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水利水電技術(shù)第4 5 卷2 0 1 4 年第7 期 菲律賓大馬尼拉供水工程隧洞 混凝土襯砌施工 張麗,王小兵,張美麗,宿希鳳,王江 ( 中國水利電力對外公司,北京1 0 0 1 2 0 ) 摘要:針對大馬尼拉供水項(xiàng)目3 7in 直徑、20 6 5m 長供水隧洞混凝土襯砌,采用三套全圓針粱式 鋼模臺車快速施工,在通風(fēng)、排水、供電、混凝土運(yùn)輸?shù)确矫娌扇×艘幌盗写胧?,從而?shí)現(xiàn)了保護(hù)層 開挖支護(hù)、混凝土襯砌、灌漿消缺、底板清理等多工序最大限度的平行交叉作業(yè),保證了施工速度和 工程質(zhì)量,為項(xiàng)目提前通水起到了決定性作用。 關(guān)鍵詞:隧洞;混凝土襯砌;大馬尼拉供水工程;菲律賓 中圖分類號:T V 5 5 4 1 4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 4 ) 0 7 0 0 5 4 0 3 C o n s t r u ct io no fco n cr e t elin in go fw a t e rs u p p lyt u n n e lf o rA n g a tW a t e rU t iliz a t io na n dA q u e d u ct I m p r o v e m e n tP r o j e ctinP h ilip p ille s Z H A N GL i,W A N GX ia o b in g ,Z H A N GM e ili,S UX if e n g ,W A N GJ ia n g ( C h in aI n t e r n a t io n a lW a t e r E le ct r icC o r p o r a t io n ,B 西in g1 0 0 1 2 0 ,C h in a ) A b s t r a ct :A im in ga t t h eco n s t r u ct io no ft h elin in go ft h ew a t e rs u p p lyt u n n e lf o rA n g a tW a t e rU t iliz a t io na n dA q u e d u ctI m p r o v e m e n tP r o j e ctint h eP h ilip p in e s ,t h r e es e t so ff u ll s e ct io ns t e e lf o r mj u m b oo fn e e d le - b e a mt y p ea F ea d o p t e df o rt h er a p idco n s t r u c t io n ,w h iles e r ie so ft e ch n ica lm e a s u r e sint h ea s p e ct ss u cha sv e n t ila t io n ,d r a in a g e ,p o w e rs u p p lya n dco n cr e t et r a n s p o r t a t io n , e t ca let a k e na sw e llT h e r e f o r e ,t h ep a r a lle la n dcr o s sw o r k in ga m o n gs e v e r a l w o r k in gp r o ce d u r e s ,ie t h ee x ca v a t io na n ds u p p o r to fp r o t e ct io nla y e r ,co n cr e t elin in g ,g r o u t in gr e p a ir in g ,a n df lo o rcle a n in g ,e t e isr e a liz e da tt h e 懈im u ms e r e ,a n dt h e n t h eco n s t r u ct io nq u a lit yise n s u r e d ,w h ichp la y sad e cis iv er o lef o rs u p p ly in gw a t e rina d v a n ce K e yw o r d s :w a t e rs u p p lyt u n n e l;co n cr e t elin in g ;A n g a tW a t e rU t iliz a t io na n dA q u e d u ctI m p r o v e m e n tP r o j e ct ;t h eP h ilip p in e s 1 工程概況 菲律賓大馬尼拉供水項(xiàng)目A Q 一6 號管線全長 9 8 8 1k m ,在業(yè)主擁有的6 0m 路權(quán)范圍內(nèi)已經(jīng)有5 條輸水管線正在運(yùn)行,A Q 一6 號管線主要布置在正 在供水的A Q 一1 與A Q 一4 供水管道之間,平均距離 不足5m 。該項(xiàng)目主要包括3 條總長度為33 9 6m 的 引水隧洞,襯砌后隧洞直徑為3 7m ;4 段總長度為 64 8 5m 的引水鋼管,內(nèi)徑為3 3m 。最長的6 供水 隧洞長20 6 5m ,縱向坡度0 0 2 3 ,開挖斷面為馬 蹄形,根據(jù)不同的圍巖特征初期采取網(wǎng)噴、鋼支撐噴 鋼纖維混凝土等支護(hù),后期素混凝土襯砌、襯砌厚度 2 5 0m m 、襯后直徑3 7m 圓形,襯后回填灌漿。前 期采用兩臺懸臂式掘進(jìn)機(jī)從進(jìn)出口兩端相向開挖,是 項(xiàng)目的關(guān)鍵線路的咽喉工程,關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)且的通水 工期。 2 工程特點(diǎn) 2 1 施工環(huán)境復(fù)雜。工程難度大 隧洞所穿過巖層均為松軟破碎的第三、四紀(jì)覆蓋 層,并從正在運(yùn)行的老管線中間穿過,相鄰管線漏水 嚴(yán)重,巖層極易泥化。為了減少底板擾動(dòng)及方便運(yùn)輸 車輛通行,隧洞開挖時(shí)不僅留設(shè)了部分保護(hù)層,而且 收稿日期:2 0 1 3 1 1 - 2 0 作者筒貧:張麗( 1 9 8 4 一) ,女,寧夏人,工程師,業(yè)務(wù)經(jīng)理。 W a t e rR e s o u r ce sa n db ly d r o p o w e rE n g in e 州n gV 0 1 4 5N o 7 張麗,等菲律賓大馬尼拉供水工程隧洞混凝土襯砌施工 王整墅幽 地- - - 貌線 6m ,混凝土罐車 3 堂m 懶,掣H B T - 6 0 4 0 尷必攀臺一戶彥篙蠛琴 至洞口 底板未清理段 圖1 施工方案示意 又鋪設(shè)了砂礫料道路。因此,不但底板清理工程量 大、嚴(yán)重制約混凝土施工,而且底板支護(hù)后仍比較松 軟,對襯砌臺車行走、倉號準(zhǔn)備等帶來困難,還不同 程度地影響混凝土襯砌質(zhì)量和速度。 2 2 施工布置復(fù)雜,輔助工程量大 隧洞斷面小、距離長,在襯后的底板上鋪設(shè)砂礫 料方能勉強(qiáng)滿足小型混凝土罐車洞內(nèi)運(yùn)輸要求,增加 了道路鋪設(shè)及清理工序;洞內(nèi)空間受限,起吊設(shè)備難 以進(jìn)洞,鋼模臺車無法在洞內(nèi)組裝就位;洞內(nèi)供電、 通風(fēng)、排水等設(shè)施布置困難,洞內(nèi)運(yùn)輸更加困難,而 混凝土運(yùn)輸成為了影響施工的關(guān)鍵因素;因此不但輔 助工序占用了較多的直線工期,而且嚴(yán)重制約了混凝 土襯砌速度。 2 3 施工管理復(fù)雜。工期壓力大 業(yè)主一再要求縮短工期,20 6 5in 的隧洞襯砌及 灌漿僅有不足6 個(gè)月的施工時(shí)間,月施工強(qiáng)度不能低 于3 6 0m ,清底、支護(hù)、襯砌、灌漿、消缺、清理等 施工工序必須交叉進(jìn)平行作業(yè);對施工組織、資源配 置、現(xiàn)場管理等提出了更高的要求。 3 施工方案 基于該工程的特點(diǎn),結(jié)合項(xiàng)目的具體情況, 依照充分利用已有資源、最大限度地平行作業(yè)、 全力滿足工期要求的原則,采取了如下施工方案 ( 見圖1 ) 。 3 1 混凝土襯砌 三套全圓針梁式鋼模臺車( 1 套1 2m 、2 套1 5 m ) 由出口向進(jìn)口方向調(diào)倉襯砌,即:三套臺車均在 出口組裝完成;第一套臺車隨底板清理支護(hù)每隔三倉 襯砌一倉( 倉號順序4 、8 、1 2 、1 6 ,依次類推) , 在特殊部位( 塌方區(qū)、底板松軟地帶、不穩(wěn)定地層、 漏水嚴(yán)重區(qū)域等) 以及視底板清理速度也可適時(shí)襯 砌;第二套臺車每隔三倉襯砌一次( 倉號順序2 、6 、 1 0 、1 4 ,依次類推) ;第三套臺車按1 、3 、5 、 7 順序進(jìn)行補(bǔ)倉。 水利水電技術(shù)第4 5 卷2 0 1 4 年第7 期 H B T - 6 0 4 0 混凝土泵 洞內(nèi)混凝 土礫墊路 3 2 混凝土運(yùn)輸 在地表交通便利位置( 距隧洞出口4 7 5m 、11 5 6 n l、17 3 8m ) 設(shè)置三個(gè)直徑3 0 0m m 的混凝土垂直輸 料孑L ( 孔深3 7n l、2 7m 、1 5m ) ,在孑L 內(nèi)安裝1 5 9m m 直徑鋼管、在管口及管內(nèi)采取緩降措施,混凝土罐 車從集中混凝土拌和站運(yùn)至輸料孔上口卸人集料 槽、沿輸料管溜入停在洞內(nèi)孔口下方的小混凝土罐 車內(nèi),就近運(yùn)至使用地點(diǎn),用混凝土泵人倉。對于 第二、三套臺車每襯砌一個(gè)循環(huán)后,在底拱上鋪設(shè) 砂礫料道路。 3 3 保護(hù)層開挖支護(hù) 利用小挖掘機(jī)配合挖掘式扒渣機(jī)由隧洞出口向進(jìn) 口方向清理,小型自卸汽車運(yùn)輸,根據(jù)底板開挖穩(wěn)定 情況及時(shí)進(jìn)行噴鋼纖維混凝土支護(hù),必要時(shí)進(jìn)行鋼支 撐加固;對于特殊地帶適時(shí)利用第一套臺車襯砌,確 保施工安全。 3 4 輔助工程 輔助工程如下:( 1 ) 供電,在集中輸料孔上方 安裝發(fā)電設(shè)備、沿孔內(nèi)安設(shè)電纜向洞內(nèi)供電,就近 接入用電設(shè)備;( 2 ) 供風(fēng),在洞口安裝空壓機(jī),敷 設(shè)供風(fēng)管道向洞內(nèi)供風(fēng);( 3 ) 供水,在出口安裝高 壓水泵敷設(shè)管路向洞內(nèi)供水;( 4 ) 排水,采取抽排 相結(jié)合的方式,即沿隧洞布設(shè)集中排水溝并安裝集 中排水管,在不同地點(diǎn)設(shè)積水坑、安裝水泵排人集 中排水管排至洞外沉淀池;( 5 ) 通風(fēng),采用混合式 通風(fēng),即在出口安裝風(fēng)機(jī)通過膠質(zhì)風(fēng)筒向洞內(nèi)壓入 新鮮風(fēng)流,在洞內(nèi)灌漿、襯砌、清底等施工地點(diǎn)安 裝小風(fēng)機(jī)進(jìn)行擴(kuò)散通風(fēng)以增加風(fēng)流循環(huán)、降低溫 度,在進(jìn)口安裝風(fēng)機(jī)進(jìn)行抽出式通風(fēng)以減少回風(fēng)流 阻力、增加負(fù)壓。 3 5 灌漿及消缺 隨混凝土襯砌的進(jìn)行滯后一定距離,采取平行作 業(yè)完成灌漿及消缺,即當(dāng)開始使用輸料孔供料后,即 可進(jìn)行灌漿及消缺工作;利用混凝土襯砌時(shí)段( 洞內(nèi) 罐車不通行區(qū)段) 進(jìn)行鉆孔、灌漿、消缺等工作,必 張麗,等菲律賓大- B 尼拉供水工程隧洞混凝土襯砌施“ 3 - 須給洞內(nèi)道路鋪設(shè)留足時(shí)間,保證混凝土襯砌的順利 進(jìn)行。 3 6 道路清理 利用挖掘式裝載機(jī)裝入小自卸車運(yùn)抵洞外。 4 施工中出現(xiàn)的問題及對策 4 1 洞內(nèi)混凝土運(yùn)輸速度慢。嚴(yán)重制約襯砌速度和 質(zhì)量 由于洞內(nèi)小混凝土罐車有效容積只有2 5m 3 , 而每襯砌一倉混凝土( 平均7 0m 3 左右) 需要往返近 3 0 趟,且重車必須倒車行駛,隨著運(yùn)輸距離的變化, 平均每趟往返時(shí)間超過2 0m in ,因此每倉襯砌時(shí)間平 均在1 0h 以上。這樣,第一套臺車襯砌占用了較多 的保護(hù)層開挖支護(hù)時(shí)間,使本來就不輕松的保護(hù)層開 挖工作變礙更加緊張,第二、三套臺車的襯砌質(zhì)量和 速度也受到了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。針對這種情況,首先調(diào)整了 混凝土配合比,添加緩凝劑延緩混凝土初凝時(shí)間,確 保施工質(zhì)量;其次改造混凝土罐車、增大容積、提高 卸載效率,減少運(yùn)輸時(shí)間;其三,合理工序安排,加 強(qiáng)勞動(dòng)組織,加快臺車移動(dòng)、封堵、止水安裝等準(zhǔn)備 工作速度,提高襯砌循環(huán)率;同時(shí)最大限度地發(fā)揮輸 料孔的作用,充分利用混凝土泵的有效輸送距離,盡 力提高混凝土襯砌速度。 4 2 隧洞底板松軟,保護(hù)層開挖支護(hù)、臺車行走困難 受特殊地層及相鄰管線漏水的影響,底板保護(hù)層 開挖清理十分困難,支護(hù)工程量增大,特別是支護(hù)后 的底板承載能力有限,自重7 0t 的鋼模臺車不但行走 困難,而且底板支護(hù)易遭到損壞,還出現(xiàn)了不同程度 的臺車傾斜現(xiàn)象,影響了施工速度。為此,一是改造 臺車支座形式,加大支座觸地面積,盡可能減少觸地 比壓;二是底板支護(hù)時(shí)在固定位置增設(shè)了鋼支撐加強(qiáng) 支護(hù),進(jìn)一步防止底板支護(hù)被破環(huán),保證臺車安全可 靠行走。 4 3 施工工序變換頻繁,平行作業(yè)難度大 由于混凝土襯砌已經(jīng)占用了較多的時(shí)間,隨著襯 砌距離的延伸,道路鋪設(shè)越來越困難,占用工序時(shí)間 越來越長;留給鉆孑L 、灌漿、消缺工作時(shí)問越來越 少,平行作業(yè)難度越來越大;為了給襯砌留足時(shí)間、 保證進(jìn)度,時(shí)常出現(xiàn)斷續(xù)停頓,造成灌漿及消缺嚴(yán)重 滯后,給本來就十分緊張的工期增加了壓力。因此, 為盡可能保證灌漿與襯砌、消缺與收尾基本同步,確 ??偣て冢扇×巳缦麓胧阂皇亲畲笙薅鹊仄叫凶?業(yè)( 即灌漿的鉆孔工作在混凝土待強(qiáng)期間利用針梁作 工作平臺超前完成的同時(shí),影響交通的消缺等工作安 排在襯砌期間加強(qiáng)力量完成) 。二是充分發(fā)揮輸料孔 的作用( 灌漿設(shè)備不進(jìn)洞,布置在洞外及輸料孔上 方,利用高壓管供料;道路鋪設(shè)的砂礫料利用輸料孔 輸料,減少洞內(nèi)運(yùn)輸距離,節(jié)約鋪路時(shí)間,給灌漿、 襯砌創(chuàng)造便利條件) 。三是提前開始尾工處理,砂礫 道路清理是最大的收尾項(xiàng)目,如果在襯砌完成后開始 清理,將嚴(yán)重影響工期,根據(jù)施工具體情況,首先充 分利用第一套臺車( 即第一套臺車運(yùn)行至進(jìn)口2 0 0m 時(shí)開始連續(xù)襯砌,提高了襯砌速度,大大緩解了二、 三套臺車襯砌壓力) ;其次減少砂礫料道路的鋪設(shè)長 度( 即第二套臺車在距離三號輸料孔1 5 0m 的位置 時(shí),施工道路不再延伸,利用混凝土泵直接入

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