引汉济渭秦岭0-1隧洞(施工进度分析报告
引汉济渭王曲滈河段规划
引汉济渭王曲滈河段规划秦岭输水隧洞全线贯通,“引汉济渭”工程最难啃的骨头被啃掉了。
工程建成通水后,可满足包括陕西省内4座重点城市在内共21个受水对象的生活及工业用水,关中地区供水网络水质标准提高,地下水超采状况也将同步改善。
工程规划近期多年平均调水10亿立方米,远期多年平均调水15亿立方米。
拥有最早及“最大”受益权利的城市是西安。
预计今年年底,西安人有望喝上汉江水;从各类报告及规划来看,西安未来“需水量及缺水量”均为关中区域最大,配水占比也将最高。
“大西安区域”行将解渴,但北方城市整体缺水状况依旧不容乐观。
围绕“汉江”这个大水库,水资源的“城市争夺战”也从未平息。
搜狐城市将推出城市水资源专题,今天开篇将聚焦十三朝古都西安——一个曾经需要被“抢救”的城市。
秦岭挖洞,汉水引进关中秦岭南麓宽长广袤,南上湿热水汽遇到山峰阻隔,水汽抬升遇冷形成降水,降水沿南麓河流汇聚,最终汇入汉江流进长江。
与之相对的秦岭北麓,虽有数十道道峪沟,但是大部分狭窄短促,皆为细流。
这样的地理环境造就了关中独特的气候,也为引汉济渭打下伏笔。
“引汉济渭”工程分为调水和输配水两大工程,前者由三部分组成:陕南地区汉江干流黄金峡、支流子午河分别修建黄金峡和三河口水利枢纽,通过穿越秦岭的输水隧洞从汉江流域调水至陕西关中地区渭河流域。
整个工程难度最大的部分是秦岭输水隧洞。
隧洞全长98.3千米,最大埋深2012米,设计流量70立方米每秒。
从2007年准备工程开始算起,隧洞建设工期15年,这是人类首次从底部横穿秦岭。
输水工程的背后是水资源的不协调。
陕南地区人口不足全省1/4,水资源量占全省3/4。
渭河流域人均水资源量只有317立方米,远低于国际公认的人均500立方米的绝对缺水线。
关中、陕北两大区域,水资源总量不足全省的30%,其人均水资源量分别为348立方米和723立方米,低于国际公认的人均1000立方米的最低需求线。
从用水大环境来讲,关中和陕北均属黄河流域,按照“87分水方案”,陕西省黄河水年用水指标为38亿立方米。
引汉济渭工程规划设计工作简介
1、工程总体情况
引汉济渭水源工程由黄金峡水利枢纽、三河口水利枢纽和秦岭输水隧洞三部分组成。工程总体布局为: 在汉江干流和支流子午河分别修建黄金峡水利枢纽和三河口水利枢纽蓄水,并利用黄金峡水利枢纽坝后泵 站抽干流水通过秦岭输水隧洞黄三段输水至控制闸,大部分水量通过控制闸直接进入秦岭输水隧洞越岭段 送至关中地区,少量水(黄金峡泵站抽水流量大于关中用水流量部分)经控制闸由三河口泵站抽水入三河 口水库存蓄,当黄金峡泵站抽水流量不能满足关中地区用水需要时,由三河口水库放水补充,经坝后电站 发电后进入秦岭输水隧洞越岭段送至关中地区。
第三,复杂地基条件的坝肩稳定问题。从初步设计揭示的地质条件看,三河口大坝基础地质条件非 常复杂,具有构造复杂、裂隙发育的特点。需要研究的坝肩不利组合多,不易确定不利组合面的特点, 坝肩稳定问题相对复杂。
4、关键技术问题
(四)多水源联合调节调度问题
引汉济渭工程建成后,将成为关中地区的骨干水源。供水范围涉及西起宝鸡,东至华阴的整个关中核 心区域,面积1.35万km2。它将和受水区内众多的地表、地下水源联合运用,来满足5个大中城市、12个 中小城市的工业用水和6个工业园区城乡居民的生活用水。根据规划,以引汉济渭工程为龙头,将建成覆 盖关中核心区的关中供水工程系统。为了充分发挥引汉济渭工程的综合效益,保障关中城市群的供水安 全,必须实现引汉济渭和关中当地水源的统一调度和联合调节。
1、工程总体情况
• 秦岭输水隧洞:为引汉济渭工程的输水隧洞,横穿秦岭,地跨陕南、关中两区,连接长江、黄河两大流域 。秦岭输水隧洞进水口与黄金峡水利枢纽泵站出水管道相接,出口位于渭河一级支流黑河金盆水库右侧支 沟黄池沟,主要任务是将黄金峡泵站所抽的水和三河口水利枢纽调节后的汉江水自流送入渭河流域的黄池 沟。该输水洞为明流洞,洞长98.3km,马蹄形断面为6.74*6.74m,比降1/2500 ,设计流量70m3/s。
引汉济渭秦岭隧洞0-1号洞项目富水反坡斜井排水方案研究
– 88 –建筑工程 Architectural Engineering1 工程概况“引汉济渭”为陕西省的“南水北调”工程,是由汉江向渭河关中地区调水的省内南水北调骨干工程,是缓解近期关中渭河沿线城市和工业缺水问题的根本性措施,经总长98.3公里的秦岭隧洞送水至关中。
引汉济渭工程秦岭隧洞(越岭段)0-1号洞工程地处陕西省汉中市佛坪县陈家坝镇小郭家坝蒲河右岸山坡上,洞口设计高程为695.084m,支洞与主洞交汇里程为K13+900,支洞平距1513m,斜长1522.12m,断面尺寸为5.2m×6.0m(宽×高),洞底设计里高程为537.13m,综合纵坡为10.44%。
支洞正常涌水量26562m 3/d,可能出现的最大涌水量53124m 3/d。
2 排水方案2.1 施工排水方案选择原则.经济性原则:在确保洞内涌水及时排出洞外不影响正常施工的前提下,选取维护方便、成本低的方案。
适用性原则:结合工程特点及施工环境等因素选择适用于该工程的排水方案。
2.2 排水方案。
本隧道施工排水按两个阶段考虑:第一阶段为支洞施工时,结合最终确定的主洞排水方案将支洞涌水抽排至洞外污水处理厂;第二阶段为主洞施工时排水。
主洞采用阶梯接力排水至水仓泵站的方式,具体方案如下:将掌子面至主洞水仓泵站间划分为多个排水区段,每区段长约200m,分级将水排至水仓泵站。
在每区段间、错车道下游方向10m范围内设置堵水平台,以抬高水头并防止水回流至下游。
在堵水平台大里程方向安装水泵通过φ150消防水带将水抽到堵水平台小里程方向,让水在排水沟内自流到下一级堵水平台大里程方向进行抽排,逐级抽排到洞内泵站。
在堵水平台处设置消防水管,水管长度根据堵水平台、错车道长度而定,水管数量根据前方涌水量而定。
水引至水仓泵站后,拟采取两种方案排出至洞外涌水处理站:方案一:根据合理经济的抽水扬程在隧道内设置4级水仓泵站,其中支洞内设置3级泵站,桩号分别为斜04+00、斜08+00、斜12+00;主洞内设置1级水仓泵站,桩号为K13+990,将水逐级抽排至洞外。
引汉济渭项目简介
引汉济渭项目简介1工程概况1.1 总体概况引汉济渭调水工程是针对关中地区缺水问题提出的省内南水北调工程的骨干调水线路,也是陕西省委、省政府提出的“两引八库”重点水源工程之一。
是解决陕西省关中地区水资源短缺,有效遏制渭河水生态环境恶化,减轻关中地区环境地质灾害的重点支撑工程,是实现全省水资源优化配置影响长远的永久性措施,是影响全局改变缺水局面的战略性工程,同时也是促进“关中-天水经济区”发展的大型水利工程。
规划的陕西省引汉济渭工程是陕西省省内跨流域调水工程,整个调水工程由三个部分组成,包括黄金峡水利枢纽、三河口水利枢纽、秦岭输水隧洞(黄三段和越岭段)。
调水工程首部黄金峡水库位于汉江上游陕西省洋县黄金峡,尾部秦岭隧洞出口位于西安市周至县马召镇东侧2km处的黄池沟内,规划向关中地区多年平均调水15.0亿m3。
秦岭隧洞进水口位于三河口水库坝后汇流池,出口位于渭河一级支流黑河金盆水库右侧支沟黄池沟内,任务是将汉江流域调出水量自流送入渭河流域关中地区,隧洞为明流洞,全长81.779km,设计流量70m3/s,多年平均输水量15.0亿m3,隧洞平均坡降约1/2500,采用钻爆法+2台TBM法施工,工期6.5年。
1.2 TBM施工段(岭北)工程概况引汉济渭工程秦岭隧洞TBM施工段岭北工程由TBM后配套安装洞(73.4m )、 TBM 主机安装洞(50m )、TBM 步进洞(186.6m )、TBM 始发洞(25m )、TBM 检修洞(30m )、TBM 拆卸洞(50m )和TBM 掘进施工段(7272.517+8855m )组成。
其中TBM 后配套安装洞、TBM 主机安装洞、TBM 步进洞、TBM 始发洞、TBM 检修洞、TBM 拆卸洞采用钻爆法施工,现浇混凝土衬砌。
5号支洞长4595m (平距),斜长4619.97m 。
5号支洞采用无轨运输方式,主要解决中间TBM 长段落施工通风、出渣、检修等问题。
岭北TBM 施工段采用一台Φ8.02m 敞开式 硬岩掘进机施工,支洞固定皮带机+主洞连续皮带机出渣,连续皮带机出渣,模筑衬砌段采用全圆穿行式模板台车TBM 同步衬砌技术。
引汉济渭工程简介(修订)
引汉济渭工程简介引汉济渭工程是解决关中、陕北缺水的战略性水资源配置工程,地跨黄河、长江两大流域,穿越秦岭屏障,分为调水、输配水两大部分。
调水工程主要由黄金峡水库、三河口水库、秦岭输水隧洞组成。
输配水工程由南干线、过渭干线、渭北东干线和西干线组成。
工程调水规模15亿立方米,计划工期78个月。
工程建成后,可满足西安、咸阳、渭南、杨凌4个重点城市及沿渭河两岸的13个县城5个新城和2个工业园区,总计2348万人的生活及工业用水,还将归还被大量挤占的300~500万亩耕地的农用水。
此外,可以有效改变关中超采地下水、挤占生态水的状况,实现地下水采补平衡,防止城市环境地质灾害。
每年增加渭河干流水量7~8亿立方米,从而有效提高渭河纳污能力,维持渭河健康生命,实现人水和谐,为关中—天水经济区发展提供水源支撑。
工程建设也将为陕南带来新的发展机遇,进一步促进陕南经济结构调整转型,密切陕南与关中经济联系。
同时,通过水权置换,在黄河上争取更多用水指标,推动陕北黄河引水工程建设,为陕北国家能源化工基地建设提供水资源保障。
(1)黄金峡水利枢纽黄金峡水利枢纽位于汉江干流汉中市洋县境内黄金峡锅滩下游2公里处,控制流域面积1.7万平方公里,坝址断面多年平均径流量76.2亿立方米。
拦河坝为混凝土重力坝,坝高68米,正常蓄水位450米,总库容2.29亿立方米。
坝后泵站装机功率12.95万千瓦,设计扬程117米。
坝后电站总装机量13.5万千瓦,多年平均发电量3.63亿度。
(2)三河口水利枢纽三河口水利枢纽位于佛坪县与宁陕县交界的子午河峡谷段,在椒溪河、蒲河、汶水河交汇口下游2公里处,控制流域面积2186平方公里,坝址断面多年平均径流量8.7亿立方米。
拦河坝为碾压混凝土拱坝,坝高145米,正常蓄水位643米,总库容7.1亿立方米。
坝后泵站总装机功率2.7万千瓦,设计扬程97.7米。
坝后电站总装机容量4.5万千瓦,多年平均发电量1亿度。
(3)秦岭输水隧洞秦岭输水隧洞全长98.30公里,设计流量70立方米/秒,纵坡1/2500,最大埋深2000米。
引汉济渭工程秦岭隧洞TBM试验段
引汉济渭工程秦岭隧洞TBM试验段(岭南)工程概况
引汉济渭工程秦岭隧洞TBM试验段(岭南)工程(以下称岭南TBM试验段)由TBM后配套安装洞(73.4m)、TBM主机安装洞(50m)、TBM步进洞(186.6m)、TBM始发洞(25m)、TBM检修洞(30m)和TBM掘进施工段(5084.994+13625m)组成。
其中TBM后配套安装洞、TBM主机安装洞、TBM步进洞、TBM始发洞、TBM检修洞采用钻爆法施工,现浇混凝土衬砌。
4号支洞主要解决中间TBM长段落施工通风、出渣等问题。
4号支洞长1601m(平距),斜长1713.43m,坡长38%。
岭南TBM施工段采用一台Φ8.02m敞开式硬岩掘进机施工,支洞固定皮带机+主洞连续皮带机出渣,模筑衬砌段采用全圆穿行式模板台车衬砌。
TBM通过3号支洞运至组装洞室,在洞内组装并完成调试后向出口方向掘进。
3号工区及4号工区弃渣分别弃于蒲河河谷滩地的凉水井渣场与柴家关渣场;预制场利用钻爆法施工弃渣渣顶设置。
本标段施工总体筹划为:利用3号支洞采用钻爆法完成安装洞、步进洞及始发洞施工,同时采用钻爆法施工4号支洞及检修洞;TBM从3号支洞运入安装洞,完成组装、调试,第一阶段TBM掘进至4号洞底的检修洞检修,通风、排水、出渣、进料通过3号支洞完成;然后二次始发,第二阶段TBM掘进至与岭北段相接的拆卸洞,通风、排水、出渣通过4号支洞完成,进料通过3号支洞;TBM拆卸后,由3号支洞运出。
引汉济渭秦岭隧洞工程施工组织设计
目录1 施工组织设计..................................................................................................................... 1-1 1.1施工条件....................................................................................................................... 1-11.1.1工程条件................................................................................................................. 1-11.1.2自然条件................................................................................................................. 1-4 1.2料场选择与开采 ......................................................................................................... 1-131.2.1可研审查意见....................................................................................................... 1-131.2.2料场选择............................................................................................................... 1-131.2.3料场开采............................................................................................................... 1-19 1.3施工导流..................................................................................................................... 1-191.3.1水文特性............................................................................................................... 1-191.3.2导流标准............................................................................................................... 1-20 1.4主体工程施工............................................................................................................. 1-201.4.1概述....................................................................................................................... 1-201.4.2施工支洞............................................................................................................... 1-211.4.3主隧洞工程施工................................................................................................... 1-331.4.4 控制闸工程.......................................................................................................... 1-431.4.5控制闸交通洞....................................................................................................... 1-441.4.6 金属结构安装...................................................................................................... 1-44 1.5施工交通运输............................................................................................................. 1-451.5.1 对外交通运输...................................................................................................... 1-451.5.2 场内交通运输...................................................................................................... 1-47 1.6施工工厂设施............................................................................................................. 1-481.6.1砂石加工系统....................................................................................................... 1-481.6.2混凝土拌和站....................................................................................................... 1-501.6.3综合加工厂........................................................................................................... 1-501.6.4 机械保养厂.......................................................................................................... 1-501.6.5 炸药库.................................................................................................................. 1-511.6.6 施工供风、供水.................................................................................................. 1-51 1.6.1 施工供电.............................................................................................................. 1-51 1.6.8 施工通信.............................................................................................................. 1-52 1.1施工总体布置 ............................................................................................................. 1-52 1.1.1布置原则............................................................................................................... 1-52 1.1.2分区规划............................................................................................................... 1-53 1.1.3土石方平衡及堆渣规划....................................................................................... 1-54 1.1.4工程占地............................................................................................................... 1-55 1.8施工总进度................................................................................................................. 1-56 1.8.1编制依据和原则................................................................................................... 1-56 1.8.2 施工分期.............................................................................................................. 1-57 1.8.3 施工总进度.......................................................................................................... 1-57 1.9主要技术供应 ............................................................................................................. 1-59 1.9.1 主要建筑材料...................................................................................................... 1-59 1.9.2 劳动力供应.......................................................................................................... 1-60 1.9.3 主要施工机械设备.............................................................................................. 1-601 施工组织设计1.1 施工条件1.1.1工程条件1.1.1.1工程地理位置秦岭隧洞工程黄三段为引汉济渭秦岭隧洞工程的组成部分,该工程南起黃金峡枢纽左岸坝后泵站压力管道出水闸,北至三河口枢纽右岸坝下游300m附近的控制闸,全长16.48km。
建设工程施工月报
建设工程施工月报一、工程概况本工程为陕西省引汉济渭调水工程,是一项国家重大水利工程。
工程包括调水和输配水两大部分,调水工程由黄金峡水利枢纽、三河口水利枢纽和秦岭输水隧洞三部分组成;输配水工程由黄池沟配水枢纽、输水南北干线及23条支线组成。
工程旨在从长江流域的汉江引水,穿过近百公里的秦岭输水隧洞,补给到黄河流域的渭河,年均调水规模可达15亿立方米。
二、施工进度1. 黄金峡水利枢纽:主体工程已完成,正在进行附属设施建设。
2. 三河口水利枢纽:主体工程已完成,正在进行附属设施建设。
3. 秦岭输水隧洞:已完成隧道开挖和衬砌,正在进行通风、排水等附属工程。
4. 黄池沟配水枢纽:主体工程已完成,正在进行附属设施建设。
5. 输水南北干线及23条支线:正在进行管道铺设和连接工作。
三、工程难点与科技创新1. 工程难点:本工程施工难度世界罕见,主要表现在地质条件复杂、施工环境恶劣、施工技术要求高等方面。
2. 科技创新:为解决施工中的技术难题,陕西省引汉济渭公司发挥科创平台作用,开展科技攻关项目130多项,申请专利116项。
科技创新在工程中得到了有效应用,有力促进了工程进度。
四、质量与安全1. 质量控制:工程严格按照国家相关标准进行施工,确保工程质量。
同时,加强对施工过程中的监督检查,确保工程质量得到保障。
2. 安全管理:施工现场实行严格的安全管理制度,加强安全培训和教育,提高施工人员的安全意识。
同时,加大安全投入,确保施工现场的安全设施完善。
五、环境保护本工程在施工过程中,高度重视环境保护工作,采取了一系列措施减少对环境的影响,确保工程与生态环境的和谐发展。
六、工程投资截至本月,工程总投资已达到XX亿元。
根据工程进度和计划,预计整个工程总投资将不超过XX亿元。
七、下一步工作计划1. 加快施工进度,确保工程按计划完成。
2. 继续加强科技创新,解决施工中的技术难题。
3. 加强质量管理,确保工程质量达到预期目标。
4. 加强安全管理,确保施工现场的安全稳定。
隧道工程施工进度
进度偏差分析
01 02
开挖进度偏差
由于地质条件复杂,导致部分区段开挖速度减缓,造成了一定的进度偏 差。针对这一问题,已采取加强地质预报、优化爆破参数等措施进行纠 偏。
初期支护进度偏差
初期支护进度基本与开挖进度保持一致,未出现明显的进度偏差。
03
二次衬砌进度偏差
由于材料供应不及时和施工人员不足等原因,导致二次衬砌进度滞后于
隧道工程全线及各标段、工区的施工 情况。
自工程开工之日起至本次汇报之日止 。
02
隧道工程概况
工程地理位置
隧道位置
位于某山脉中部,连接两个重要 城市,是区域交通干线的关键节 点。
周边环境
隧道穿越地区主要为山地,周边 植被茂盛,水系发达,生态环境 良好。
工程地质条件
01
02
03
地质构造
隧道穿越地区地质构造复 杂,存在多条断层和褶皱 ,对隧道施工稳定性影响 较大。
里程碑
表示项目中的重要阶段性成果或重要事件的完成,如隧道主体结构完工、全线 贯通等。里程碑的设立有助于监控项目的整体进度和评估项目的完成情况。
资源需求与配置
资源需求
根据施工进度计划和分项工程施工要求,分析所需的人力 、物力、财力等资源,制定详细的资源需求计划。
资源配置
根据资源需求计划和现场实际情况,合理调配各种资源, 确保资源的充分利用和施工的顺利进行。同时,要关注资 源的动态变化,及时调整资源配置方案。
简要介绍隧道工程的基本情况
本次汇报的隧道工程位于某地区,全长约XX公里,采用XX施工方法进行建设。 工程自开工以来,经过各参建单位的共同努力,已经取得了一定的进展。
汇报范围
本次汇报的主要内容包括
引汉济渭工程前期工作需要研究的问题
〉 〉 〉需要研究的问题
◎ 张克强
引汉济渭工程是针对我省关中严重 缺水问题, 规划提出的一项跨流域调水 工 程 。无 论 从 工 程 规 模 、技 术 难 度 还 是 影 响范围上看, 引汉济渭工程都是我省水 利工程史上一项开创性事业。从长期以 来对引汉济渭研究及勘察设计的成果 看, 引汉济渭工程的建设不存在制约性 的技术障碍, 但仍面临一些具有挑战性 的问题, 笔者认为, 妥当解决和处理好这 些问题, 是引汉济渭工程顺利建设的重 要前提。
2.抽 水 蓄 能 问 题 引汉济渭需要建设黄金峡、三河口 两 个 大 型 水 库 , 两 个 水 库 相 距 17km, 水 位 相 差 190m, 有 可 能 利 用 两 个 水 库 , 结 合泵站建设抽水蓄能电站, 甚至利用两 库建设多处蓄能电站 ( 在库边或下游再 建 上 、下 库) , 使 引 汉 济 渭 工 程 的 功 能 得 到扩充。如结合抽水蓄能电站, 将黄三隧 洞设计成有压输水, 抽水平均扬程和能 耗会有所降低。虽然目前西北电网对抽 水蓄能电站的需求尚不明显, 但随着经 济发展和峰谷电价差的拉大, 结合黄金 峡泵站建设蓄能电站有可能取得一定的 经济效益。因为是否结合蓄能电站对机 组 选 型 、工 程 布 置 等 均 有 直 接 影 响, 在 泵 站设计中有必要对可能成立的各种方案 进行充分论证比较。
地质问题, 如果掘进中途出现严重问题, 将给整个工程工期和投资造成严重影响。
3.施 工 环 境 控 制 措 施 由于超长、大埋深, 隧洞建设中的普遍 性问题表现在秦岭隧洞上即可能成为复杂 问题。由于地面水系复杂, 洞线穿越多处地 质构造带及透水岩层, 较大量的涌水甚至 突然涌水是秦岭隧洞必须警惕的问题。此 外, 施工热害是秦岭隧洞要面对的另一个 特殊问题。据预测深埋段岩层基础温度约 32℃, 加上施工过程产热, 将使洞内气温处 于较高水平, 对施工造成影响。为此, 必须 采取有效控制环境温度措施。 4.衬 砌 结 构 设 计 衬砌结构对工程造价和施工工期均 会 带 来 重 要 影 响 。在 安 全 可 靠 的 前 提 下 , 对衬砌结构进行优化, 特别是合理简化 地质条件较好段落的衬砌, 是引汉济渭 秦岭隧洞工程要重点研究的问题之一。
施工进度分析报告
进度分析报告一、工程概况大河坝至汉江黄金峡交通道路工程是陕西省引汉济渭工程的前期工程,是一条专用交通道路。
道路始于西汉高速公路大河坝立交收费站出口,平行于西汉高速公路,至沙坪水库向西南偏移,采用隧道方案穿越兰家山,于东沟口出隧道,沿东沟口、良心河至汉江黄金峡水电枢纽大坝。
我单位承担的工程全部位于洋县境内,是陕西省引汉济渭前期工程的一部分,沿东沟口、良心河至汉江黄金峡水电枢纽大坝。
道路工程路线全长6.256km,大桥一座,中桥三座,涵洞17座.二、项目部人员以及主要进场机械项目部现有管理人员15人,辅助人员12人,主要部门有工程技术部、质量安全部、综合部、财务部、工地试验室。
生产部门主要有机械队、拌和站33人、路基工程三个施工队35人、桥梁工程两个施工队68人、防护工程四个施工队132人、梁场施工队30人。
投入施工的主要机械设备有挖掘机10台,装载机4台,压路机2台,推土机1台,自卸汽车20辆,砼运输车4辆,50强制拌和机一台、30强制拌和机一台、砂浆搅拌机6台、自行潜孔钻2台、空压机8台、变压器一台、发电机15台、交通运输车8辆等。
三、工程费用1、原来合同价款4020万元,实际应为3949万元;2、按合同内已有的单价,图纸中的工程量,招投标的计算规则,工程费用是4870万元;3、按合同内能够使用的单价,合同内没有的单价,按照《陕西省水利水电建筑工程预算定额》、交通部《公路工程预算定额》及配套定额文件计算单价,按照监理单位、施工单位共同测得的程量,已完成意外工程费用745万元。
四、截止6月25日完成情况1、路基工程合同价款2950万元,完成价款2803万元,完成比例95%;2、桥涵工程合同价741万元,完成价款240万元,完成比例32%;3、其他费用合同价61万元,完成48万元,完成比例79%;4、不可预见费等合同价250万元,完成意外工程费用745万元;5、综上所述,合同总价4020万元,完成总价3836万元,完成比例97%。
引汉济渭工程秦岭隧洞主要工程地质问题分析研究
调 水工 程之 一 , 即从 秦 岭 南 侧 的汉 江 向秦 岭北 侧 的渭
河 调 水工程 。本 工程 地跨长 江 、 黄 河两 大流域 , 穿 越秦 岭屏 障 , 主要 由黄金 峡 水利 枢纽 、 秦 岭 输水 隧洞 ( 以下 简称 秦岭 隧洞 ) 和 三 河 口水 利 枢 纽 等 三 大 部 分 组 成 。 秦岭 隧洞位 于 陕西省佛 坪县 、 宁 陕县及 周至县 境 内 , 穿 越秦 岭分水 岭 , 长达 8 1 . 7 7 9 k m, 设计流量 7 0 . 0 i n / s 。 过水 断面采 用钻 爆法 和 T B M 法 施工 。其 中 T B M 法 施
铁
68
道
建
筑
Ra i l wa y En g i n e e r i ng
文章 编号 : 1 0 0 3 — 1 9 9 5 ( 2 0 1 3 ) 0 4 — 0 0 6 8 — 0 3
引 汉 济 渭 工 程 秦 岭 隧 洞 主 要 工 程 地 质 问题 分 析 研 究
李 立 民
褶 皱主 要有 4条 , 为 佛坪复 背斜 、 极房 子一小 王涧复 式 向斜 、 黄 石板 背斜 、 高桥一 黄桶梁 复式 向斜 。
1 秦 岭 隧 洞 的 地 质 特 征
1 . 1 地 形 地 貌
秦 岭 隧洞 位 于 秦 岭 山 区 , 区 内 山峰 高 耸 , 沟壑 纵
横, 横 穿秦 岭 山脉 , 隧 洞埋 深 普 遍 较 大 , 大 多在 6 0 0 m
关键 词 : 引汉济渭 工程 秦岭 隧洞 工程 地质 问题
中图分 类号 : U 4 5 3 . 6 1 ; T V 2 2 1 . 2 文献标 识码 : A D O I : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 3 — 1 9 9 5 . 2 0 1 3 . 0 4 . 2 1
陕西省引汉济渭工程建设与管理浅析
一
、
研 究 背 景
③经济效益 : 引汉济渭工程的供
水 经 济 效 益 通 0年 工 业 供 水 量 为 1 1 . 2 7亿 m .水 源 工 程 供 水 效 益 为 8 6 . 6 4亿 元 ;生 活 及 生 态 供 水 效 益 2 0 3 0年 城 镇 生 活 供 水 量 为 2 . 6 9亿 m , 效 益为 2 0 . 7 2亿元 。
配套 工 程 的合理 与 完善 . 应 改变 我 国 以往 水利 工 程建 设 中存 在 的 重 主体 、 轻配套 的情 况 。
④ 社会效益 : 工 程的实施 , 在 考
虑人 1 2 I 增 长 的情况 下 , 关 中人 均 占有
水 资源量 和人 均用水 量 均有所 提升 。
理 体 制 的 建 立 应 确 定 为 在 服 从 公 益 性 目标 的 基 础 上 而 满 足 经 营 性 的要 求 。基 于此 , 将 引汉 济 渭 工程 的项 目 类别 确定 为准公 益 性 。
机构 实 现统 一调 度 . 统 一 规 划 和 管 理
水资 源 , 优化水 资源 配置 。
1 . 引汉济渭工程概况
引 汉 济 渭 工 程 是 目前 陕 西 省 水 利 项 目 中投 入 最 大 的 .工 程 涉 及 黄 河 和 长 江 两 大 流 域 .行 政 区 划 涉 及 整 个 关
特 别 关 注
C H I N A WA T E R R E S OU R C E S 2 01 3 . 2 0
陕西省引汉济渭工程建设与管理浅析
原 博
( 陕西省水 利 电力勘 测设 计研 究院 , 7 1 0 0 0 1 , 西安 ) 关键 词 : 跨 流域调 水工程 ; 引汉济 渭工 程 ; 建 设 与 运 行 管 理 中图分类 号 : T V 6 9 8 . 2 + F 0 4 5 . 6 文献标 识码 : B 文章 编号 : 1 0 0 0 — 1 1 2 3 ( 2 0 1 3 ) 2 0 — 0 0 2 4 — 0 2
引汉济渭秦岭隧洞涌水突泥段施工总结
( 6 ) 止浆蜷 在碴体下部牢 固处施做第一 节止 浆墙 ( 墙 高4 m, 墙 厚 2 m , ) 。外 墙 采 用 钢 模 板 支 立 , 钢 模 板 要 求 顺 直 , 对 漏 浆 处 对主洞下游两侧边墙各施 做了一次掌子面红外探水 。 预报成果见 要及时进行封堵 。止浆墙外墙坡度暂定为 1 :0 . 2 5 , 内墙坡度 可 表1
程
场 ,泵送入模; ( 7 ) 接茬筋 : 在第一层止浆墙施工至设计标高后在混凝土 初 凝前在与第二 层止 浆墙接茬处预 留中2 2 钢筋 , 长度 8 0 c m, 外露 长度 4 0 c m,间距 3 0 c m。
HW- 3 0 5型红 外探测仪
,
开挖段及掌子面地下水发育 开挖段为 石英岩及片麻岩 情况 预报里程 K2 6 +7 6 1 ~ K2 6 + 7 9 1 ,共 3 0 m
关键词: 引汉 济 渭秦岭 ; 隧洞 涌水 突泥段 ; 工程施 工 ;
1 . 工 程 概 况
引汉济渭秦岭隧洞3 号试验洞主洞勘探试验 段与 支洞夹角为
2 . 2 1第一 层止 浆墙 施 工
( 1 ) 回填 反 压 : K2 6 + 7 2 0 ~K2 6 + 7 5 2 段 加 强 支 护 过 程 中暂 时
现 目前碴体 脚处 的里程为K 2 6 + 7 5 0 ) , 3 7 。3 1 4 5 , 试 验 段 围岩 分 为 1 1 I 、Ⅱ类 , 主 洞 内里 程 K2 6 +1 8 0 不对掌 子面碴体进行扰动 ( 和 K2 5 + 7 8 4 各设有一处 泵站 , 隧道坡度 为1 / 2 5 2 7 。2 0 1 1 年1 O 月 在加强支护施做完成后利用上游洞渣反压掌子面附近碴体使其更 反压情况视碴体和溃 口变化而定 , 如碴体 有向外移动的 2 3 E l 下游 爆破后 , 里 程K2 6 +7 6 0 掌子面拱顶位置突然 出现 突泥 加稳定 , 迹象立即停止施压; 涌水 ,出水 裂隙倾角 3 0 。 ~4 5 。,裂隙宽度约为 2 5 c m。自裂 ( 2 ) 掌子面碴体注 浆: 在碴体 内插 入注 浆管 , 浆液采用 1 : 0 6 隙处 涌出石屑及伴随孤石 , 经估算此 时突泥涌水量约 1 0 0 m3 / h 。 自1 O 月2 6日至 1 0 月3 1 E t 间在清淤过程 中共发生 四次较 大溃 口 水灰 比水泥浆液 ( 必要时根据试验确定 ) 。
敞开式TBM安全快速通过隧洞强岩爆地层施工技术——以引汉济渭工程
收稿日期:2019-03-25;修回日期:2019-06-13作者简介:薛景沛(1977 ),男,河南唐河人,1999年毕业于西南交通大学,隧道及地下工程专业,本科,高级工程师,主要从事盾构㊁TBM 施工管理工作㊂E-mail:157825@㊂敞开式TBM 安全快速通过隧洞强岩爆地层施工技术以引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM 施工段为例薛景沛(中铁隧道股份有限公司,河南郑州㊀450001)摘要:岩爆为深埋隧洞施工的主要灾害之一,为有效解决敞开式TBM 在强岩爆地层施工中安全风险高㊁效率低这一核心问题,依托引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM 段在岩爆防治措施上的多年实践与研究,形成具有针对性的强岩爆防治技术体系㊂研究结果表明:1)引进微震监测岩爆超前预测系统后,通过监测实施过程中数据的不断分析与修正,能大致推断出掌子面前方约15m 范围内围岩可能出现的岩爆等级;2)采取合理的超前钻孔应力释放预处理措施,可以降低围岩出露TBM 护盾后岩爆发生的规模与频率;3)通过对治理工艺进行优化,可实现高岩爆风险区围岩的快速封闭;4)采用合理的支护材料,能有效防止滞后性强岩爆对初期支护体系的破坏㊂系统的防治体系有助于强岩爆地层的施工安全管控,也可达到加快施工进度的目的,对类似工程具有一定借鉴意义㊂关键词:隧洞;敞开式TBM;强岩爆;防治措施;岩爆预测;超前预处理DOI :10.3973/j.issn.2096-4498.2019.06.012文章编号:2096-4498(2019)06-0989-09中图分类号:U 455.4㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:B开放科学(资源服务)标识码(OSID ):Construction Technology of Open TBM Safely and Rapidly Pass throughStrong Rockburst Formation of Lingnan Section on Qinling Tunnel ofHanjiang River-Weihe River Water Conveyance ProjectXUE Jingpei(China Railway Tunnel Stock Co.,Ltd.,Zhengzhou 450001,Henan ,China )Abstract :The rockburst is one of the major disasters in deep tunnel construction.Hence,the safety and efficiency ofopen TBM boring in strong rockburst formation should be ensured.A targeted technical system of strong rockburstprevention and control is formed based on years of practice and research on the prevention and control measures forrockburst in Lingnan TBM section of Qinling Tunnel of Hanjiang River-Weihe River Water Conveyance Project.Thestudy results show that:(1)The possible rockburst level within 15m ahead of tunneling face can be roughly deduced byusing microseismic monitoring rockburst advanced prediction system and continuous analysis and correction of themonitoring data.(2)The scale and frequency of rockburst after TBM passing through can be reduced by adoptingrational pre-drilling stress release pretreatments.(3)The rapid sealing of the surrounding rock in the high rockburst risk zone can be realized by optimizing the treatment process.(4)The damage of primary support induced by hysteresis rockburst can be prevented by using proper supporting materials.The prevention system contributes to the constructionsafety control of the strong rockburst formation,and can also reduce the construction schedule.The results can providereference for similar projects in the future.Keywords :tunnel;open TBM;strong rockburst;control measures;rockburst prediction;advanced pretreatment0㊀引言随着地下工程施工技术的飞速发展,TBM 被越来越多地应用于长大隧道施工中㊂大埋深㊁高地应力地质条件下,岩爆的预防与治理显得尤为重要㊂文献[1-3]对国内外岩爆研究现状和岩爆特征㊁预测等进行了深入的研究㊂张斌等[4]提出了钻屑法隧道建设(中英文)第39卷㊀或岩芯饼化率法㊁地震波预测法㊁声发射(A-E)法等岩爆预测方法和相关防治措施㊂张秉鹤[5]对浅埋洞段岩爆发生的机制进行了阐述并提出防治措施㊂冯建军[6]描述了隧道岩爆特征:岩爆声响既发生在掌子面也发生在岩体内部,轻微岩爆的声响较为清脆,可听到 啪㊁啪 嘎㊁嘎 的声响;强烈岩爆的声响较为沉闷,类似于 嘭㊁嘭 并夹有 啪㊁啪 的声响㊂何满潮等[7]利用自行设计的深部岩爆过程试验系统,对大埋深㊁高地应力作用下的花岗岩岩爆过程进行了试验研究,根据试验结果将花岗岩岩爆分为滞后岩爆㊁标准岩爆和瞬时岩爆㊂罗志虎等[8]结合锦屏二级水电站,针对TBM施工中的岩爆问题进行了分析,并提出较好的治理措施㊂综上,国内外学者在岩爆防治㊁施工处理等方面提出了一些较好的建议,但关于强岩爆地层处理措施的研究却稍显不足,尤其是针对敞开式TBM的强岩爆治理㊂由于TBM设备自身的局限性,主动防护措施实施难度较大,加上目前岩爆超前预测技术还处于探索时期,在发生强烈或极强岩爆的情况下,会由于预测准确率不足或未能及时实施超前预处理,导致支护强度不足和支护不及时的问题,严重影响施工进度与成本㊂本文以引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM施工段为依托,对敞开式TBM在强岩爆地层的施工技术进行研究,探索合适的技术手段,以期解决TBM安全㊁快速通过强岩爆洞段的问题㊂1㊀工程概况引汉济渭工程是针对关中地区缺水问题提出的陕西省内南水北调工程的骨干调水线路工程,是促进 关中 天水经济区 发展的大型水利工程㊂引汉济渭工程岭南TBM标段位于陕西省宁陕县四亩地镇境内,全长18.275km,设计流量70m3/s,多年平均输水量15亿m3;隧洞平均坡降为1/2500,采用敞开式TBM掘进施工,横断面为圆形,直径8.02m㊂工程位于秦岭岭脊高中山区,地形起伏,高程范围为1050~2420m,洞室最大埋深约2012m㊂工程范围内主要涉及到的地层为下元古界长角坝岩群黑龙潭岩组石英岩㊁印支期花岗岩㊁华力西期闪长岩以及断层碎裂岩㊁糜棱岩㊂掘进段穿越石英岩㊁花岗岩及闪长岩约占围岩总量的75%以上㊂最大水平主应力S H为16.11~23.7MPa,最小水平主应力S h为10.11~ 15.41MPa,最大水平主应力方向为N30ʎ~46ʎW(与隧洞轴线夹角为65ʎ~81ʎ),优势作用方向为北西向[9]㊂深钻孔地应力实测结果表明,三向主应力的关系为S H>S h>S v(垂直主应力),具有较为明显的水平构造应力作用,地应力值较大㊂在大埋深条件下,由于隧洞的开挖,洞室附近产生应力集中,具备发生岩爆的应力条件㊂2㊀工程区域岩爆情况引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM施工段由于隧洞埋深大㊁地应力高㊁岩石完整性好,在TBM第1掘进段共计8521m的洞段施工过程中,发生不同规模岩爆304次,岩爆段长度合计3549m,占掘进总长的41.6%㊂其中,大部分岩爆为轻微至中等程度,强烈与极强岩爆(以下简称强岩爆)共发生9次㊂总体岩爆分布情况见表1㊂表1㊀岭南TBM施工段强岩爆发生段统计表Table1㊀Statistics of occurrence of strong rockburst of Lingnan TBM construction section桩号部位最大单块岩石尺寸/(mˑmˑm)一次爆落岩石量/m3岩爆爆坑深度/m爆落岩石岩性埋深/m岩爆等级K28+571~+57611点 1点半 2.4ˑ1.1ˑ0.534 1.5石英岩539强烈K29+028~+03510点 1点半 1.2ˑ0.6ˑ0.412 1.2花岗岩夹石英岩619强烈K33+653~+66711点 2点 1.4ˑ0.5ˑ0.427 2.1石英岩㊁石英片岩1205极强K33+675~+68212点 2点半 1.7ˑ1.1ˑ0.433 1.8花岗岩夹石英岩1216强烈 极强K33+850~+86011点 2点半 1.4ˑ0.5ˑ0.416 1.8花岗岩夹石英岩1325强烈 极强K34+091~+09910点 2点 1.1ˑ0.4ˑ0.222 2.0花岗岩夹石英岩1243强烈 极强K34+119~+13011点 1点半 1.1ˑ0.8ˑ0.317 1.9花岗岩夹石英岩1271强烈K35+517~+52311点 1点半 1.2ˑ0.6ˑ0.49 1.4花岗岩夹石英岩1310强烈K36+601~+60911点 1点半 2.0ˑ1.1ˑ0.3 5.5 1.7花岗岩夹石英岩1440强烈2.1㊀强岩爆特征与规律1)岩爆部位㊂强烈岩爆多发生在距离掌子面2倍洞径范围内,岩爆声较沉闷,如轰雷声,主要集中在拱部120ʎ范围内;岩爆掉块后塌坑深度为0.7~3m,边墙出现概率约为20%,底板偶有出现;极强烈岩爆会导致整个拱部及边墙岩体破坏,距离掌子面5倍洞099㊀第6期薛景沛:㊀敞开式TBM安全快速通过隧洞强岩爆地层施工技术 以引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM施工段为例㊀径内的岩体均会受到影响,岩体塌腔深度超过3m㊂此外,当岩爆地段存在长大节理发育情况时,岩爆规模与等级较大,围岩坍塌严重,滞后性岩爆发生的概率也随之增大㊂2)岩爆时间㊂强烈岩爆一般在开挖揭示后48h 左右应力释放才完成,其中24h内居多;部分强烈岩爆滞后时间难以确定,短则三四天,长则上月㊂3)地质条件㊂当围岩抗压强度在100~200MPa 时,发生岩爆的概率较大㊂其中,岩体强度在130~170 MPa(隧洞垂直埋深1200m左右)时,岩爆发生频率与等级较高;低于100MPa时,岩爆较少,多以轻微岩爆为主;超过200MPa时,岩爆概率降低,以轻微岩爆为主㊂在长大节理较发育时岩爆较多;整体完整性较好时,爆落块石以扁平状为主;长大节理轻微发育时,爆落块石以节理切割块状为主;岩体出现基岩裂隙水㊁涌水时,基本无岩爆发生;岩体脆性较大时,岩爆规模相对较大㊂4)其他特征㊂隧洞开挖㊁支护㊁仰拱等施工扰动可能导致围岩应力的重新分布;高压水冲洗岩体有利于应力的快速调整与释放㊂2.2㊀岩爆对施工造成的影响1)对施工人员安全的影响㊂岩爆多发生在拱部120ʎ范围内,平台上部作业人员较多,发生岩爆会对作业人员造成很严重的伤害㊂2)对设备的影响㊂虽然TBM相关设备已经进行了防护,但若岩爆规模较大,一般的防护措施不能起到很好的防护效果,机械设备也将面临砸坏的风险,需要维修或重新购买配件更换,进而影响工期㊂现场照片如图1所示㊂3)岩爆对初期支护体系的影响㊂部分滞后时间较长的岩爆在初期支护已经完成后发生,对已完成支护造成破坏,需要对其重新进行施工,增加了工程量和施工成本㊂现场照片如图2所示㊂3㊀强岩爆治理技术流程从岩爆定义可以看出,岩爆是结果,围岩破坏和微震是原因㊂因此,采取以下措施对岩爆进行治理:1)采取部分超前措施降低能量释放的强度;2)为降低安全风险通过加强初期支护进行防治[10]㊂在强岩爆地层,应坚持先预测后施工的原则,通过预测分析确定岩爆等级,据此确定掘进参数㊁超前支护与后续初期支护措施㊂首先,在强岩爆段严格控制TBM推进速率,以最大限度地减缓与降低应力重分布带来的应力聚集;其次,进行岩体地应力能量的预释放,根据地质分析及地应力检测数值分析等,确定应力集中和能量集中较大的部位,确定超前应力释放孔的位置及其优化布置参数,实施超前应力释放;最后,开挖后围岩出露护盾后应制定针对性支护方式,优化支护措施,避免或降低岩爆的发生风险㊂如采用纳米仿纤维混凝土㊁柔性钢丝网㊁预应力锚杆㊁消能锚杆㊁消能钢拱架等新材料,尽可能地吸收岩爆破坏时释放的能量,进而有效控制岩爆[11]㊂(a)岩爆砸坏锚杆钻机(b)岩爆砸损L1区主机平台图1㊀岩爆砸损TBM附属设备Fig.1㊀TBM auxiliary equipment damaged by rockburst(a)岩爆造成网片脱落(b)岩爆造成拱架下沉图2㊀岩爆破坏初期支护体系Fig.2㊀Primary support system damaged by rockburst199隧道建设(中英文)第39卷㊀3.1㊀岩爆预测岩爆多发生在硬质岩中,发生部位主要以拱部㊁左右侧墙居多㊂岩爆的预测在现阶段仍在继续研究中,通过锦屏二级电站及引汉济渭工程的实践情况来看,目前较好的岩爆预测手段是微震监测系统[12-13]:在不同隧道(洞)工程中,通过在滞后掌子面一定距离位置处打孔安设传感器,然后通过光纤传输数据至数据处理中心,利用电脑结合人工分析收集到的微震事件㊂利用微震监测系统可监测岩体内部的微破裂,运算分析岩体蓄能情况,实现未开挖岩体岩爆应力集中范围㊁岩爆强度的预测(目前对岩爆发生准确时间还难以预测),并将所预测的岩爆可能性按轻微岩爆㊁中等岩爆㊁强烈岩爆㊁极强岩爆4个等级进行划分,具体划分标准见表2㊂表2㊀岩爆等级超前评判与划分标准Table2㊀Advance evaluation and classification standard forrockburst level岩爆等级频次矩震级能量/(ˑ104J)超标准事件分布范围/m超标准事件数量轻微㊀<10㊀<1.0㊀<3㊀>300~3中等10~30 1.0~2.53~1020~30>3强烈30~60 2.5~3.510~8010~20>8极强㊀>60㊀>3.5㊀>80㊀<10>15㊀注:1)8m左右洞径的花岗岩地段大致可参照上表对岩爆规模进行初步判别,但还需结合岩体的倾向性指标及水文地质㊁节理发育情况来综合考虑与校正;2)对于不同的工程,由于各项边界条件的不同,微震监测评估标准也存在一定差异,需要在实际过程中对数据进行不断修正,找到最合适的评判标准;3)上述指标中,如分析评估出现冲突,其岩爆等级的评估优先级为能量>矩震级>频次>超标准事件数量>超标准事件分布范围㊂3.2㊀超前预处理措施强岩爆对施工人员及施工设备的威胁最大,通常需要等待岩爆应力释放后再进行支护㊂在隧洞开挖之前,应根据微震监测或应力测试等所预测出的岩爆规模㊁等级及应力集中部位,针对性地采取超前应力释放措施㊂由于TBM施工超前应力释放措施实施难度较大㊁用时长,一般岩爆等级较小时不宜采用;在强烈岩爆地段,可利用超前钻机通过紧贴护盾实施钻孔(10~ 25m),或在刀盘正前方手持风钻打孔(3~5m),必要时可在钻孔内实施爆破㊂具体操作方案如下㊂1)方案1㊂利用TBM设备上自带的超前钻机进行钻孔,钻孔范围为拱部120ʎ,外插角15ʎ,从护盾位置向掘进断面外圈扩散,钻孔深度为15~25m,孔径为89mm;钻孔内装药进行爆破,从而在刀盘前方未开挖岩体中形成破碎区,实现应力的提前释放㊂方案1示意图如图3所示㊂(a)(b)图3㊀TBM护盾尾部超前应力释放孔布置示意图Fig.3㊀Advance stress release hole of TBM within120ʎof shield tail 2)方案2㊂在刀盘正前方人工手风钻钻孔,操作平台为刀盘与主轴承之间的隔舱,隔舱宽度为80 cm㊂手风钻架设后通过刀孔㊁人孔向掌子面正前方施钻,施钻时需要临时拆除部分滚刀㊂根据现场情况,从刀盘圆心位置开始直径2.5m范围内具备操作空间,在不拆除中心刀的情况下,9 24号滚刀刀孔与4个人孔可以进行钻孔,钻孔数量约20个,孔径50mm,孔深正常为5m,扣除刀盘厚度1m,有效孔深为4m,必要时可通过加接钻杆的方式增加孔深;超前应力孔按照每m2节药卷的方式间隔装药㊂方案2示意图如图4所示㊂以上2种超前应力释放方式对比分析见表3㊂需要说明的是,如岩爆规模较大,刀盘内短距离超前应力释放不能满足要求时,可以利用TBM设备自带的超前钻机进行超前深孔应力解除工作㊂但由于超前深孔应力释放效率极低,同时应力解除爆破后不利于断面自身的稳定,一般情况下不推荐使用㊂3.3㊀针对性治理措施研究超前应力释放完成后,可开展TBM慢速掘进工作,掘进过程中需要及时实施护盾后相应的岩爆治理措施㊂3.3.1㊀强烈岩爆治理强烈岩爆可按照围岩出露护盾前岩爆与出露护盾后岩爆2种情况进行考虑,防治流程如图5所示㊂299㊀第6期薛景沛:㊀敞开式TBM 安全快速通过隧洞强岩爆地层施工技术 以引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM 施工段为例㊀(a)(b)图4㊀TBM 刀盘隔舱内超前应力释放孔布置示意图Fig.4㊀Advance stress release hole of TBM cutter chamber表3㊀超前钻孔应力释放方式对比分析表Table 3㊀Comparative analysis of advance drilling stress releasemodes钻孔应力释放方式优点缺点㊀超前钻机钻孔应力释放㊀1)一次性钻孔深度能够保障;2)孔径大,应力释放效果较好㊀1)单工序作业(占用整个L1区施工平台,初期支护工作停止);2)单循环工期长:在围岩强度180MPa 左右的情况下,拱部120ʎ范围内钻孔12个(孔深25m),加上锚杆钻机及超前钻机拆装时间,每循环共计25m(有效支护长度19m)的超前应力爆破施工时间为12d;3)掘进断面周圈爆破后成为了结构的薄弱点,可能加剧拱部围岩掉块,拱部初期支护强度需要加强㊀人工刀盘内钻孔应力释放㊀1)效率高:隔舱内可同时架设2把手风钻,如孔深4m,孔径50mm,1d 之内完成钻孔;2)对TBM 自身设备影响小,无须拆装锚杆钻机等支护设备,钻孔应力释放期间初期支护可同步开展㊀1)一次性钻孔深度不能保证;2)超前孔孔径小,应力释放效果不佳图5㊀强烈岩爆防治工艺流程图[14]Fig.5㊀Flowchart of strong rockburst prevention and control technology [14]399隧道建设(中英文)第39卷㊀3.3.2㊀极强岩爆段的处置极强岩爆风险极大,目前在应对极强岩爆方面经验较少,稍有不慎将导致灾难性后果㊂在极强岩爆地段,应遵循 前方地质不探明不开挖㊁施工方案未充分论证不开挖㊁后部支护体系不稳固不施工 的原则进行防治,其工艺流程如图6所示㊂图6㊀极强岩爆防治工艺流程图Fig.6㊀Flowchart of extremely-strong rockburst prevention and control technology3.4㊀掘进控制措施强烈岩爆段掘进宜选择低转速㊁中推力㊁高转矩掘进参数;极强岩爆地段一般需要停机进行支护㊂强烈岩爆掘进参数建议值为推力8500~11000kN,转速3~3.5r /min,转矩1550~1850kN㊃m,速度1.2~1.6m /h㊂在强岩爆洞段,由于围岩强度大㊁地应力高,TBM 掘进的扰动会诱发岩爆,为降低对围岩的扰动,TBM 掘进参数应较非岩爆洞段小㊂4㊀强岩爆治理技术分析4.1㊀当前较为合适的岩爆治理工艺与材料1)喷水㊂喷水软化围岩是一项经济㊁有效的应力释放施工工艺,它是在隧洞掘进围岩出露护盾后,利用TBM 设备喷水系统向掌子面以及拱部180ʎ范围内喷射一定量的高压水㊂一方面,喷水软化周边围岩,降低岩石单轴抗压强度,从而有效地降低岩爆发生的几率和等级;另一方面,在具备岩爆的高埋深条件下,隧洞地温一般较高,同时TBM 设备运转将导致隧洞温度的进一步升高,围岩一般具有热胀冷缩的特性,及时喷洒冷水可以降低周边围岩的地温场,从而控制岩石在开挖后的过度膨胀,以达到降低岩爆发生几率和等级的目的㊂喷水工序在围岩出露后立即实施,连续喷水时间根据岩爆等级进行选择,轻微岩爆一般为2h,中等岩爆一般为4h 以上㊂2)预应力锚杆㊂涨壳式预应力注浆锚杆与砂浆锚杆相比,能大幅度缩短支护时间,现场作业人员短时间内即可完成锚杆支护环节,在岩爆发生之前施加预应力,可有效减少因岩爆造成的掉块㊁剥落现象,同时也遏制了岩爆程度向不良的趋势发展,在岩爆地段施工中能够发挥很好的作用㊂在岩爆稳定后,利用锚杆钻机实施钻孔,然后安装涨壳式预应力中空注浆锚杆(见图7),锚杆长度根据岩爆等级不同采用2.5~4.5m,本工程采用的锚杆直径为25mm㊂3)柔性钢丝网㊂柔性钢丝网(见图8)为全断面整张铺设,其采用锚杆锁固并被喷射混凝土覆盖后增加了锚网喷结构的整体性,从受力角度分析,效果较好㊂图7㊀涨壳式预应力中空注浆锚杆Fig.7㊀Shell expansion prestressed hollow grouting bolt499㊀第6期薛景沛:㊀敞开式TBM 安全快速通过隧洞强岩爆地层施工技术 以引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM 施工段为例㊀图8㊀柔性钢丝网Fig.8㊀Soft wire mesh4)纳米仿纤维喷射混凝土㊂开挖揭示后裸露围岩应及时喷射高强度混凝土进行封闭,传统的喷射混凝土存在一次喷射厚度较薄,回弹率较大,凝结时间长,强度不高,抗压㊁抗折强度低等缺点,难以满足岩爆段支护要求㊂采用纳米仿纤维喷射混凝土(见图9),其回弹率减少至12%(普通喷射混凝土回弹率一般接近20%),并且可以短时间内实现喷射混凝土厚度大幅度增加,轻微岩爆破坏喷层发生掉块㊁剥落的现象也大大减少㊂通过现场检测可知,喷射混凝土与周围岩石的黏结强度大大提高,综合回弹率为8%左右;喷射混凝土支护快,可在2min 内终凝,20min 内产生强度,2h 内强度达到3MPa 以上,1d 强度达到16MPa(普通C20喷射混凝土28d 强度达到20MPa 以上);一次喷射混凝土厚度显著增加,可达35cm 以上㊂(a)仿纤维(b)喷射效果图图9㊀纳米仿纤维喷射混凝土Fig.9㊀Nanometer fiber-like sprayed concrete5)消能锚杆㊁拱架㊂在强岩爆地段,可能出现岩爆发生规模超过预期的情况㊂当支护体系全部完成后,如产生滞后性强岩爆,有可能破坏现有支护体系,因此,有必要在强岩爆地段安装部分消能锚杆(见图10)或消能钢拱架,以抵抗与缓冲岩爆一次性较大能量㊂消能锚杆与钢拱架中部需要单独设计成弹性连接,其连接方式要根据消能大小进行计算㊂(a)消能锚杆构造简图(b)消能锚杆实物图图10㊀消能锚杆Fig.10㊀Energy dissipation bolt6)径向应力释放孔㊂径向应力释放孔需要在岩体露出后采用锚杆钻机实施,其对于轻微至中等岩爆具有较好的抑制作用;在强岩爆地段,径向应力释放孔目前的作用还不够明显,需要继续研究论证㊂一般强岩爆地段释放孔深度需达到2m 以上,布置在拱部120ʎ范围内,采用梅花形布置,应力集中部位适当加密布置㊂4.2㊀超前治理技术分析对TBM 施工而言,强岩爆地段应采取一定的超前治理,增加主动防治的占比㊂加大刀盘喷水㊁放慢掘进速度㊁调整掘进参数㊁超前应力解除爆破㊁超前锚杆等都是主动防护措施,且都起到了很好的效果㊂目前,国内外对于强岩爆的超前治理技术还处于摸索之中,如何尽可能对岩爆实现超前处理是一项难题㊂现阶段结合微震监测系统对岩爆等级进行了超前评判,但根据该系统在锦屏二级电站及引汉济渭工程的实际运用来看,现场多期预测比对验证后统计其预测准确率约为599隧道建设(中英文)第39卷㊀75%,还不能准确㊁详细评估各项超前应力解除方法实施后能量㊁应力调整及对比关系,因此,现阶段只能通过不断验证和总结规律来提高预测准确率,从而实现对超前应力解除效果的分析和评估;此外,现场可以通过经验观察法对超前应力解除效果进行直观评价㊂超前应力解除作为超前治理技术的核心,其形式较为多样,如利用手风钻㊁超前钻机施作应力释放孔,或者直接采用小导洞进行超前应力解除,均具有一定的合理性,如何选取需根据实际岩爆蓄能情况和施工组织综合考虑和分析㊂5㊀结论与讨论本文通过对引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM施工段强岩爆地段施工措施的研究和分析,认为在强岩爆洞段应按照 超前探㊁短进尺㊁强支护㊁勤量测 的施工原则,遵循 前方地质不探明不开挖㊁施工方案未充分论证不开挖㊁后部支护体系不稳固不施工 的原则进行防治㊂主要分析和研究结论如下㊂1)岩爆预测㊂目前较为有效的岩爆超前预测手段为微震监测系统,利用该系统监测岩体内部破裂情况,并对岩体蓄能情况进行运算分析,将所预测的岩爆可能性按轻微岩爆㊁中等岩爆㊁强烈岩爆㊁极强岩爆4个等级进行划分,基本可作为制定岩爆防治措施的依据㊂2)岩爆超前预处理措施㊂根据微震监测系统所预测的岩爆规模㊁等级及应力集中部位,可通过刀盘隔舱内人工手持风钻对掌子面打孔(3~5m)或利用超前钻机通过紧贴护盾对开挖外轮廓实施钻孔(10~25 m),提前对掌子面前方围岩进行应力释放,降低岩爆等级与规模㊂另外,可通过合理调整TBM各项掘进参数抑制岩爆发生的速率,减小岩爆对设备的损伤㊂3)岩爆治理㊂在围岩出露护盾后,根据岩爆规模及塌腔深度及时采用ϕ22mm钢筋排㊁预应力锚杆㊁消能锚杆㊁柔性钢丝网及型钢拱架对岩爆段进行及时支护,配合L1区应急喷混系统,采用纳米仿纤维喷射混凝土对岩面与支护体系快速封闭,降低滞后性岩爆破坏支护体系的风险㊂借助上述施工方法,在一定程度上可以满足TBM 安全快速通过岩爆洞段的需求㊂但在极强岩爆研究方面,因其破坏性极强,加之现阶段施工案例较少,应对经验还较为缺乏,应作为后续研究的方向㊂参考文献(References):[1]㊀徐林生,王兰生,李天斌.国内外岩爆研究现状综述[J].长江科学院院报,1999,16(4):24.XU Linsheng,WANG Lansheng,LI Tianbin.Presentsituation of rockburst research at home and abroad[J].Journal of Yangtze River Scientific Research Institute,1999,16(4):24.[2]㊀徐林生,王兰生.二郎山公路隧道岩爆发生规律与岩爆预测研究[J].岩土工程学报,1999,21(5):569.XU Linsheng,WANG Lansheng.Study of the laws ofrockburst and its forecasting in the tunnel of Erlang MountainRoad[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 1999,21(5):569.[3]㊀杨健,武雄.岩爆综合预测评价方法[J].岩石力学与工程学报,2005,24(3):411.YANG Jian,WU prehensive forecasting methodfor estimating rock burst[J].Chinese Journal of RockMechanics and Engineering,2005,24(3):411. [4]㊀张斌,符文熹,任光明,等.深埋长隧道岩爆的预测预报及防治初探[J].地质灾害与环境保护,1999,10(1):25.ZHANG Bin,FU Wenxi,REN Guangming,et al.Discussion on the prediction and control of rock burst indeep-lying long tunnel[J].Journal of Geological Hazardsand Environment Preservation,1999,10(1):25. [5]㊀张秉鹤.括苍山特长公路隧道相对浅埋洞段岩爆机理及防治措施研究[D].长春:吉林大学,2007.ZHANG Binghe.Study on mechanism and preventionmeasure of rockburst occurred in relatively shallow areas ofKuocangshan supper-long road tunnel[D].Changchun:Jilin University,2007.[6]㊀冯建军.二郎山隧道岩爆特征与防治[J].西部探矿工程,2005,17(7):110.FENG Jianjun.Rockburst Characteristics and prevention ofErlang Mountain Tunnel[J].West-China ExplorationEngineering,2005,17(7):110.[7]㊀何满潮,苗金丽,李德建,等.深部花岗岩试样岩爆过程实验研究[J].岩石力学与工程学报,2007,26(5): 865.HE Manchao,MIAO Jinli,LI Dejian,et al.Experimentalstudy on rockburst processes of granite specimen at greatdepth[J].Chinese Journal of Rock Mechanics andEngineering,2007,26(5):865.[8]㊀罗志虎,杨鹏飞.锦屏二级水电站TBM施工中的岩爆问题分析及对策[J].岩土工程技术,2009,23(1):52.LUO Zhihu,YANG Pengfei.Rock-burst and itscountermeasure of TBM construction in drainage tunnel of ahydropower station[J].Geotechnical Engineering699。
大工程施工很难
大工程施工之难大工程施工是指投资规模巨大、技术难度高、施工周期长的工程建设项目。
这类工程往往涉及到国家战略、民生改善、环境保护等多个方面,因此施工难度也随之增大。
我们可以从以下几个方面来分析大工程施工的难点。
一、工程技术难题大工程往往需要面对世界领先的技术难题。
以引汉济渭调水工程为例,该工程从长江流域的汉江引水,穿过近百公里的秦岭输水隧洞,补给到黄河流域的渭河。
工程需要克服秦岭山脉复杂的地形地貌、高强度岩石、高温高湿等极端条件,技术创新和突破成为工程成功的关键。
在施工过程中,陕西省引汉济渭公司发挥科创平台作用,开展科技攻关项目130多项,申请专利116项,有力地推动了工程建设。
二、施工环境复杂大工程施工环境复杂,气候条件多变,给施工带来了极大的困难。
如环北部湾广东水资源配置工程,输水线路总长490.33公里,穿行高山、平原、盆地,地形起伏大。
工程面临多项技术难题,如全长近500公里的输水线路中,56.62%以上为隧洞,穿越地质条件复杂,施工风险极高。
此外,受水区域广、供水线路长,工况复杂,对施工管理和组织提出了极高的要求。
三、资源配置和资金投入大工程施工需要巨大的资源投入和资金支持。
以上述工程为例,环北部湾广东水资源配置工程计划总投资614.56亿元,中央财政资金注入。
在施工过程中,需要合理配置人力、物力、财力等资源,确保工程顺利推进。
同时,大工程往往涉及到多个地区和部门,需要协调各方利益,实现资源优化配置。
四、质量和安全问题大工程施工质量和安全问题至关重要。
工程质量直接关系到工程项目的长期稳定运行和民生改善效果,施工安全则关系到施工人员生命安全和工程项目的顺利进行。
在施工过程中,需要严格遵循相关法规和标准,加强质量管理和安全监督,确保工程质量和施工安全。
五、社会环境影响大工程施工对社会环境和民生产生较大影响。
在施工过程中,需要充分考虑生态环境保护、土地征收、移民安置等问题,确保工程与周边环境的和谐共生。
引汉济渭工程效益分析
引汉济渭工程效益分析
田伟
【期刊名称】《陕西水利》
【年(卷),期】2016(000)004
【摘要】本文从陕西省关中地区缺水状况及其产生的影响,以及社会、生态和经济三个方面,对引汉济渭工程效益进行了分析,认为通过替代超采地下水、逐步退还挤占农业和生态用水,改善渭河流域的生态环境状况,保障陕西省关中地区社会经济可持续发展,其社会效益、生态效益和经济效益显著。
【总页数】2页(P19-20)
【作者】田伟
【作者单位】陕西省引汉济渭工程协调领导小组办公室陕西西安 710004
【正文语种】中文
【中图分类】F426
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引汉济渭工程进展情况
秦岭输 水隧洞施工进入新 阶段 ,为 引汉济渭工 程早 日实现通水 目标 打下 了坚实基础 。 引汉济 渭秦岭 隧洞工程 预计 于 2 0 2 0 年底 全线贯通 。该工 程建成后 ,总调水规模 将达 到
1 5 亿 立方米 ,将大大缓解 西安和关 中地 区用水 紧张的问题 。
小 番 程 木
2 0 1 7年第 6期
・ 5 3・
引 汉 济 渭 工 程 进 展 情 况
陕西省引汉济渭工程是 国家确定 的 1 7 2 项重大水利工程之一 ,是陕西省经济社会 发展和
水 生态环境建设 的全局性 、基础性 、战略性 、公 益性水资源配置工程 。无 论工程量还是 技术
难度都是我 国水利 史上里程碑式 的工程 。这一 工程 主要包括调水和输 配水两大工程 ,其 中调
过 了最终验 收 。
截 至 目前 ,该工程 建设按计 划进 行 ,秦岭输 水 隧洞主洞 完成 总 目标 的 8 2 . 2 6 %;三河 口
水利枢 纽大坝 浇筑 4 4 米 ;黄金 峡水利 枢纽左 坝肩 已开 挖至高程 5 1 9 米 ,右 坝肩 已开挖 至高 程4 7 0 米 ,黄金峡大 桥 已合龙 。2 0 1 7年 1 1 月2 5日,引汉济 渭工程秦岭输水 隧洞 6 5 0 0 米出 口段 顺利贯通 ,秦岭输 水隧洞 出 口段 工程 是全线地质条件最复杂 、施 工难度最大 、不 可预见 因素最多 的工程标段 之一 。引汉济渭工程 秦岭输水隧洞 出 口段 的顺利贯 通 ,标志着 引汉 济渭
化学注浆在引汉济渭秦岭输水隧洞施工过程中的应用研究
0引言水工隧洞开挖施工过程中地下水和松软岩层是两大尤为棘手的问题,它们不仅影响了隧洞的稳定性,还可能引发一系列的安全隐患。
因此,如何有效治理地下水和松软岩层[1-2]这两大工程病害问题,一直是水工隧洞工程施工的主要难题之一。
在水工隧洞中涌水、渗漏及岩层稳定工程病害问题若不得当处理,不仅影响工程进度与质量,更可能带来严重的安全隐患。
目前,注浆堵漏技术已经广泛应用于隧道施工中的涌水治理、变形缝渗漏控制以及漏水维修加固等多个方面。
化学注浆堵水技术[3-4]以其独特的优势,如高渗透性、快速凝固和优秀的封堵效果等,扮演着至关重要的角色。
在隧道施工中[5],该技术能够有效封堵地下水涌入,保障施工的安全与顺利进行;在变形缝渗漏治理中[6],注浆材料能够填充缝隙,形成有效的止水屏障;而在漏水维修加固中[7-8],注浆技术则能够强化结构,提高耐久性。
然而,尽管化学注浆堵水技术在多个领域得到了广泛应用,但在输水隧洞施工过程中的具体应用仍显得相对零散,缺乏系统深入的研究。
以引汉济渭秦岭输水隧洞工程K67+163.517~K75+286段为背景,针对K68+835~K68+851段开挖掌子面挖穿透水带,导致掌子面及边墙涌水问题,提出采用化学注浆技术进行涌水堵漏处理,以解决输水隧洞施工中涌水问题。
1工程概况引汉济渭秦岭输水隧洞工程起点K67+163.517,终点K75+286,全长8.122km ,隧洞设计流量70m 3/s ,结构横断面形式为弧形仰拱平底结构。
初期支护采用锚喷支护,C30钢筋混凝土衬砌。
开挖掌子面挖穿透水带,位于隧洞K68+835~K68+851约16m 范围,节理密集部出现环状透水带;多处点片状渗漏,顺水流方向左侧底板距边墙1.5m 左右成管状外涌,出水量约300m 3/h ,涌水压力约1.5MPa ;右侧边墙起拱线以上1.6m 处片状出水,出水量约90~100m 3/h ,涌水压力约1.0MPa ;右侧边墙1.0m 左右,成片状外喷,出水量约250~300m 3/h ,涌水压力约1.0MPa ;掌子面大部零星散状分布较小挂帘渗漏点,漏量较小,出水量约30~90m 3/h 左右,渗漏总体出水量约800~1000m 3/h 左右。
隧洞工程施工进度
隧洞工程施工进度隧洞工程是指为了便利交通以及其他用途,而通过山体、水体或地下进行的道路建设工程。
隧洞工程的建设会受到地质条件、施工技术、设计方案等因素的影响,因此施工进度的控制十分重要。
本文将以隧洞工程施工进度为主题,探讨隧洞工程施工中的问题和解决方法。
一、隧洞工程施工的流程隧洞工程施工的流程通常包括以下几个步骤:1. 前期准备阶段:包括勘察设计、土地征收、立项审批等工作。
2. 施工准备阶段:确立施工队伍、准备施工材料、搭建施工场地等。
3. 隧洞开挖阶段:包括隧洞开挖、支护、排水等工作。
4. 隧洞衬砌阶段:对隧洞进行衬砌,保证隧洞的稳定性和防水性。
5. 完工验收阶段:对隧洞工程进行验收,确保工程质量。
二、隧洞工程施工进度的控制要保证隧洞工程施工进度的顺利进行,需要从以下几个方面进行控制:1. 人员管理:合理配置施工人员,确保人员素质和数量符合工程要求。
2. 施工设备:选择合适的施工设备,确保设备的正常运转。
3. 施工材料:保证施工材料的供应充足,避免因为材料不足而延误工程进度。
4. 地质条件:根据地质条件制定施工方案,避免地质灾害对工程造成影响。
5. 天气因素:根据天气情况调整施工计划,避免因为恶劣天气影响施工进度。
6. 风险管理:预测可能出现的风险,并采取措施进行防范和应对。
7. 施工质量:保证施工质量,避免因为质量问题而延误工程进度。
8. 管理者监督:加强对施工过程的监督和管理,确保施工进度的顺利进行。
在实际的工程施工中,隧洞工程施工进度的控制是一个复杂而重要的问题。
只有通过合理的方案设计、科学的管理方法,以及全员的努力,才能保证隧洞工程施工进度的顺利进行。
三、隧洞工程施工进度的实例分析为了更好地说明隧洞工程施工进度的控制,下面我们以某个隧洞工程实例进行分析。
某隧洞工程计划总工期为18个月,由于地质条件复杂,施工难度较大。
隧洞开挖一直是该工程施工的难点,必须采取合理的支护措施,以确保开挖的安全和顺利。
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引汉济渭秦岭0-1富水隧洞施工进度因素分析一、秦岭隧洞地质情况概述目前,世界单项长度第一的隧洞为芬兰赫尔辛基调水工程隧洞,总长120km,其最大埋深仅100m;世界单项埋深最大的隧洞是锦屏二级引水隧洞,最大埋深2525m,但其长度仅16.7km。
因此,引汉济渭工程的秦岭输水隧洞以长度和埋深的施工难度综合排名世界第一毫不夸张。
秦岭隧洞区位于秦岭褶皱系,地质条件极其复杂,断裂构造极其发育。
隧洞共通过3条区域性断裂,宽度170~190m不等,通过4条次一级断层和33条区域性一般断层,其施工及设计难度极大。
秦岭隧洞区水文地质条件复杂,共通过贫水区、弱富水区、中等富水区和强富水区四个水文地质单元。
其中中等富水区长度30680m,强富水区长度8225m,0-1号勘探试验洞均位于强富水区。
此外,预测秦岭隧洞施工中可能会出现高地应力条件下的岩爆、高地温及热害、局部高地应力条件下的软岩塑性(主要是断层破碎带、炭质千枚岩及炭质片岩等)变形、围岩失稳、突涌(泥)水、有害气体等各种地质灾害。
二、2015年上半年进度完成情况2015年度秦岭隧洞0-1号勘探试验洞年度目标任务为隧洞开挖掘进1270米,二衬拱墙882米,二衬仰拱852米。
截至6月底,隧洞开挖完成397米,占年度目标任务的31%;二衬拱墙完成542米,占年度目标任务的61%,二衬仰拱完成542米,占年度目标任务的64%。
总体来看,上游隧洞二衬上半年按进度计划超额完成,由于下游隧洞开挖中多次遇到洞内大量涌水、围岩变差等情况,进度严重滞后。
三、进度滞后原因分析(一)围岩情况复杂,影响进度上半年共完成隧洞开挖397米,原设计为Ⅲ类类围岩。
在施工过程中,局部段落围岩破碎、稳定性差,为确保施工安全,对该段落支护参数进行了调整。
其中Ⅲ类变Ⅳ类围岩7次,长度分别为2米、15米、4米、29米、10米、11米、19米,共计90米;Ⅲ类变Ⅲ类加强2次,长度分别为15米、23米,共计38米;支护调整长度占原设计长度的32%。
由于围岩的变化,局部破碎段在爆破过程中,爆破产生的能量释放不均匀,造成掌子面局部位置存在欠挖,从而增加了补炮次数,增加了机械、人工排险的难度。
由于Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖轮廓存在较大差异,调整支护参数后,需要对原开挖轮廓进行二次测量、扩挖、出碴、排险,工序的增加,使得每循环施工时间也随之大大增加。
在喷护过程中,需要将二次扩挖超挖部位喷平,极大延长了喷护时间。
年度目标任务是按照原设计为Ⅲ类围岩的情况进行编制,但在实际开挖过程中Ⅲ、Ⅳ类围岩却交替频繁出现,围岩的频繁变化,造成现场单循环所耗费的时间已远远超出设计Ⅲ类围岩施工时间,甚至超出单独按IV类围岩施工,很大程度上制约了施工进度。
(二)强富水段落,涌水频繁,影响进度秦岭0-1号洞主洞下游已开挖K13+950~K15+659(1709米),属于岩溶裂隙水强富水区(Ⅰ),在开挖过程中股状涌水高达50余处,途径多个小断层带,每经过断层带都伴有大量涌水。
本年度共出现主要涌水点、段落33处,均为独立涌水,涌水衰减极为缓慢,其中21处涌水量≥1000m3/d,5处涌水量>5000m3/d。
2015年6月19日,K15+659掌子面左侧拱脚4个炮孔钻至1.5m时出现突发性涌水,大量涌水从炮孔中喷出,喷射距离约6~7m,涌水量达到11350m3/d,为确保施工人员及机械设备安全,洞内被迫暂时停止施工。
目前,秦岭0-1号洞日涌水量为32000m3/d。
涌水影响进度主要表现在以下几个方面:1、钻孔时,大量涌水从炮孔涌出,装药时,药卷多次被涌水冲出,大大增加了装药时间。
2、涌水造成路面局部段落大量积水,造成小型车辆无法通过,只能通过装载机运送人员、材料至掌子面施工,延误了大量施工时间。
3、涌水延长了各工序衔接时间,测量开挖、出碴、排险、支护等工序间均夹杂了掌子面抽排水工序,而且所需时间不固定,造成各工序不能及时衔接。
(三)埋深较大,排水难度大,影响进度秦岭0-1隧洞支洞全长1513米,支、主洞交汇段高程536.73米,洞口高程695米,排水扬程达160米。
洞内设置了五级大型泵站,对洞内涌水进行逐级抽排。
Ф400排水管道总长度达4500米,配置了200kw水泵4台、160kw水泵12台、132kw水泵2台、11kw水泵16台、7.5kw水泵32台,水泵总功率达3400kw。
为了解决排水电力不足的问题,先后3次对变压器进行增容,目前现场变压器总容量高达4050KVA,远远超出其他施工单位,每月电费基本为47~55万元,成为施工单位最大的一项费用支出。
涌水情况的频频发生,且涌水衰减速度缓慢,洞内涌水点逐渐形成常流水,对洞内抽排水系统造成极大压力。
在面临大量涌水的同时,各级水泵长时间不间断运行产生了极大磨损,水泵维修保养频次也大幅增加,延长了抽排水时间,进而影响了施工进度。
秦岭隧洞各工区变压器容量、抽水量及水价统计表类型椒溪河0号0-1号1号4号7号出口变压器容量(KVA)2300 1930 4050 3800 2450 3150 1500 日排水量(m3/d)6945 10000 32000 6000 6000 13000 500 水价(元/m3)0.95 1.6 0.35 1.99 3.07 2.74 注:出口标段投标无抽水报价,现正申请增加抽水费用变更(四)电网供电不稳,影响进度由于电网供电不稳定,断电次数频繁,常常因为停电导致工作面被水淹没。
2015年至今因电力局检修、碴场高压线改等原因累计停电5次,共计27小时。
每次电力供应恢复后都要花至少三倍的时间用于抽排水后才能正常施工,严重影响了施工进度。
特别是6.29日洪水导致的停电时间长达(五)抽排水系统因素,影响进度秦岭0-1号洞支洞原有两条Ф400排水管道,排水能力在30000~31000m3/d。
6月19日掌子面发生突发性大涌水后,总最大涌水量达到41000~42000m3/d,远超出管道排水能力,导致主洞下游水位持续升高,现场被迫停止施工。
主洞下游原排水系统为多台小泵逐级抽排,能够满足施工需要,但抽水强度大,水泵故障频发,造成抽水效率低,成本大,且无法保证一旦出现大涌水后的施工安全。
停止施工后,现场采取了增设管道、水仓、水泵、电力扩容、架设电缆等一系列措施。
目前支洞第三条Ф400排水管道安装完成,并已投入使用;主洞内Ф400排水管道安装完成;主洞新增5#水仓正抓紧实施。
截止7月26日,洞内积水已抽完,下游具备开挖条件。
本次停工共38天。
四、下游剩余开挖段落地质条件0-1号勘探试验洞主洞下游K15+659~K16+934.226,长度1275.226m,尚未开挖施工, 属于岩溶裂隙水强富水区(Ⅰ)。
对0-1号主洞下游未开挖段的涌水量进行预测:该段隧洞正常涌水量15325m3/d,可能出现的最大涌水量30650m3/d。
0-1号勘探试验洞主洞尚未开挖段处于秦岭褶皱系中的南秦岭印支褶皱带,褶皱发育。
区内发育两条断层:1.f4:为一逆断层,断层产状N80°E/30°~50°S,断层带物质主要为碎裂岩,断层破碎带宽度约50m。
2.玉皇庙-陈家坝断层(f5):断层东西延伸约24km,为一南西方向倾斜的正断层。
断层产状N75°~80°W/70°S,断层带物质主要为碎裂岩、断层角砾及少量断层泥,断层破碎带宽度约100m。
0-1号勘探试验洞主洞通过断层一览表断层编号断层产状断层性质断层带主要物质组成K方案通过洞身位置长度(m)f4N80°E/30°~50°S逆断层碎裂岩K15+720~K15+77050f5N75°~80°W/70°S正断层碎裂岩、断层泥砾K16+560~K16+660100 0-1号勘探试验洞主洞尚未开挖段岩性为大理岩,受地质构造作用影响,节理裂隙发育,大理岩线状溶隙和溶洞较发育,该地层地表调查发现有8处溶洞,其大小程度各地不一,小者仅为几十厘米,大者1~2m,最大可见深达8m左右,宽5m,高2m,其中2个为有水溶洞,后沟上游有水溶洞测得流量约700m3/d,在下游有水溶洞测得流量320~774m3/d。
岭南发现的3个下降泉,均出露于大理岩地层中,其中有2处泉水流量较大,流量分别为254m3 /d及870m3/d。
隧洞设计划分围岩类别详见下表。
秦岭隧洞0-1号主洞下游隧洞设计围岩类别表序号起迄里程长度(m)设计围岩类别支护形式备注1 K15+659~K15+720 61 ⅢⅢ-DM2 K15+720~K15+770 50 ⅣⅣ-DM f4断层3 K15+770~K16+390 620 ⅢⅢ-DM4 K16+390~K16+560 170 ⅣⅣ-DM5 K16+560~K16+660 100 ⅤⅤ-DM f5断层6 K16+660~K16+710 50 ⅣⅣ-DM7 K16+710~K16+934.226 224.226 ⅢⅢ-DM五、目前进行的工作针对秦岭0-1号洞项目面临的困难,研究制定了“超前预报、超前减排、以排为主、排堵结合,克服困难,拼抢进度”的方针。
1、增加超前水平钻。
新调入CCM600潜孔钻1台,钻孔直径80mm,最大钻孔深度40米。
在类似富水区域开挖施工前,根据超前预报分析,在掌子面施作超前探水孔,根据涌水水压、水量等情况适当调整探水孔数量及位置,超前水平孔深度30米,对掌子面前方的富含水围岩进行减压、排水,杜绝大量涌水的异常情况发生,保证施工安全。
实施一次超前水平钻孔减排措施,基本可以保证10d左右的施工不受涌水影响。
2、增加洞内排水设备,提高排水能力。
强有力的排水措施是保证施工的前提。
施工单位要保证电力供应,配置足够的抽排水设备,及时增加管路,备足抽水设备,加强抽排水管理,随水排水、及时排水、杜绝因为涌水可能产生的施工场面被淹现象的发生。
3、增加注浆堵水。
对已开挖完成涌水段落,按照设计堵水方案进行24小时不间断径向注浆堵水,股状涌水进行局部注浆,对较大范围的面状渗水采取径向注浆堵水措施,尽最大限度的减少排水压力。
对于开挖的涌水特殊段落,可采用帷幕注浆堵水措施,继而达到降低排水成本的目的,也为后期的二衬施工创造良好的条件。
4、加强地质超前预报,做好应急预案。
设计院要针对0-1的特殊地质情况,加大地质超前预报的频次,为施工单位做好参谋,提供良好的技术服务,对可能发生的涌水施工单位要根据预报做好应急预案,做到沉着、妥善应对,有备无患。
对今年主洞下游进行物探预报TSP2次,红外探水2次,地质雷达1次,较准确预测了岩体完整程度、围岩稳定性及基岩裂隙水出露情况。
六、建议1、由于秦岭0-1号洞地质情况复杂、涌水量大,面对施工进度严重滞后的被动局面,项目部已在主洞下游增加了一个开挖方量为2000m3大型水仓、一条1500米Ф400排水管道、大型水泵及供配电设施,总投资470余万元。