隧洞施工方案(0002).docx

隧洞施工方案 1工程概述 3 1.1工程概况 3 1.2水文气象 3 1.3工程地质 4 1.4现场基本情况 5 2隧洞施工方案 6 2.1施工测量方案 6 2.3洞身开挖方案 7 2.4出碴运输方案 8 2.5 洞身初期支护方案 8 2.6 衬砌方案 8 2.7 施工通风布置方案 8 3施工工艺和方法 9 气温-2.8℃，极端最低气温-22.5℃（1977年1月31日）；7月最高，平均24.3℃，极端最高气温40℃（1966年6月19日）。多年平均气压921.1hpa，多年平均日照时数2126.6小时，多年平均降水量541.1mm，多年平均地面温度12℃，最大冻土深度为50cm，多年平均相对湿度67.3%；多年平均风速1.3m/s，最多风向ESE、SE；最大风速17m/s，风向NW；多年平均最大风速11.6m/s；多年平均最大无霜期176天。 黑河流域径流主要由降水形成，由于受大气环流和地形条件影响，本流域降水具有四季不均，夏季多雷雨，大而集中，秋季多连阴雨，冬、春季雨水偏少的特点。河川径流特性与降水特性相一致，年际变化大，年内分配不均匀，其中汛期（7～10月）径流量约占年径流量的60%，冬季（12～2月）约占10%。 黑河干流泥沙主要是由于暴雨对流域强烈的侵蚀作用形成的，黑河流域具有水沙关系协调、年际变化大、年内分配不均、河流泥沙主要为悬移质的特点。据亭口水文站1957～1962实测6年悬移质泥沙资料统计，平均含沙量为49.7kg/m3，平均悬移质年输沙量为1295万t，最大为2690万t，最小为595万t，其中7～10月输沙量占年总量的91.2%，11～6月输沙量仅占年输沙量的8.8%。黑河流域汛期洪水含沙量较高，亭口水文站实测最大断面平均含沙量997kg/m3。多年平均输沙总量为1392万t。 1.3工程地质 水库坝址位于泾河一级支流黑河下游距两河交汇处上游约2km，河流流向为南东向，河床比降较小。坝址区河谷呈近对称的“U”型发育，两岸塬面高程960m～1000m左右，河床高程851m～853m，相对高差110m～150m，河谷底部宽361m，坝顶高程896.60m处河谷宽455m，坝区两岸基岩裸露，左岸基岩最大出露高程892.52m，右岸最大出露高程871.6m，基岩坡面倾角45°～69°，上覆风洪积黄土状壤土，自然坡角约22°～45°。坝址区内河流阶地发育，主要有高低漫滩，继续分布有黑河一、二、三级阶地及泾河四级阶地。 坝址左岸属于泾河四级阶地，坝顶高程896.6m以下覆盖有中更新统风洪积（Q2leol+pl）黄土状壤土及冲洪积（Q2lal+pl）砾石，厚度分别为2.7m和1.4m，正常蓄水位高程893.0m以下仅压覆有少部分砾石层，厚度约0.5m；坝顶高程以上覆盖有中更新统风洪积（Q2leol+pl）黄土状壤土夹古土壤。黄土状壤土的平均干密度为1.60g/cm3,压缩系数a1-2=0.17MPa-1,属中压缩性土，承载力特征值fak=185kPa,垂直渗透系数kv=3.04×10-4cm/s，水平渗透系数kh=9.34×10-5cm/s，为弱透水性；古土壤的平均干密度为1.59g/cm3,压缩系数a1-2=0.09MPa-1,属低压缩性土，承载力特征值fak=195kPa,垂直渗透系数kv=3.06×10-4cm/s，水平渗透系数kh=4.30×10-5cm/s，为弱透水性；砾石相对密度Dr=0.76，承载力特征值fak=400kPa, 渗透系数kv=1.30×10-2cm/s，属强透水性。 河谷位于黑河河漫滩上，覆盖层由全新统冲洪积砂壤土、（卵）砾石组成，左岸漫滩段可分两层，上部为砂壤土，厚度1.0～3.5m，下部为（卵）砾石，厚度0.9～5.1m底面基岩面高程847.0～848.6m，右岸漫滩段可分四层，上部两层砂壤土厚度分别为0.5～1.5m及0.2～0.6m，两层（卵）砾石厚度0.25～0.5m及3.1～4.5m，底面基岩面高程846.74～848.23m。砂壤土的平均干密度为1.43g/cm3，压缩系数a1-2=1.22MPa-1, 属高压缩性土，垂直渗透系数kv=1.54×10-3cm/s，水平渗透系数kh=1.41×10-3cm/s，为中等透水性；承载力特征值fak=110kPa, （卵）砾石相对密度Dr=0.84，变形模量为26MPa，水上休止角a水上=33度，水下休止角a水下=30度，垂直渗透系数kv=5.00×10-2cm/s，属强透水性，承载力特征值fak=320kPa,强度较高。两层砂壤土厚度较小，埋深不大，且为高压缩性土，强度低。坝基可置于下部（卵）砾石层上，强度和变形可满足坝基要求。 右岸为黑河三级阶地，坝顶高程896.6m以上覆盖有上更新统（Q3eol）黄土，平均干密度为1.53g/cm3,压缩系数a1-2=0.72MPa-1,属高压缩性土，垂直渗透系数kv=4.9×10-4cm/s，水平渗透系数kh=4.0×10-4cm/s，为中等透水性；承载力特征值fak=135kPa；古土壤，可塑～硬塑，平均干密度为1.57g/cm3, 压缩系数a1-2=0.54MPa-1,属高压缩性土，垂直渗透系数kv=5.3×10-6cm/s，水平渗透系数kh=1.49×10-5cm/s，为弱透水性，承载力特征值fak=135kPa。坝顶高程896.6m以下覆盖有中更新统风洪积（Q22eol+pl）黄土状壤土夹古土壤，厚度为22.0～27.7m.。黄土状壤土的平均干密度为1.60g/cm3, 压缩系数a1-2=0.35MPa-1,属中等压缩性土，垂直渗透系数kv=5.4×10-5cm/s，水平渗透系数kh=4.7×10-5cm/s，为弱透水性，承载力特征值fak=150kPa；古土壤的平均干密度为1.61g/cm3, 压缩系数a1-2=0.12MPa-1,属中等压缩性土，垂直渗透系数kv=4.0×10-5cm/s，水平渗透系数kh=2.68×10-5cm/s，为弱透水性，承载力特征值fak=160kPa。 1.4现场基本情况 水库枢纽位于镇以上1.8km处，距西安市约180km、福（州）银（川）高速公路在镇有出口站，西（安）兰（州）公路从大坝下游通过，对外交通比较方便。工程所需钢材、木材、油料等可由长武县城或西安市采购，外购器材设备及物资经公路、铁路运至西安县城，再由西兰公路运至工地。 场内交通运输主要满足施工要求，兼顾生活，结合工程布置使各施工区段场地间交通运输畅通，永久和临时，前期和后期相结合，形成场内公路网。 坝址下游镇现有变电站一座，可架设10KV线路至工地变电站，作为工程施工电源，线路总长3.0km。 黑河河水水质良好。坝址以上多年平均天然流量7.9m3/s，满足施工和生活用水要求，可作施工期水源。 工程区通讯较为方便，施工及管理可采用无线和有线结合的方式。目前，施工区已被中国移动、联通网络覆盖，信号稳定，沟通方便。 2隧洞施工方案 2.1施工测量方案 2.1.1洞外地面控制测量 洞外地面控制测量方法采用精密导线法，根据设计单位提供的控制点导线网。在进出口至少各设置1个投点，并纳入导线控制网内。控制测量采用全站仪施测，控制点的高程采用精密水准仪测定。 2.1.2洞内控制测量 平面控制测量结合隧道长度、平面形状、线路通过地区的地形和环境等条件，采用GPS测量、导线网测量、边角网测量、三角网测量等形式进行测量控制。 洞内控制测量采用导线法，以洞口投点为起点向洞内延伸。导线布置采用多边形闭合导线或主副导线闭合环。根据洞外控制测量坐标系统，建立洞内控制系统。拟采用三种导线： 施工导线：随着开挖面向前推进，用以进行放样来指导开挖、衬砌的导线，边长为25～50m。 基本导线：掘进100～300m时，为了检查隧洞方向是否与设计相符，选择一部分施工导线敷设50～100m精度较高的基本导线。 主要导线：当隧洞掘进大于1000m时，基本导线已不能满足测量精度（贯通误差）要求，因此敷设主要导线。采用交叉导线作为隧洞主控网，平均边长420m（洞口段允许加长导线边时将导线边加长）。 布网时沿隧洞中线布设和沿隧洞一侧布置，近似在同一里程各组点。测角时利用全圆观测法观测相邻导线点组各个方向的方向值及相邻各条边边长。交叉导线网网形复杂，计算量较大，因此采用平差软件进行严密平差，计算导线点平面坐标，对最弱点进行精度评定，同时人工计算加以校核。 控制点的高程用精密水准仪测定，并通过洞内外联测平差。 为了控制角度误差积累，每隔一条长边要对一条尽可能长的导线连接边进行精密陀螺经纬仪校核。 隧洞贯通后及时进行进出口联测，复核测量成果。 2.1.3 测量仪器及标定周期 洞内首级测量仪器采用全站仪及相关配套仪器进行测量，测量精度为1秒，精密水准仪和配套的铟钢水准尺，精度0.5mm/Km。 测量仪器按照规范要求定期进行标定，一般每年标定一次。 2.1.4 隧洞监控量测方案 隧洞监控量测的项目应根据工程特点、规模大小和设计要求综合选定。量测项目可分为必测项目和选测项目两大类。选测项目应根据工程规模、地质条件、隧洞埋深、开挖方法及其他要求，有选择地进行。监控量测工作必须紧跟开挖、支护作业。按设计要求布设测点，并根据具体情况及时调整或增加量测的内容。 本隧洞B34+665.78～+680、B36+680～+704.76段为洞口段IV类围岩，B35+245～+447、B36+328～+364段洞身穿越浅埋（断层带），进行隧洞稳定性监控量测。 2.2 洞口开挖方案 洞口开挖安排尽量避开雨季施工，测量定位，放出开挖边线，明确开挖范围，判定开挖范围地质状况；施作边仰坡坡顶天沟、截水沟等，疏通洞口排水系统。天沟、截水沟沟底坡度根据地形设置，但不小于3%，以免淤积。 洞口开挖坚持边开挖，边防护的原则，二次开挖完成后，及时按照设计进行边仰坡坡面防护，以防破坏坡面稳定性和整体性。 2.3洞身开挖方案 采用全断面开挖。开挖采用光面爆破工艺。 采用简易台车配合风动凿岩机钻孔施工，扒碴机配合自卸车的无轨运输方式出碴。 2.4出碴运输方案 采用扒碴机装碴，自卸车运碴至弃碴场，在洞内每间隔100~150m扩挖设置回车带。 2.5 洞身初期支护方案 根据设计文件，隧道穿越灰岩地区，存在断层，岩溶发育，有突水、突泥的可能。 隧道进、出口进洞时采用套拱进洞，顶拱设置一环φ28锁口锚杆，长L=7.0m，环向间距0.3m。隧洞B34+665.78～+680、B36+680～+704.76进出口段为IV类围岩，B35+245～+447、B36+328～+362、B36+392～+419为洞身IV类围岩，采用锚网喷护+I14加强钢拱架，边墙和顶拱喷射15cm厚C25砼，洞壁相间设置φ18砂浆锚杆，间距@1.0×1.5m，长L=3m。I14加强钢拱架纵向间距为1.0m。 B34+687～B35+245、B35+447～B36+328、B36+419～B36+680为II～III类围岩，采用锚网喷护。II类围岩顶拱喷射5cm厚C25砼，边墙设φ20锚筋，间距@1.5×1.5m，长L=1.5m；III类围岩顶拱喷射8cm厚C25砼，边墙设φ20锚筋，间距@1.5×1.5m，长L=1.5m，顶拱挂网并设φ18砂浆锚杆，间距@1.5×1.5m，长L=2.5m。 B36+362～+392段穿越断层破碎带，为V类围岩，采用超前支护+锚网喷护+I14加强钢拱架，超前支护采用φ90超前钻孔固结灌浆，环向间距1.5m，纵向间距8.0m；边墙和顶拱喷射15cm厚C25砼，洞壁相间设置φ25砂浆锚杆，间距@1.0×1.5m，长L=4m。I14加强钢拱架纵向间距为0.6m。 2.6 衬砌方案 衬砌根据开挖揭示的围岩地质情况确定施作时机。IV、V类围岩破碎段应及时施作，I