小断面长距离引水隧洞的施工设计_杨照明
试论引水隧洞小断面长距离的施工通风技术
试论引水隧洞小断面长距离的施工通风技术摘要：断面小、距离长是引水隧洞施工的特点，钻爆法、喷锚施工产生的烟尘、运输车辆排出的有害气体，无疑是影响隧洞施工人员及车辆行驶安全的最大隐患。
如何更高效率地排出洞内烟尘及有害气体，保证施工安全，使选择适用的通风方式及设备成为重点。
文章以某水电站引水工程为切入点，就施工通风技术的作业难点，以及具体的通风方案设计，做了细致的探讨研究，期望为各小断面长距离类型引水隧洞施工通风的有效实施，提供有益的参考和帮助。
关键词：引水隧洞；小断面；长距离；施工通风技术引言在隧洞施工中，通风技术是隧洞施工技术的一个重要环节，在设计通风系统时不仅要考虑如何将新鲜空气送至施工掌子面，还要重点考虑当排出洞内污风时，通风系统应达到的供风能力及受到的阻力和损失。
所以，为了能使通风达到理想效果，就要寻找行之有效的小断面长距离引水隧洞的施工通风技术，以解决相应的工程通风问题，提升整个隧洞工程的建设效率与安全。
因此本文以某一具体引水隧洞工程为示例，对其工程中隧洞施工通风技术的方案设计、实施方法与改进要点做逐一地阐述研究。
1小断面长距离引水隧洞施工难点1.1 小断面隧洞爆破施工小断面隧洞爆破施工是工程中的难点之一，这主要是由隧洞所在区域的地质条件比较复杂决定的。
爆破施工是隧洞掘进的前提和基础，如果控制不好会直接影响到工程的后期开展。
如果爆破效果不好或爆破没有达到要求，硬质围岩就会产生坍塌现象，影响后期施工，同时也威胁到工作人员的人身安全。
因此，必须要选择合适的爆破方法，保证爆破工程的质量，提高工程的经济效益。
1.2 小断面隧洞出碴隧洞出碴是隧洞爆破之后的一道工序，如果隧洞出碴工作没有做好，会影响到后期的施工。
过多的碴堆放在隧洞中占用大量的空间，会影响到其他项目的正常施工。
由于隧洞施工的地质条件不稳定，且隧洞工程的区域较小，因此大型的挖装机无法进入，导致出碴相对困难，如果仅仅依靠人力或者是小型机械则很难在短期内清理完毕。
小断面长距离引水隧洞施工技术应用研究.doc
小断面长距离引水隧洞施工技术应用研究本文主要分析的是一项跨流域、小断面、长距离的引水隧洞施工工程，主要是解决部分地区饮水资源严重C乏的引水工程，山曲水枢纽、引水的线路(主要包括管道和隧洞)以及调节水库等组成。
引水隧洞作为该工程的关键控制工程，全长约为10km，断面为2. 5mX 2. 5m，洞身段为完整的花岗岩体，采用钻爆法进行施工，根据施工现场的情况再投入相应的设备进行作业，以实现小断面长距离引水隧洞的施工完成。
1施工工期与工程特点1.1施工工期本工程施工工期山于距离较长，施工时间为36个月，工程比较紧，任务也比较重。
1.2施工工程特点本施工工程有以下三个特点:(1)断面比较小，距离比较长，通风困难，机械化作业的程度较低;(2)山于多段中地下有丰富的地下水，在施工时困难比较大; (3)山于距离比较长，施工时间较短，施工干扰严重，很难形成干扰作业等。
2本工程施工隧洞的施工设计与改进2.1基础性的隧洞施工设计小断面长距离隧洞是各类隧洞中施工难度比较大的一种施工隧洞，小断面对机械化程度比较高的施工机械不能够进洞进行作业，只能够采取人工开挖的方法为主，小机械化为辅。
长距离对通风、排水、供电、运输材料等方面都会造成一定的困难，这就会给作业带来相当大的难度，对施工设计也会带来一定的困难。
在长距离小断面的引水隧洞中，在2mX 2m以下的开挖断面并没有实例，距离在10km以上也比较少，对这种工程必须设计出合理的施工方案，以满足小断面长距离引水隧洞的施工方法。
山于施工时主要是以人工为主，许多建材的运输就需要采取运输工具进行机械运输，在初步设计时的施工工期为36个月。
引水隧洞在进行试验开挖时，山于小断面施工中对爆破的钳制作用，在每一循环施工仅为1.1——1.2m，随着施工的不断推进，对通风、排烟等方面明显会受到施工断面的限制，送风的距离比较短，运输车与通风管的间隔太近，通风管很容易被尖状物品划破，很容易造成危险，再加上隧洞内还需要高压电缆和低压电缆、照明灯具等，在通风时不能够出渣，在出渣时不能够进行通风，就会严重影响洞内的空气质量，随着循环作业的拉长，在施工期施工人员的安全生产就得不到保证。
小断面长距离引水隧洞的施工设计
门洞型 ，施工 主要 以人 工为 主 ，目前市 场上最 小型
设计 与施 工
水利规 划 与设 计
２１ ０ １年 第 ３期
内可合理 布置 ，基 本满 足 施 工期 的安全 生 产 需要 ， 隧洞 总开挖工 期 ２ ８个 月 ，比原设 计 洞径 的理 论 工 期减少 了 ２ 个 月 。扩大洞径 后 ，洞 挖工程 量增 加 ， ９ 投资有 一定增 加 ，经 过经济 分析 ，提前完工 后 的财 务收益 完全 可弥补增 加 的投 资 。
施灌 浆和喷 护 的空 间要 求 ，有 利 于实 施 连续 通 风 、 实施灌 浆 、衬 砌 、喷锚 支护等施 工 。
隧洞工 程于 ２ ０ ０ ６年 正式 开 工 ，实践 证 明 ，扩 大洞径后 ，每一循 环进 尺增 加到 １４ ． ｍ，出渣 ． ～１５
下 开挖断 面 还 未 有 工程 实例 ，单 工 作 面掘 进 长 度
Ｏ ５ ．３
低 于 ０２ ｍ ｓ隧洞 、 ．５ ／ ， 竖井工作面最大风速为 ４ ｓ ｍ／ 。通 风主要考虑施 工作业人员所 需风量 、 爆破散 烟所需风 量等 ， 经计算分析 ， 洞内通风量 不小于 ４ ／ ｎ ５ ｍｉ。 为 了安全 施工 需要 ， 有利 于实施 连续通 风 ， 用 采 压人式 供风方 式 ， 由于洞 径尺寸 限制 ， 内牵 引车行 洞 走 需要 ， 并与通 风桶 需保 持 ２ ｃ 的安 全距 离 ， 大 ０ｍ 最 限度布 置直径 大 的供风管 ， 以满 足工作 面所需 风量 。 本 工 程采 用 性 能较好 、 供风 距 离较 长 的对 旋 轴 流式通 风机 ＹＢ Ｔ一６ 型 ， ２ 风机 功率 ２ ×２ Ｗ ， 风 ２ ｋ 供 量 ２ ０ ／ ｎ 风压 ３ ０ ￣６ ０ ａ 选用 风管 为塑 料 ４ ｍ。ｍｉ ， ２０ ８ Ｐ ， 柔性风 管 ， 挂 在 隧 洞 一 侧 墙 上 。洞 挖 进 尺 ３ ０ 悬 ０ ｍ 以内时 ， 开一 级 风 机 ，０ ～５ ０ 时 ， 开二 级 风 仅 ３０ ０ｍ 仅
小断面长距离水工隧洞施工通风的设计与布置
水利水电ShuiliShuidia n小断面长距离水工隧洞施工通风的设计与布置杜乾（甘肃省水利水电工程局有限责任公司，甘肃兰州730046）摘要：针对小断面长距离水工隧洞施工，以某隧洞工程为例分析了隧洞通风设计工作,介绍工程概况 以及通风设计方案，根据施工方案在不同阶段的落实情况，提出通风方案优化建议。
关键词：小断面；长距离；水工隧洞；通风中图分类号：TV554文献标识码:A 文章编号：1003-6997（2019）16-0088-02隧洞施工过程中通风技术的应用非常重要。
通风技术属于隧洞施工技术，将其应用在小断面长距离水工隧 洞施工当中，需要设计通风系统，设计人员要重点考虑 新鲜空气向施工掌子面的输送,同时注意排出洞内污风的过程中,通风系统必须要达到供风能力及受到的阻力 和损失。
因此，为了保证最佳的通风设计效果，必须要做 好小断面？巨离水工隧洞7S 通风设十。
1 工程概况拉西瓦灌溉工程3"隧洞位于青海省贵德县境内，灌区涉及贵德县黄河南岸二乡（河东乡、新街乡） 三镇（河阴镇、河西镇、常牧镇）87个行政村。
总人口80 358人，大小牲畜225 198头（只）。
本工程控制浇灌面积1.36万hm 2,为/等中型工程。
项目拟使用拉西瓦水库中的黄河水，以大坝右端2 442 m 高程预先留出的农灌口作为引水来源口。
拉西瓦灌溉工程3"隧洞总长2.147 km ,隧洞桩 号 13+676.18—15+823.18。
隧洞设W 坡为i =1/1 500, 为无压自流隧洞。
隧洞横截面为马蹄形,侧墙和底板内缘则分别是用R 1=160 cm 、R 2=320 cm 为半径的圆 弧,洞身净高与净宽相等，均为3.2 m 。
该隧洞工程在通风设计的过程中，为了保证通风效果，专门组织设 计人员进行了现场勘查,优化了设计方案。
2小断面长距离水工隧洞施工通风的特点对于隧道工程来说，小断面长距离隧道是组织施工过程中面临的统一难点，其中“小”是隧道机械 化设备无法进入隧洞施工，只能通过人工的方式完成施工;“长”则是指现场通风、电力、排水以及运输 距离等作业，在距离相同的情况下，若隧道的洞径大，便不能将其称之为“长”，若隧道的洞径小，便只 能使用人工施工来完成，由此将其称作长隧道819。
小断面引水隧洞工程施工组织设计
目录第一章工程简况及说明1.1 工程简况1.2 水文气象和工程地质1.3 控制性工期要求1.4 现场施工条件第二章工程施工总规划2.1 编制依据2.2 施工进度、质量、安全目标2.3 施工重点、难点分析及主要措施2.4 施工段划分第三章施工总体部署2.1 组织机构设置2.2 管理原则及制度2.3 施工平面布置2.4 施工准备第四章引水埋管工程4.1 简述4.2 管道基坑开挖4.3 管道安装4.4 埋管填土4.5 护坡砌筑第五章引水隧洞工程5.1 简述5.2 隧洞开挖5.3 隧洞支护施工5.4 隧洞洞身衬砌施工5.5 灌浆与排水孔施工5.6 进人孔施工第六章箱涵及通气管工程6.1 简述6.2 出口箱涵施工6.3 通气管施工6.4 出口箱涵及通气管填土第七章施工进度计划及保证措施7.1 总工期7.2 确保计划工期的总体措施第八章资源配置计划8.1 机械设备的安排计划8.2 人员的安排计划8.3 材料组织及供应计划第九章施工质量保证措施9.1 工程质量目标9.2 施工质量管理体系9.3 施工质量控制体系9.4 混凝土质量保证措施9.5 各施工要素的质量控制措施9.6 技术保证措施第十章施工安全保证措施10.1 安全管理体系10.2 施工安全措施第十一章文明施工及环保施工措施11.1 文明施工保证措施11.2 环境保护措施第十二章季节性施工措施12.1 冬季施工措施12.2 雨季施工技术措施第十三章其他管理措施13.1 地下设施及管线等保护措施13.2 职业健康安全管理措施13.3 民工工资支付保证措施附表附表一拟投入本标段的主要施工设备表附表二拟配备本标段的试验和检测仪器设备表附表三劳动力计划表附表四计划开、竣工日期和施工进度横道图附表五施工总平面图附表六临时用地表第一章工程简况及说明1.1 工程简况1.1.1 工程简况xx街区水文化景观光彩展示项目（西街xx街区引水工程）位于四川省xx 市西北部xx境内，距xx约50km，距xx州xx县约90km，距xx市城区5公里，交通较为便利。
小断面长距离软岩隧洞施工技术探索
小断面长距离软岩隧洞施工技术探索发布时间：2021-06-17T15:40:09.877Z 来源：《工程建设标准化》2021年2月第4期作者：朱晓轲[导读] 水工隧洞作为一种特殊的引水输水建筑物，20世纪以来在我国农业灌溉工程、朱晓轲中国水利水电第十一工程局有限公司，河南郑州【摘要】水工隧洞作为一种特殊的引水输水建筑物，20世纪以来在我国农业灌溉工程、城乡供水工程、发电引水工程等工程建设得到广泛应用，21世纪以来我国成功建设了南水北调中线穿黄、大伙房引水、锦屏二级发电引水等极具挑战性的水工隧洞工程，积累了丰富的经验，但随着滇中引水、引汉济渭、珠三角水资源配套、新疆引水、武都引水等工程的开工兴建，水工隧洞的建设将面临深埋、超长、高压突水、软岩大变形等多方面的巨大困难。
中国水利水电第十一工程局有限公司在承建的四川省蓬溪船山灌区工程西梓干渠延长段土建及安装工程中，隧洞施工过程中对长距离、小断面软岩隧洞技术研究与实施，通过优化隧洞开挖、出渣、支护、通风、排烟、排水、衬砌等工序的施工方案提高了隧洞进尺，取得了较好的经济及社会效益，为推广该技术的应用，特总结了长距离、小断面软岩隧洞快速开挖技术、隧洞通风排烟、除尘技术、隧洞初期支护技术、隧洞二衬施工技术。
【关键词】小端面长距离软岩施工工艺效益一、工程概况四川省蓬溪船山灌区工程西梓干渠延长段隧洞岩石为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和新鲜砂岩，饱和抗压强度低，属软岩、极软岩类。
地下水呈层状分布，常有地下水溢出。
隧洞开挖净断面4.2m*4.55m。
二、工艺原理根据岩层特性及强度、巷道的断面尺寸、长度选择了集切削、装载、转运、降尘等于一体的高效悬臂式掘进机设备与常规钻爆法相比，具有破岩、出渣、支护一条龙连续化作业，开挖速度快、效率高、施工质量好、超挖量小，较少支护工程量、节约施工成本等特点，较传统爆破速度可提高2~3倍。
采用洞内掘进机自带喷淋系统降尘+洞内混合式通风及中部增设通风中继站、柴油机净化装置加大排烟风机的风量；洞外增加降尘室改善洞内、外作业环境保证了作业人员的职业健康，减少对周边居民和环境的影响、满足地区水保环保要求。
小断面长距离引水隧洞施工技术研究
小断面长距离引水隧洞施工技术研究天水市城区引洮供水工程是甘肃省省列重大项目,是天水市水利史上投资最大的民生工程,也是将来天水市城区主要供水水源工程,工程关乎近80万人的饮水问题。
工程建成后,必将改善天水市目前水资源紧缺的状况,为天水市加快发展提供有力的水资源保障。
工程自引洮二期四干渠末端引水至天水市,2号隧洞位于引水管线中段,洞轴线穿越甘谷县与秦州区之间的山岭。
工程区大地构造处秦岭东西向构造带,祁吕贺“山”字型构造体系及陇西系旋卷构造的复合交汇区,地质构造背景复杂,历史上区内地震活动频繁,隧洞工程区属区域构造稳定性较差的地区。
工程自开工以来,开挖掘进中遇到了各种复杂的地质状况,频繁穿越断层、断裂带,地下水丰富,个别洞段出现涌水、涌砂等现象,给掘进施工造成了很大困难。
2号引水隧洞开挖断面面积约为8.2m2,属特小断面,主洞长度为8.72km,这一“小断面长距离”的特点,加之工程地质条件较差,造成了本工程施工中塌方掉块频繁、工作面狭窄、大型施工机械不能使用、各种工序相互干扰、工序衔接配合难度大、工作效率低下等问题。
本课题以天水市城区引洮供水工程2号引水隧洞为研究对象,通过对工程基本概况、区域工程地质情况、工程施工工序、施工成本、工作效率等进行技术经济分析、比选,有针对性地提出了本工程各类施工方案,以及应对各种复杂地质情况及特殊洞段的专项施工方案。
对小断面长距离水工隧洞主洞开挖及一次支护施工方案、主洞二次衬砌施工方案、施工支洞方案、施工辅助设施方案进行了详细设计,重点对钻爆法开挖、主洞与支洞交叉段塌方处理、隧洞收敛变形后的处理、斜井绞车出渣、塌方段注浆等几项关键施工技术在本工程中的应用进行了详尽阐述。
对小断面长距离水工隧洞的施工管理进行了深入思考,梳理了此类隧洞施工中经常会出现的一些施工问题,总结了应对和解决此类问题的方法,积累了施工管理经验,为同类型水工隧洞施工提供了参考,具有一定的普遍性借鉴意义。
小断面长距离水工隧洞施工通风的设计与布置
小断面长距离水工隧洞施工通风的设计与布置摘要：在开展地下工程施工时，对于小断面长距离类型的隧洞，如何进行通风施工，这个问题不但非常的普遍，而且难度很大，但尽管如此，伴随着不断发展进步提升的技术手段和施工设备，当前常常借助于管道达到通风的目的。
鉴于此，文章重点就小断面长距离水工隧洞施工通风的设计与布置进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键词：小断面；水工隧洞；施工通风技术；设计；布置引言一些小型的隧洞施工工程，距离长，施工过程需要良好的通风，以保证施工安全，特别是一些高速公路隧道、铁路隧道、引水工程隧洞等，尽管这些隧道截面小，断面面积不大，但隧道距离长，施工周期长，作业难度大，特别需要良好的通风条件。
因此，提高小断面长距离隧洞施工通风技术，保证良好的通风条件，其意义十分重大。
1小断面长距离水工隧洞施工通风技术要点1.1通风施工技术的困难根据小断面隧洞的实际，通风技术实施的难点主要有两方面：一是小断面前提下的通风。
断面小，不好做大面积的施工，而且受工期、机器、技术等的制约和限制，操作面的工序多，干扰大，例如既要有钻孔，又要考虑爆破，还要同时考虑运出渣石，清理工作面等。
因受工作面的限制，无法把许多技术程度高、机械化程度高的设备，运进隧洞作业，无疑会降低了施工效率和速度，如多臂钻、装载机和运渣汽车等，都无法进洞工作；二是长距离隧洞条件下的通风。
除了断面小不利于施工之外，隧洞距离长也增加通风难度，影响施工质量、效果和速度，长隧洞小则几百米，长则几千米，在这样的条件下施工，会带来一系列的困难，例如供电、采光、通风、排烟和出渣等，特别是在爆破之后烟尘多，如通风不良，会导致烟尘久久不散，严重影响施工，也会带来突出的安全问题，所以基于断面小、隧洞长等客观因素，所产生的施工通风技术难点，就显得比较突出，要高速度、高质量、安全地做好隧洞施工，就必须认真解决施工通风技术问题。
1.2做好风机选择根据工程状况，进行通风量的计算，选择优质风管材料，应满足便于安装连接、抗老化、防水、阻燃等性能，一般考虑选取爆破后烟尘稀释安全长度，同时考虑风压，以及风压克服风流阻力，风管直径满足通风方式及风速的要求，同时注意留有余地，以保证所需风量能送达隧洞，并达到规定的风速和风量，并且在长距离的条件下，考虑实施分阶段吹风，必要时分阶段增设局扇。
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3.2.3 爆破设计
表 2 隧洞爆破施工参数汇总表
项目
单位
放水 洞
围岩地质描述
花岗岩 f =15
开挖断面积
5.687
开挖循环进尺
m2
1.5
掏槽方式 炮孔数量
m
直孔掏槽
个
34
炸药用量
kg
30.3
单位耗孔量 单位耗药量
孔/ m3 kg/ m3
3.99 3.33
控制爆破方法
光面爆破
孔距 a
m
爆
最小抵抗线 W
3.2.2 进尺的确定 合理的进尺是隧洞掘进作业的重要参数 , 按照
规范要求通常选用的循环进尺 为隧洞开挖宽 度的
0.6 倍左右 , 本工程隧洞开挖宽度为 2.5m , 进尺为
1.5m , 钻孔可取 1.7m , 该深度处于钻机的最佳深度 范围 。进尺与 循环时间协调才 能取得最佳掘 进效
率 , 本工程为小断面隧洞 , 因此采用短进尺 、多循环 的工作方式 。
类围岩
1.5m 一个循环
一次支护 视危 岩情 况及 时 进 行局部支护。
手风钻开挖 , 短进 尺 、小药 量 、弱爆 破 , 周 边孔光
洞身断层
爆 ;地质条件较好 段全断 面开挖 , 断层 破碎带 上导洞
超前锚杆
破碎带
超前 , 两侧扩挖跟 进 , 0.5 ～ 1.0m 一个 循环 。 断 层破
本工程洞内采用有轨出渣 , 轻轨 600mm , 在洞 内铺设单线 , 每隔 300m 设一斗车编组站(大避车道 位置), 每隔 100m 设一移车器(小避车道位置);装 渣采用 0.2m 3风动装岩机 , 采用 0.5m3 斗车十二辆 , 牵引机车采用二台 2.5t 电瓶车 , 一台用于工作面至 编组站的斗车的牵引工作 , 一台用于编组站至竖井 提升机受料斗处斗车的牵引工作 。
3 隧洞施工
3.1 整体施工方案 隧洞施工采用全断面开挖 , 机械出渣 。用 0.2m3
装岩机装斗车 , 水平运输采用 2.5t 电瓶车牵引至井
底 , 垂直运输矿用绞车提升自制罐笼 , 罐笼四角采 用 4 根导向绳固定, 提升高度 40 ～ 108m , 竖井出渣 在井外直接装自卸汽车 , 平洞出渣在洞外装载机装 自卸汽车 , 运输至指定弃渣场 。
根据实际情况 , 为保证按期完工 , 经过专题论 证 , 设计变更将洞径扩大为 2.5m ×2.5m , 以尽可 能采用机械化施工 , 提高工作效率 , 且更能满足实 施灌浆和喷护的空间要求 , 有利于实施连续通风 、 实施灌浆 、 衬砌 、 喷锚支护等施工 。
隧洞工程于 2006 年正式开工 , 实践证明 , 扩 大洞径后 , 每一循环进尺增加到 1.4 ～ 1.5m , 出渣 设备 、 通风排烟管 、 供电 、 排水及供风管路在断面
为了安全施工需要 , 有利于实施连续通风 , 采用 压入式供风方式 , 由于洞径尺寸限制 , 洞内牵引车行 走需要 , 并与通风桶需保持 20cm 的安全距离 , 最大 限度布置直径大的供风管 , 以满足工作面所需风量 。
本工程采用性能较好 、供风距离较长的对旋轴 流式通风机 YBT -62 型 , 风机功率 22 ×2kW , 供风 量 240m3/ min , 风压 3200 ～ 680Pa , 选用风管为塑料 柔性风管 , 悬挂在隧洞 一侧墙上 。 洞挖进尺 300m 以内时 , 仅开一级风机 , 300 ～ 500m 时 , 仅开二级风
为保证洞壁悬挂通风筒 、 满足牵引车运输宽度 及另一侧行人避车安全的要求 , 轨道中心线偏移隧 洞中心线 150m m 。 3.2 主要施工方法 3.2.1 钻爆开挖方案
根据不同的围岩类别采用不同的施工方法见表 1。
表 1 隧洞开挖施 工方案表
工程部位 超前支护
施工方案 开挖方法
洞身Ⅰ～ Ⅱ
手风 钻全断 面造孔 , 光面 爆破 , 隧 洞开挖 1.4 ～
目前长距离 、 小断面引水隧洞中 , 2m ×2m 以 下开挖断面还未有 工程实例 , 单工作面掘进 长度 1.6km 也极少 , 在阿拉山口供 水工程前期的 设计 阶段 , 受工程总投资控制 , 隧洞断面尺寸按照满足 最小施工断面设计 , 开挖洞径为 1.8 ×1.8m 的城 门洞型 , 施工主要以人工为主 , 目前市场上最小型
2 本工程隧洞的设计和改进
小断面长距离隧洞是各类隧洞中施工难度较大 的, “小” 是指机械化程度较高的施工机械不能进洞 作业 , 只能采取以人工为主的方法开挖 ;“长” 是对 通风 、 供电 、 排水和运距相对而言 ;同样比较长的距 离, 对于洞径较大的 , 不称其为长 , 但对于洞径较 小、 主要靠人工作业的隧洞 , 就可认为是长隧洞。
m
破 炮孔密集系数 m =a/ W
0.53 0.6 0.88
参
炮孔直径 d
42
数
药卷直径 dx
不偶合系数 K
mm
35
mm 3.17(35mm 药卷间隔装药)
合理的爆破参数是本工程 隧洞快速开挖 的关
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键 , 根据理论计算分析 , 采用中心直孔 掏槽布置方 式 , 周边布置辅助孔 , 外轮廓线布置周边孔 , 整个断 面共布置钻孔 34 个 , 光面爆破 , 隧洞爆破施工参数 (见表 2)。
1 工程概况
新疆阿拉山口供水与生态建设工程是解决阿拉 山口口岸水资源严重匮乏的引水工程 , 主要由取水 枢纽 、 引水线路 (包括管道和隧洞)、 尾部调节水 库等组成 , 工程 2006 年 7 月正式开工 , 2009 年 10 月试运行通水 。
引水 隧 洞 是 该 工程 的 关 键 控 制 工 程 , 全 长 14.346km , 设计开 挖断面 2.5m ×2.5m , 城门 洞 型 , 洞身段基本在较完整的花岗岩体中 , 采用钻爆 法施工 ;受地形条件限制 , 已有工作面的平均控制 长度 1279m , 其中吉林省水电工程局承担的 2#竖 井段单工作面控制长度达 1620km , 竖井深 108m , 为本工程施工难点 , 控制着整个工程的进度 。
设计与施工
水利规划与设计
2011 年第 3 期
机 , 进尺超过 500m 时两级风机全部打开 , 当隧洞掘 进到 700m 以上时 , 供风的沿程损失太大 , 送至工作 面的风量很小 , 此时采取串联 11kw 的轴流风机 , 每 隔 300m 左右设一台 , 由于各段的风压损失已由接力 式的风机补偿 , 这种供风方式也不受洞长的限制 。
设计与施工
水利规划与设计
2011 年第 3 期
小断面长距离引水隧洞的施工设计
杨照明1 张金承1 周垂富2
(1.新疆水利水电勘测设计研究院 乌鲁木齐 830000 ; 2.吉林省水利水电工程局 长春 130000)
【摘 要】 小断面 、 长距离隧洞是各类隧洞中施工难度较大的 , 本文结合新 疆阿拉山口 供水与生 态建设工程 引 水隧洞工程实践 , 介绍了小断面 、 长距离引水隧洞的施工措施 , 为同类引水隧洞工程提供了可借鉴的经验 。 【关键词】 小断面 长距离 引水隧洞 施工 【中图分类号】 T V 52 【文献标识码】 C 【文章编号】 1672 -2469 (2011) 03-0055-03 【DO I 编码】 10.3969/ j.issn.1672-2469.2011.03.018
作者简介 :杨照明 (1966 年 -), 男 , 高级工程师 。
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设计与施工
水利规划与设计
2011 年第 3 期
内可合理布置 , 基本满足施工期的安全生产需要 , 隧洞总开挖工期 28 个月 , 比原设计洞径的理论工 期减少了 29 个月 。 扩大洞径后 , 洞挖工程量增加 , 投资有一定增加 , 经过经济分析 , 提前完工后的财 务收益完全可弥补增加的投资 。
在本工程实践中 , 还总结出了长距离混合式分 散供风方式 。距工作面 50m 始终布置一台吸风机 , 边开挖边往工作面移 , 爆破后首先开启该风机 , 先往 外吸 , 烟尘经硬质风管吸出 200m 外 , 约 20mi n 后 , 关闭该风机 ;然后开启供风的所有风机 , 从洞口将新 鲜空气吹入 , 使工作 面的空气较新 鲜 , 一 般 60m in 可完成排烟工作 , 工作面 200m 范围内空气 质量满 足工人安全施工需要 。 为了安全起见 , 每次爆破后 洞内风机的开启按 钮均在井上控 制 。 每次通 风结 束 , 工人下井作业时 , 专职安全员首先携带有害气体 检测仪检查 , 若空气质量不合格继续通风 , 直至满足 要求为止 。 3.2.5 出渣作业一次爆破有效进尺为 1.4 ～ 1.5m , 方量 为 7.96 ～ 8.53m3 , 折 合 松 方 约 12.18 ～ 13.05m3 。 采用 2 .5t 的电瓶车牵引矿车出渣 , 正常 情况下每班出渣作业时间为 5 ～ 6h 。
手持风钻 进出工作 面时间约 20mi n ;准 备 、清 孔 、装药时间为 60min ;爆破时间为 10min ;通 风散
烟时间为 60m in ;出渣前的工作面清理 、集渣 、危岩 安全处理等项工作约 20min 。 综合考虑正常情况下 每循环作业时间取 10.1 ～ 11.9h , 一天按 2.38 ～ 2.0 班计算 。 3.2.7 施工供电
号电瓶机 车 的型 号 为 XK2.5 -4/ 48 -2A , 自重 2.5t , 3.5kW , 长 2.3m , 宽 0.92m , 高 1.55m , 可以满足运输需要 。原设计洞径不具备机械施工条 件 , 只能采用人工装碴 , 机械运输的方式 。初步设 计阶段控制工期为三年 。
隧洞于 2005 年开始进行试验性开挖 , 由于小 断面施工中对爆破的钳制 作用 , 每一 循环施工仅 1.1 ～ 1.2m , 随着进尺的延伸 , 出渣 、 通风排烟明 显受到隧洞断面的限制 , 通风管直径 一般不小于 0.5m , 否则 , 单位长度的 风压损失较大 , 送风的 距离就短 , 运输车与通风管的间隔太近 , 通风管容 易被尖状物划破 , 加之洞内还需要布供水管 、 高压 电缆 、 低压电缆 、 照明灯具等 , 造成通风时不能出 渣 , 出渣时不能通风 , 洞内空气质量很差 , 每循环 作业时间也在拉长 , 施工期的安全生产也不易得不 到保证 , 隧洞施工表现出断面越小开挖条件越差 , 施工难度大 、 施工附加工作量也加大 , 进度和工期 的矛盾日益严重 , 经测算 , 仅开挖需工期 57 个月 。