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辅助坑道在长斜井施工中的应用

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摘要:针对川东北至川西输气管道工程通江隧道的设计情况,本文详尽阐述了合理的增设辅助导坑后,既降低了施工难度,又加快了施工进度,保证了施工工期,增加了经济效益。

关健词:辅助坑道; 应用

中图分类号: TU74 文献标识码: A 文章编号:

前言

随着国家经济的发展,国家投入大量的资金来调整能源的分配,如:西气东输、川气东送都是国家能源调配的重大项目。这些项目需要建长距离的输气管道,要穿越纵多大小的江河,如川气东送输气管线的长江穿越、榆济输气管线的黄河穿越等。另外,随着城市的发展,出现了自来水管道、电缆管道跨越河流工程,这些穿越大都是通过小型隧道来实。隧道基本上都采用竖井、斜井、平巷的形式。本文通过一工程实例来阐述在长斜井施工中增设辅助导坑来达到减少工程难度、加快施工进度的目的。

工程简介:

川东北至川西输气管道工程是中国石化股份公司西南油气分公司为落实国家西部开发战略、为加快天然气产业发展而投资新建的一大型跨地区天然气建设项目。该项目作为川气东送工程上游开发、生产和下游市场销售的重要联络纽带,是我国又一条贯穿东西地区的天然气管道大动脉。

通江隧道工程是整个项目的重点、难点工程。设计采用“斜井—平巷—斜井”布置方式,南岸斜井长609.13m,倾角23.5°,北岸斜井长461.45m,倾角30°,平巷长220.79m,坡度3‰。隧道断面采用半园直墙式,净宽3m,净高3m,净断面面积8.02m2。详见图1 隧道设计立面图

图1 隧道设计立面图

三、辅助坑道的设置

针对本工程斜井长、倾角大,施工非常困难;工期紧:总工期为240天的特点,将原设计做适当调整,增设辅助坑道。进出口端分别增设一平行导洞,具体调整如下:

1、导洞洞口位置选择

导洞洞口选择时综合考虑施工道路、弃渣、洪水水位、导洞的长度、导洞附近村民的情况、围岩情况等。最终选择在两岸乡村公路一侧的一陡崖旁边,该处围岩整体性、稳定性好,同时减少洞口的开挖工程量,减少了对边仰坡的支护,交通和弃渣方便。

2、导洞坡度、断面形式、支护方式

考虑到隧道的排水、洞内施工材料、设备的进出。导洞坡度设为1%的正坡,采用直墙半圆式,开挖净高4m,净宽4m。洞口段采用钢拱架结合锚网喷支护,喷砼厚度20cm。其余地段采用锚网喷支护,喷砼厚度8cm。

3、导洞与斜井的交接形式

在斜井正下部设一平巷,平巷长25m,作为车场,安装提升设备。导洞在水平方向上平行于斜井入洞,分别设支洞1、支洞2。支洞1与车场中部相交,斜井下段的渣、施工材料、设备通过支洞1-导洞进出。支洞2交于车场后上方的斜井,斜井上段的渣、施工材料、设备通过支洞2-导洞进出。这样在斜井上段增加一工作面,有利于加快工期。 车场上部的斜井暂时不开挖,待上下段斜井施工完后再开挖,将车场回填,支洞及导洞封闭。

4、调整后整个工程的施工顺序:

1)隧道开挖施工顺序

导洞、支洞1及车场、下山施工

导洞、支洞2、上山施工。由于向下施工段还有平巷的施工,下山施工是控制整个隧道施工的关键。上山施工段只考虑单头施工,上山施工段的明洞段在上山井口处完成。详见图2 施工顺序示意图。

图2 施工顺序示意图

2)、隧道上山开挖完后,开始上山的二衬(浇注拱墙的同时,浇注底板、梯步、水沟、管道滑动支墩、安装扶手等);上山衬砌的同时,下山继续开挖;

3)、下山开挖完时,上山衬砌已完成,开始下山的衬砌(浇注拱墙的同时,浇注底板、梯步、水沟、管道滑动支墩、安装扶手等);

4)、下山衬砌完成后,开挖预留安全岩柱;

5)、预留安全岩柱段衬砌;

6)、待管道安装好后,浇注固定支墩。

5、施工导洞、车场的处理。

车场、导洞与主洞交叉处采用M10浆砌块石头或C15砼回填。导洞口采用M10浆砌块石头或C15砼回填风堵。

6、调整后的隧道立面图及导洞布置图见图3、图4、图5

图3 调整后的施工立面示意图

图4 南岸导洞布置图

图5 北岸导洞布置图

图3 调整后的施工立面示意图

图4 南岸导洞布置图

图5 北岸导洞布置图

四、总结

1、通过在斜井中部增设施工导洞,斜井被分为两段,每段的施工长度减小,降低了施工难度。在斜井的提升距离减小,出渣速度加快,从而加快施工进度。

2、由原来的两个工作面,增加至四个工作面,加快了施工难度。

3、由于隧道开挖断面小,只有12m2左右。开挖、初期支护、二衬不能平行作业,只能单工序作业。通过增设导洞后,斜井上段提前进入衬砌。从而缩短施工工期。

4、经济效益方面:导洞的工程量通过变更得到了业主的承认,计入合同总价。4个工作面共设2个临时施工场地,两套大型设备,进出口上下山的施工人员可随时统一调配。工作面增加,但是设备投入增加不多。工期缩短、难度减小,降低了施工成本,增加了经济效益。

5、斜井上山施工段难度较大,特别是在排渣时安全隐患较多、通风效果也很难得到保证。