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        輸水工程TBM洞開挖設(shè)計方案

        2017-05-15 12:37:12
        東北水利水電 2017年5期
        關(guān)鍵詞:下臺階大伙房出渣

        (遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院,遼寧沈陽110006)

        輸水工程TBM洞開挖設(shè)計方案

        王紅霞

        (遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院,遼寧沈陽110006)

        TBM大型隧洞開挖設(shè)備組裝一般在隧洞內(nèi)進(jìn)行,由于設(shè)備安裝需要較大安裝空間和大型起重設(shè)備,決定了該安裝段必然開挖斷面大,由此帶來的開挖安全風(fēng)險較大。文中根據(jù)工程實(shí)例論述了TBM安裝擴(kuò)大洞室開挖設(shè)計方案,實(shí)踐證明該開挖設(shè)計方案科學(xué)合理。

        輸水隧洞;開挖;設(shè)計方案;大伙房水庫

        1 引言

        大伙房水庫輸水工程由取水頭部、輸水隧洞和輸水明渠等組成。其中輸水隧洞開挖由TBM掘進(jìn)機(jī)和人工鉆爆開挖兩種方式進(jìn)行。TBM掘進(jìn)機(jī)設(shè)備安裝,一般是在主洞施工服務(wù)區(qū)和組裝區(qū)內(nèi)進(jìn)行。

        2 開挖設(shè)計方案

        TBM組裝段一般設(shè)置在主、支洞交叉口的主洞段內(nèi)。隧洞開挖工程由支洞進(jìn)入主洞后,首先進(jìn)行的是施工服務(wù)區(qū)段和組裝區(qū)開挖,施工服務(wù)區(qū)采用上、下臺階法開挖,組裝區(qū)采用上、中、下臺階法開挖,其它通過洞及出發(fā)洞,采用全斷面開挖。

        2.1 施工服務(wù)區(qū)開挖設(shè)計方案

        施工服務(wù)區(qū)開挖采用上、下臺階法開挖。上臺階采用臺車鉆爆法進(jìn)行上導(dǎo)洞的施工,開挖尺寸為7 m×7 m,光面爆破,循環(huán)進(jìn)尺2.0 m。開挖30 m后采用353E鑿巖臺車對周邊進(jìn)行擴(kuò)挖至設(shè)計輪廓,開挖尺寸為10.9 m×7 m,光面爆破,循環(huán)進(jìn)尺2.0 m。用側(cè)卸裝載機(jī)配自卸汽車出渣。支護(hù)采取先噴后錨,再網(wǎng)噴的順序進(jìn)行。

        下臺階中導(dǎo),采用兩側(cè)拉中槽跳開馬口的方式進(jìn)行開挖,開挖尺寸為6.5×4 m和4.4 m×4 m,循環(huán)進(jìn)尺3.5 m。用側(cè)卸裝載機(jī)配自卸汽車出渣。支護(hù)采取先噴后錨,再網(wǎng)噴的順序進(jìn)行,系統(tǒng)支護(hù)滯后開挖進(jìn)行。施工服務(wù)組開挖順序和爆破參數(shù),詳見爆破參數(shù)表1。

        表1 施工服務(wù)區(qū)上臺階開挖爆破設(shè)計參數(shù)表

        2.2 組裝區(qū)開挖設(shè)計方案

        TBM組裝區(qū)洞室開挖是在施工服務(wù)區(qū)段完成后跟進(jìn)進(jìn)行,分上、中、下三臺階開挖。

        上臺階中導(dǎo)采用353E鑿巖臺車開挖,開挖尺寸為7.9 m×5.75 m,兩側(cè)預(yù)留3 m光爆層和巖臺梁部位,光面爆破,中導(dǎo)開挖超前2~3個開挖循環(huán)長度,循環(huán)進(jìn)尺3.0 m。巖臺梁部位用YT28風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔,人工裝藥,光面爆破。光爆孔暫定孔距40 cm,線裝藥密度控制在150 g/m以內(nèi)。用側(cè)卸裝載機(jī)配自卸汽車出渣。開挖后及時進(jìn)行系統(tǒng)支護(hù),錨桿、鋼支撐、掛網(wǎng)、噴混凝土等系統(tǒng)支護(hù)一次完成。

        中臺階中導(dǎo),采用353E鑿巖臺車開挖,開挖尺寸為7.9 m×7.25 m,兩側(cè)預(yù)留3 m光爆層,中導(dǎo)超前2~3排炮,循環(huán)進(jìn)尺3.0 m。用側(cè)卸裝載機(jī)配自卸汽車出渣。

        下臺階中導(dǎo),采用353E鑿巖臺車開挖,開挖尺寸為7.9 m×4.0 m,兩側(cè)預(yù)留3 m光爆層,中導(dǎo)超前2~3排炮,循環(huán)進(jìn)尺3.0 m。用側(cè)卸裝載機(jī)配自卸汽車出渣。

        3 m光爆層采用YT28風(fēng)動鑿巖機(jī)豎向打孔分層開挖的方式進(jìn)行施工,單層高度3.75 m。開挖后及時進(jìn)行系統(tǒng)支護(hù),錨桿、鋼支撐、掛網(wǎng)、噴混凝土等系統(tǒng)支護(hù)一次完成。開挖完成后進(jìn)行系統(tǒng)錨桿及巖壁梁錨桿支護(hù)施工。組裝區(qū)開挖順序和爆破參數(shù),詳見爆破參數(shù)表2~4。

        表2 TBM組裝區(qū)第一步開挖爆破參數(shù)

        表3 TBM組裝區(qū)第二步開挖爆破參數(shù)

        表4 TBM組裝區(qū)第三步開挖爆破參數(shù)

        TBM組裝區(qū)第四至九步開挖爆破參數(shù)略。

        2.3 裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計

        周邊孔裝藥結(jié)構(gòu),采用空氣柱間隔裝藥,詳見圖1。

        圖1 裝藥結(jié)構(gòu)圖

        2.4 堵塞方式

        所有裝藥炮孔用炮泥堵塞,周邊孔堵塞長度不小于30cm。

        2.5 施工控制重點(diǎn)

        1)施工需保證預(yù)留層的厚度,嚴(yán)禁放大炮造成預(yù)留層不足或結(jié)構(gòu)破壞。

        2)炮眼底部需在同一平面,深度較開挖深度深10~20 cm。

        3)炮眼施工需在同一條線上,間距均勻,方向平行。

        4)爆破參數(shù)需根據(jù)該段巖石揭露情況適時調(diào)整。

        3 現(xiàn)場測量及施工監(jiān)測方案設(shè)計

        3.1 測量

        洞內(nèi)觀測分為開挖工作面觀測和初期支護(hù)狀況觀測兩部分。開挖工作面在每次開挖后一次噴射混凝土前進(jìn)行。觀測內(nèi)容包括圍巖狀況的觀測和記錄,觀測工作面狀態(tài)、圍巖風(fēng)化程度、節(jié)理裂隙、斷層分布和形態(tài)、地下水情況以及噴錨混凝土的效果。

        3.2 洞內(nèi)周邊位移量測

        量測開挖斷面的收斂情況,包括量測拱頂下沉、凈空水平收斂以及在斷層帶底板上鼓量測。

        3.3 測點(diǎn)布置和量測

        該段工程洞室斷面型式分為圓拱直墻型、圓型、馬蹄型、蘑菇型等,每個監(jiān)測斷面設(shè)3~5個收斂測點(diǎn)。

        4 結(jié)語

        大伙房水庫輸水工程TBM施工服務(wù)區(qū)和組裝區(qū)開挖歷時4個月完成,開挖完成后緊跟組裝區(qū)段混凝土襯砌和吊車梁設(shè)備安裝調(diào)試等工作。由于開挖方案設(shè)計科學(xué)合理,確保了爆破開挖施工安全,整個TBM安裝洞段從開挖到混凝土襯砌、到具備TBM設(shè)備安裝條件僅僅用時6個月時間,為后續(xù)TBM設(shè)備順利安裝和掘進(jìn)打下了堅實(shí)基礎(chǔ)。

        [1]唐與,黃柏洪.支撐式TBM與雙護(hù)盾式TBM在設(shè)計選型中的比較[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2009,(02):68-72+ 111.

        [2]毛文莉.TBM在大伙房水庫輸水工程隧洞施工中的應(yīng)用[J].水利建設(shè)與管理,2010,(09):4-5+12.

        [3]李靜.大伙房水庫輸水工程TBM洞內(nèi)拆卸方案設(shè)計[J].水利建設(shè)與管理,2015,(09):24-27.

        1002-0624(2017)05-0013-02

        TV672+.1

        B

        2017-01-20

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