進(jìn)水口集渣坑施工方案論文
時(shí)間:2022-05-04 11:01:37
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1工程概況
某輸水隧洞氣墊式巖塞進(jìn)水口設(shè)計(jì)從前至后分為爆破巖塞體、鎖口段、梯型高邊墻集渣坑及檢修豎井前隧洞連接段;集渣坑作為巖塞體爆破巖渣的主要處置方式,集渣坑容積設(shè)計(jì)充分考慮巖塞體爆破巖渣自然方量及爆破時(shí)不確定影響因素(巖塞口周圍的滑坡、超挖等),在嚴(yán)格保證過水?dāng)嗝?,洞?nèi)集渣效果及集渣運(yùn)行期間的穩(wěn)定,本工程集渣坑設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為44m,集渣坑高度為20.435~21.31m,寬度為9.2m,由連接段隧洞底板向下開挖12.11m;集渣坑設(shè)計(jì)剖面。
2集渣坑施工方案
根據(jù)隧洞內(nèi)集渣坑“高、寬、陡”特點(diǎn),開挖、支護(hù)編制兩套施工方案。
2.1方案一(連接段形成施工道路)
在連接段隧洞K0+101.882~K0+61.442段形成長(zhǎng)為40.44m,寬為5m的施工運(yùn)輸?shù)缆?,運(yùn)輸?shù)缆菲露葹?:4,運(yùn)輸?shù)缆芳觽?cè)高程為249.49m,比集渣坑底板高2m,集渣坑開挖、支護(hù)、后期混凝土澆筑均可以利用此施工道路施工;運(yùn)輸?shù)缆钒凑兆畲笃卤?:4,運(yùn)輸?shù)缆匪介L(zhǎng)度40.44m,集渣坑進(jìn)行常規(guī)的爆破分層施工,隨著每層開挖形成;集渣坑內(nèi)開挖石渣可以在工作面內(nèi)直接利用液壓反鏟裝自卸汽車運(yùn)輸出洞外,本施工道路還可用作支護(hù)、混凝土襯砌材料及設(shè)備運(yùn)輸。洞內(nèi)開挖分層。集渣坑施工完畢以后,運(yùn)輸?shù)缆凡捎肅20拋石混凝土回填至原連接段隧洞底板設(shè)計(jì)高程。
2.2方案二(集渣坑段內(nèi)形成施工道路)
先期在集渣坑施工過程中,形成17.6%(坡度角約10°)的出渣施工運(yùn)輸?shù)缆罚源耸┕さ缆窞榉纸缇€,分為A區(qū)和B區(qū)兩個(gè)施工區(qū)域進(jìn)行施工。A區(qū)及施工道路以下2m范圍內(nèi)的開挖、支護(hù)利用此施工道路施工;B區(qū)內(nèi)的開挖、支護(hù)施工擬利用液壓反鏟及垂直運(yùn)輸方式施工。AB區(qū)分界線以上的石渣可以直接采用液壓反鏟裝車運(yùn)輸,B區(qū)出渣將采用兩臺(tái)1.0m3反鏟以打接力的方式將石渣倒運(yùn)至連接段隧洞內(nèi),然后裝15t自卸車出渣,最后剩余少量石渣采用人工輔助吊籃從集渣坑內(nèi)運(yùn)出;B區(qū)的支護(hù)以及集渣坑的混凝土襯砌施工也利用垂直運(yùn)輸方式施工。
3兩種方案工期分析
3.1方案一
開挖共分六層,Ⅰ層為隧洞主過水?dāng)嗝骈_挖,Ⅱ?qū)痈?.76m,Ⅲ層~Ⅴ層高為3m,保護(hù)層0.5m,Ⅲ層~Ⅴ層每層先開挖先鋒槽,先鋒槽布置于集渣坑上游側(cè)靠近巖塞位置,先鋒槽第一次開挖尺寸為3m寬,二次擴(kuò)挖至5.3m寬;每層先鋒槽開挖完成后采用水平開挖方法,由巖塞體向連接段方向開挖,每排炮進(jìn)尺3m。Ⅱ?qū)右韵麻_挖支護(hù)共計(jì)73天完成,Ⅰ層開挖支護(hù)計(jì)劃13天完成,集渣坑施工時(shí)間共計(jì)86天。利用施工道路,底板基礎(chǔ)清理計(jì)劃7天完成。利用施工道路,混凝土施工時(shí)材料及設(shè)備可以直接運(yùn)輸至工作面,集渣坑混凝土襯砌施工垂直分縫按9m一倉(cāng),共分為5倉(cāng),(45m長(zhǎng)),施工時(shí)隔倉(cāng)澆筑;水平分縫按3m一層施工考慮,兩側(cè)邊墻平起澆筑,共分為7層,每層計(jì)劃施工3天,混凝土施工約42天。施工道路拋石混凝土施工計(jì)劃7天完成。
3.2方案二
利用寬約5m小部分?jǐn)U挖施工平臺(tái),集渣坑開挖支護(hù)計(jì)劃工期約150天。利用垂直運(yùn)輸設(shè)備,底板混凝土基礎(chǔ)清理計(jì)劃10天完成。集渣坑混凝土施工時(shí)施工材料不能直接運(yùn)輸至工作面,需要利用垂直運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)輸至工作面,集渣坑混凝土襯砌施工垂直分縫按9m一倉(cāng),共分為5倉(cāng),(45m長(zhǎng)),施工時(shí)隔倉(cāng)澆筑;水平分縫按3m一層施工考慮,兩側(cè)邊墻平起澆筑,共分為7層,每層計(jì)劃施工4天,混凝土施工約56天。
3.3施工工期
方案一:開挖支護(hù)計(jì)劃86天完成,底板混凝土基礎(chǔ)清理計(jì)劃7天完成,混凝土襯砌計(jì)劃42天完成,拋石混凝土計(jì)劃7天完成,總工期142天。方案二:集渣坑開挖支護(hù)計(jì)劃150天,底板混凝土基礎(chǔ)清理計(jì)劃10天完成,混凝土襯砌計(jì)劃56天完成,總工期216天。集渣坑開挖支護(hù)為關(guān)鍵工作,處于關(guān)鍵線路上,施工方案一相對(duì)于施工方案二節(jié)省直線工期74天,從而節(jié)省總工期74天;扣除混凝土襯砌節(jié)省的施工時(shí)間14天,集渣坑施工方案一開挖支護(hù)節(jié)省總工期60天。
4、兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)
4.1方案一(連接段形成施工道路)
優(yōu)點(diǎn):在連接段形成施工道路,本方案開挖及運(yùn)輸施工與常規(guī)洞挖方法一致,施工速度快,集渣坑的石渣運(yùn)輸不受限制,運(yùn)輸設(shè)備可在工作面進(jìn)行裝渣,大大節(jié)省工期;施工安全有保障,施工人員及設(shè)備施工通道有保障,為后期的混凝土襯砌的各個(gè)工序施工提供了運(yùn)輸通道。缺點(diǎn):本方案需要新增加開挖量(10.11*40.44)/2*5=1022m3,C20拋石混凝土1022m3。
4.2方案二(集渣坑段內(nèi)形成施工道路)
優(yōu)點(diǎn):不需要大幅增加開挖及回填混凝土工程量。缺點(diǎn):集渣坑B區(qū)開挖出渣需要兩臺(tái)液壓反鏟進(jìn)行倒渣,人工配合運(yùn)渣,出渣較困難,存在安全隱患問題多,本方案中石渣運(yùn)輸存在垂直作業(yè),特別是靠近連接段側(cè),施工中考慮安全因素較多?;炷潦┕て陂g沒有施工通道,需要增設(shè)起重機(jī)或卷?yè)P(yáng)機(jī)簡(jiǎn)易提升系統(tǒng),減慢了工程施工進(jìn)度。
5施工成本
施工方案一開挖支護(hù)節(jié)省工期60天,增加開挖及C20混凝土回填成本約(165+405)*1022=58.3萬元施工方案二相對(duì)施工方案一比較,延長(zhǎng)工期60天,增加小部分?jǐn)U挖及垂直運(yùn)輸費(fèi)用約20萬元。
6方案比選
集渣坑開挖支護(hù)施工方案一(連接段形成施工道路)比施工方案二(集渣坑段內(nèi)形成施工道路)縮短工期60天,但增加費(fèi)用約38.3萬元;方案二渣料、物料運(yùn)輸均必須經(jīng)過裝卸倒運(yùn),施工繁瑣,且用另置提升系統(tǒng)施工存在安全隱患。集渣坑作為巖塞進(jìn)水口關(guān)鍵部位,從施工進(jìn)度、施工安全、施工方便的角度考慮,兩種方案經(jīng)過比選應(yīng)擬采用施工方案一進(jìn)行集渣坑施工。
7結(jié)語(yǔ)
隧洞內(nèi)集渣坑施工受空間限制,高空作業(yè),交叉作業(yè),安全管控難度較大,集渣坑又臨近水源,集渣坑施工突涌水風(fēng)險(xiǎn)極高,開挖支護(hù)強(qiáng)度大、時(shí)間長(zhǎng);受水庫(kù)水位制約,施工工期應(yīng)有嚴(yán)格控制,合理利用有效工期極其重要,集渣坑施工作為巖塞爆破進(jìn)水口施工關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),機(jī)械及人員進(jìn)入、撤離通道方便通暢,對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)施工作業(yè)人員心理素質(zhì)調(diào)節(jié)也能起重大的作用,本工程集渣坑施工方案選擇希望能為后續(xù)類似工程施工提供參考思路。
作者:楊雙龍史玉飛胡凱單位:遼寧省水利廳