CN109356593A - 一种引水隧洞开挖施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种引水隧洞开挖施工方法，包括以下步骤：步骤1、从引水隧洞进口采用人工钻爆法施工，采用TBM机从出口段施工；步骤2、TBM启动洞室与旁通洞开挖启动室与旁通洞开挖方式相同超前管棚加固完成后,进行启动洞室开挖施工；开挖分两层进行施工；采用人工手持风镐配合小挖掘机进行开挖,装载机出渣至旁通洞口矿车斗内；步骤3、主洞开挖。本发明的技术方案攻克了复杂地质问题、罕见的技术难题，本发明具有适用范围广、工作效率高的特点，适合推广应用。
Description
技术领域
本发明属于水利工程技术领域，涉及一种引水隧洞开挖施工方法。
背景技术
隧洞开挖是指修建隧洞时，将土或岩石松动、破碎、挖掘并运输出碴的工程。它广泛应用于水利工程中的引水、泄水、导流、交通以及其他隧洞的施工。隧洞施工具有工作面狭窄、劳动条件差、工序多、干扰大等特点，特别是容易发生安全事故，必须事先做好地质勘探工作，合理选定洞口、支洞位置、出碴运输路线以及隧洞开挖的方法。隧洞开挖主要包括掘进、出碴、安全支护以及风、水、电供应和通风、排水等辅助作业。
在岩石地层中应用最多的是钻孔爆破法，从20世纪50年代开始，随着隧洞掘进机的发展，在许多国家用隧洞掘进机开挖隧洞也占一定比重。在土质地层中，除以人工为主开挖外，还可采用盾构法或顶管法施工。由于隧洞开挖受地质条件影响非常大,特殊地质条件下必须要以开拓性的思维,结合具体工况,创造性地解决具体问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种引水隧洞开挖施工方法。
其具体技术方案为：
一种引水隧洞开挖施工方法，包括以下步骤：
步骤1、从引水隧洞进口采用人工钻爆法施工，采用TBM机从出口段施工；
步骤2、TBM启动洞室与旁通洞开挖
启动室与旁通洞开挖方式相同，
TBM启动室长10m,开挖断面为马蹄形,宽7.13m、高7.06m。由于开挖断面较大,且该段处于断层破碎带,围岩条件较差,在TBM启动洞室开挖施工前,实施10m长Φ70mm超前大管棚,拱顶全范围施作,共47根,并进行注浆加固。
超前管棚加固完成后,进行启动洞室开挖施工。开挖分两层进行施工。采用人工手持风镐配合小挖掘机进行开挖,装载机出渣至旁通洞口矿车斗内。
步骤3、主洞开挖
主洞开挖分两层施工：上导洞人工开挖和下导洞TBM机开挖。
主动上导洞开挖：超前管棚10m一个循环，围堰固结灌浆5m一个循环，开挖支护50cm一个循环。
下导洞开挖为TBM机开挖。
进一步，步骤2中，支护采用HW200×200型钢拱架,间距50cm,喷混凝土厚度30cm。
进一步，步骤2中，为确保拱脚稳定，设置大拱脚。
进一步，步骤3中，所述主洞开挖工序为：
31.用两台大功率钻机进行超前管棚的施工，超前管棚直径70mm，长12m，每循环47根；
32.对围岩进行固结灌浆加固处理，钻孔深度12m，每循环31根，灌浆材料为水泥+水玻璃或类似材料双液浆；
33.采用人工手持风镐配合小挖掘机进行开挖施工出渣采用装载机运至旁通洞口矿车斗内,再由柴油机车运出洞外；安装HW200x200钢拱架,并进行挂钢网和喷混凝土施工。每循环开挖50cm左右；
34.开挖支护完成5m后,对开挖掌子面进行喷砼封闭；在已开挖支护段径向实施间距1.0m、长注浆锚杆,并实施底拱连接和喷砼；同时进行8根12m长排水管施工。
进一步，在引水隧洞进口增加一台NFM-TBM，由进口向出口方向掘进，进口处双护盾TBM机施工7000m，洞径5m，管片衬砌厚0.28m，环宽1.6m，六边形管片，四片管片成一环，出口处双护盾TBM施工，洞长约14000m，洞径5m，管片衬砌厚0.35m，环宽1.5m，四边形管片，5+1片管片成一环。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的技术方案
本发明的技术方案攻克了复杂地质问题、罕见的技术难题，本发明具有适用范围广、工作效率高的特点，适合推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
隧洞开挖分两个阶段进行：
一.第一阶段
第一阶段按设计进行单向施工。从引水隧洞进口K0+060—K3+000采用人工钻爆法施工。K3+000以后采用TBM机从出口段施工。出口段开挖6.77km后遇到F5、F4断层。
二.第二阶段
采取进出口双向掘进的举措。
在处理完452m，F5、F4断层还剩余652m时，为确保总工期，在引水隧洞进口增加一台NFM-TBM，由进口向出口方向掘进。进口处双护盾TBM机施工7000m，洞径5m，管片衬砌厚0.28m，环宽1.6m，六边形管片，四片管片成一环。
出口处双护盾TBM施工，洞长约14000m，洞径5m，管片衬砌厚0.35m，环宽1.5m，四边形管片，“5+1”片管片成一环。。
引水隧洞出口接明渠段，全长545m。明渠由U形明渠段、渐变过渡段、梯形明渠段、扩散消能段等组成，明渠出口接入宝库河。
三.第二阶段中剩余洞段的开挖
采取进出口双向掘进的务实举措，积极推进引水隧洞剩余10.53km的施工。
1.TBM启动洞室与旁通洞开挖。
启动室与旁通洞开挖方式相同。
TBM启动室长10m,开挖断面为马蹄形,宽7.13m、高7.06m。由于开挖断面较大,且该段处于断层破碎带,围岩条件较差,在TBM启动洞室开挖施工前,实施10m长Φ70mm超前大管棚,拱顶全范围施作,共47根,并进行注浆加固。
超前管棚加固完成后,进行启动洞室开挖施工。开挖分两层进行施工。采用人工手持风镐配合小挖掘机进行开挖,装载机出渣至旁通洞口矿车斗内。支护采用HW200×200型钢拱架,间距50cm,喷混凝土厚度30cm。为确保拱脚稳定，设置大拱脚。
2.主洞开挖
主洞开挖分两层施工：上导洞人工开挖和下导洞TBM机开挖。
主动上导洞开挖：超前管棚10m一个循环，围堰固结灌浆5m一个循环，开挖支护50cm一个循环。
下导洞开挖为TBM机开挖。
主洞开挖工序为：
1)用两台大功率钻机进行超前管棚的施工，超前管棚直径70mm，长12m，每循环47根；
2)对围岩进行固结灌浆加固处理，钻孔深度12m，每循环31根，灌浆材料为水泥+水玻璃或类似材料双液浆；
3)采用人工手持风镐配合小挖掘机进行开挖施工出渣采用装载机运至旁通洞口矿车斗内,再由柴油机车运出洞外；安装HW200x200钢拱架,并进行挂钢网和喷混凝土施工。每循环开挖50cm左右；
4)开挖支护完成5m后,对开挖掌子面进行喷砼封闭；在已开挖支护段径向实施间距1.0m、长注浆锚杆,并实施底拱连接和喷砼；同时进行8根12m长排水管施工。
本发明工程的全面建成，实现年调水7.5亿立方米的目标，有效缓解湟水干流地区水资源日益短缺的矛盾。解决了以西宁为中心的东部城市群300万人的饮水安全，为100万亩农林灌溉提供水源，满足湟水干流内工业园区、东部百里长廊特色、现代农牧业用水需求，为当地经济社会发展、生态环境保护、改善民生和群众实现脱贫提供水利支撑。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种引水隧洞开挖施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、从引水隧洞进口采用人工钻爆法施工，采用TBM机从出口段施工；
步骤2、TBM启动洞室与旁通洞开挖
启动室与旁通洞开挖方式相同，
TBM启动室长10m,开挖断面为马蹄形,宽7.13m、高7.06m；由于开挖断面较大,且该段处于断层破碎带,围岩条件较差,在TBM启动洞室开挖施工前,实施10m长Φ70mm超前大管棚,拱顶全范围施作,共47根,并进行注浆加固；
超前管棚加固完成后,进行启动洞室开挖施工；开挖分两层进行施工；采用人工手持风镐配合小挖掘机进行开挖,装载机出渣至旁通洞口矿车斗内；
步骤3、主洞开挖
主洞开挖分两层施工：上导洞人工开挖和下导洞TBM机开挖；
主动上导洞开挖：超前管棚10m一个循环，围堰固结灌浆5m一个循环，开挖支护50cm一个循环；
下导洞开挖为TBM机开挖。
2.根据权利要求1所述的引水隧洞开挖施工方法，其特征在于，步骤2中，支护采用HW200×200型钢拱架,间距50cm,喷混凝土厚度30cm。
3.根据权利要求1所述的引水隧洞开挖施工方法，其特征在于，步骤2中，为确保拱脚稳定，设置大拱脚。
4.根据权利要求1所述的引水隧洞开挖施工方法，其特征在于，步骤3中，所述主洞开挖工序为：
31.用两台大功率钻机进行超前管棚的施工，超前管棚直径70mm，长12m，每循环47根；
32.对围岩进行固结灌浆加固处理，钻孔深度12m，每循环31根，灌浆材料为水泥+水玻璃或类似材料双液浆；
33.采用人工手持风镐配合小挖掘机进行开挖施工出渣采用装载机运至旁通洞口矿车斗内,再由柴油机车运出洞外；安装HW200x200钢拱架,并进行挂钢网和喷混凝土施工；每循环开挖50cm；
34.开挖支护完成5m后,对开挖掌子面进行喷砼封闭；在已开挖支护段径向实施间距1.0m、长4m注浆锚杆,并实施底拱连接和喷砼；同时进行8根12m长排水管施工。
5.根据权利要求1所述的引水隧洞开挖施工方法，其特征在于，在引水隧洞进口增加一台NFM-TBM，由进口向出口方向掘进，进口处双护盾TBM机施工7000m，洞径5m，管片衬砌厚0.28m，环宽1.6m，六边形管片，四片管片成一环，出口处双护盾TBM施工，洞长为14000m，洞径5m，管片衬砌厚0.35m，环宽1.5m，四边形管片，5+1片管片成一环。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190219 |