ 父 究成 t J ‘ 供类似 [
第 3 4 卷 第 1期 2 ( ) 1 4年 1 月4 N o .
T u n ne l Co n s t r u c t i o n
1 】 …1 2 ( 】 1 4
南水 北 调 穿 黄 隧洞 有 粘 结 环 锚 预 应 力 施 工 重 难 点 分 析
程借鉴 。
关键词 : 南水北调 ;穿黄隧f 『 口 】 ; 有l 枯结环铺 预应力 ;裂纹 ; 锚索伸 K值;波纹倚堵 塞
D OI :1 0 . 3 9 7 3 / j . i s s n . 1 6 7 2— 7 4 1 X . 2 0 1 4 . 0 1 . 0 1 2
中 图分 类 号 : U 4 5 5
c o mp o s t t e l i ni ng c o n s i s t i n g o f pr i ma r y s e g me n t l i n i ng a n ( t D r e — s t r e s s e d i n — s i t u— e a s t r e i n f o r e e ( ]c o n e i ’ e t e s e e o n { t a r y I i ni n g i s a do p t e d.Th e di a me t e r o f t h e s e e o nd a r y l i n i n g o t t h e t un n e l i s 7 I n,whi l e t h e t h i c k n e s s t h e r e { ) { ’ i s 4 5 e n l ,i . e .,o n l y 1 /1 6 o t ’ t h e d i a me t e r t h n’ i e o f .The r e l f } r e,t h e p I ’ e — s t r e s s e d i n— s i t u 一 { B a s t r e i n i f m: e d e o n e l ’ e t e l i n i n g o f t h e t u n n e l i s t h i n n e r t h a n t h a t i n n o r ma l c a s e s .On t h e n t he t ’ h a n d,( ) l i e s i n g l e a n e h o r e a bl e o f t h e p r e — s t r e s s e ( I i n— s i t u — e a s t r e i n f o l ’ e e ( J c o n ( : r e t e l i n i ng wi ] 1 u n de r t a k e 2 2 5 0 k N t e n s i o n i n g i f } r e e,i . e .,t he p r e — s t r e s s i s h i g hm’ . Und e r ‘ t h e s e e o n d i t i o n s,I n ‘ o 1 ) l e ms ,s u c h
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南水北调穿黄隧洞环锚预应力施工技术
摘要:南水北调穿黄上游线隧洞;设计采用后张法预应力环锚施工;对穿黄隧洞环锚施工过程进行介绍
关键词:南水北调;穿黄隧洞;环锚施工
一、工程概况
穿黄隧洞为全圆断面,内径7.0m,外径8.7m,长4250m。
隧洞衬砌由内外两层组成,外衬为7块预制管片错缝拼装(C50.W12.F200);内衬采用现浇法施工,为后张法预应力钢筋混凝土结构,采用C40.W12.F200预应力混凝土,厚45cm,标准分段长度为9.6m。
预应力锚索间距为45cm,每束由12根预应力钢绞线集束而成,钢绞线强度1860级,公称直径φ15.24mm,公称面积140mm2。
二、预应力环锚结构体系
2.1环锚工作原理及结构
预应力环锚在混凝土结构内预埋波纹管形成穿索的预留孔道,通过张拉预应力锚索对衬砌混凝土径向施加预应力从而在混凝土结构内形成预压应力,使结构能够承受正常工作应力。
2.2 HM锚固体系
HM锚主要由HM15-12型工作锚具(含夹片)、限位板、弧形垫座、过渡块、延长筒、千斤顶、工具锚板及钢绞线等部件组成,张拉锚索借助弧形垫座及套筒等辅助工具实行槽外张拉。
锚索两端锚固于同一块锚板上。
穿黄隧洞的设计单束张拉力为2350kN,张拉包角为360度。
三、环锚生产性试验
预应力环锚施工技术在国内使用的实例不多,可以借鉴的就是清江隔河岩电站隧洞环锚与天生桥水电站引水洞环锚。
为了掌握穿黄隧洞的环锚施工工艺以及确定相关的技术控制参数,我们在穿黄隧洞过河段内衬第221至252段(共20段)做为预应力施工生产性试验段。
3.1试验目的
(1)掌握张拉施工工序,进一步优化张拉工艺,指导后续施工生产
(2)确定张拉力及优化预应力控制参数
(3)通过试验段张拉数据,计算实际孔道摩阻系数,验证穿黄隧洞环锚预
应力张拉设计参数;
3.2试验方法
环锚试验段每段长度为9.6m,每段有21束预应力锚索,锚索间距为45cm,设计张拉力为2500kN。
(1)第1阶段张拉:顺水流方向,左侧奇数号锚索按1#至21#锚索顺序,自小到大,按序张拉后,再右侧偶数号按2#至20#锚索顺序,自小到大,按序张拉;对单根绞线预紧,预紧力为42kN;锚索整束张拉分四级:第1序张拉至1500KN后持荷10min。
(2)第2阶段张拉:张拉顺序与第1阶段相同,即左侧奇数号锚索按序张拉后再右侧偶数号锚索按序张拉;第2序张拉至2500KN后持荷10min。
3.3试验成果
经过4个月的试验段张拉施工,先后采取了高压风清洗预埋孔道、打磨喇叭管台阶、加入优质石墨粉、单根两级预紧等方法成功解决了在施工过程中出现的断丝和伸长值偏小这两大技术难点,并且在满足设计要求的情况下将控制张拉力降至2350KN,为后续预应力施工起到了很好的推进作用。
四、主要预应力材料及设备
1.钢绞线采用江西新余的钢绞线,其主要指标如下:
直径整根钢绞线的最大力抗拉强度最大力总伸长率弹性模量
15.24mm ≥260KN1860MPa ≥3.5%195GPa
表中数据为理论值,我方委托国家金属制品质量监督检验中心检验,经过检验钢绞线各项力学指标均满足规范标准要求
2.锚具选用HM体系,其型号为OVM公司生产的HM15-12型。
3.金属波纹管JBG-90B
4.千斤顶YCW350B 4台YDC240Q 2台
5.电动油泵ZB4-500 2台
6.卷扬机2t卷扬机1台
五、环锚预应力施工工艺
5.1孔道埋设
当隧洞结构外层主筋绑扎基本完成后,波纹管预埋开始。
波纹管沿结构主筋环向布置在外层钢筋上,在预留槽附近穿过外层钢筋与喇叭管在内层钢筋处相连,波纹管直径采用90mm,每根长度6m左右,联接采用95mm 接头管外接,接头管长0.30m,沿结构主筋每隔0.8m布置定位钢筋,在低位槽及高位槽附近2m范围内加密到0.5m。
在波纹管过渡段两侧喇叭管两端设置轨道筋,使波纹管向喇叭管处平顺过渡。
5.2 锚索编索及穿索
(1)锚索编索在洞内进行,编索前对钢绞线进行严格的外观检查,对有浮锈的绞线进行清洗,对有缺陷的钢绞线不予采用。
(2)钢绞线用砂轮切割机下料,下料长度为26.0 m。
沿长度方向轻放在方木上,将下好的12根钢绞线两端逐根用贴纸编号标志明确,并将钢绞线一端对齐放好。
(3)锚索采用编帘法制作,12根钢绞线平铺顺直不得交叉,一头对齐,,并用18号铅丝每隔1m 进行一道编帘和捆扎。
(4) 先使用空压机清孔,然后将卷扬机钢丝绳穿出孔道,与锚索导向帽联接后再用2t低速卷扬机进行牵引,人工辅助将锚索送人孔内,直至从另一端穿出并达到要求的长度为止(设计要求被动端即下端外露长度为800mm)。
5.3环锚张拉
锚索张拉顺水流方向,左侧奇数号锚索按1#至21#锚索顺序,自小到大,按序张拉后,再右侧偶数号按2#至20#锚索顺序,自小到大,按序张拉。
a、第一序张拉:
(1)对单根绞线预紧,第一轮预紧力为21KN,第二轮预紧力为42kN;
(2)锚索整束张拉分二级。
第1级为500KN;第2级为1500KN。
b、第二序张拉:
(1)锚索整束张拉分二级。
第1级为1500KN;第2级为2350KN。
在张拉中每束断丝不得超过2丝,否则更换钢绞线重新张拉。
六、预留槽混凝土回填
锚索张拉完毕后,将伸出槽外的钢绞线切除,孔道灌浆管嘴插入到喇叭管内,再用砂浆将锚具槽两端喇叭管口封堵。
在锚具槽上部的四周设置有腻子型水膨胀橡胶止水条,安装后应及时回填微膨胀混凝土。
锚具槽混凝土回填质量的好坏,将关系着将来预应力混凝土结构的耐久性,因此锚具槽混凝土回填必须密实。
锚具槽采用C35W12F200微膨胀混凝土进行回填。
七、孔道真空灌浆
预留槽封填后,待回填混凝土7d后,对波纹管孔道采用真空灌浆。
水灰比为0.45,浆液循环灌注,一次性灌完。
八、结束语
(1)有粘结预应力锚索的施工工序多,衔接紧密,施工中必须确保各项工序的质量,做到严格把关,严格要求。
(2)预应力管道的疏通快慢直接控制了环锚施工的进度,尤其是顶部的波纹管,因此在预埋波纹管以及后续混凝土浇筑的过程中,应该把管道畅通与否作为浇筑的第一要求。
(3)穿黄隧洞因受条件限制并未整体一次浇筑成型,这在一定程度上增加了孔道的摩阻情况,以后的有粘结预应力施工应该尽量缩短底板与边顶拱浇筑成型的间隔时间,这样会很大程度上减小孔道摩阻。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。