维普资讯 http://www.cqvip.com 总第１２６期 ２００６年第１Ｏ期 西部探矿工程 ＷＥＳＴ—ＣＨＩＮＡ ＥＸＰＬ０ＲＡＴ１０Ｎ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ｓｅｒｉｅｓ Ｎｏ．１２６ ０Ｃｔ．２００６ 文章编号：１００４—５７１６（２００６）１０—０１９０—０３ 中图分类号：Ｕ４１ ５．６文献标识码：Ｂ 合理配备机械设备、加快隧道施工进度 张泽斌 （中铁二局第二工程有限公司，四川眉山６２００１０） 摘要：对瀑布沟水电站场内交通工程，左岸高线第一标的深启低沟隧道施工中，合理配备机械设备，有效加快隧道施 工进度进行了总结，可供类似工程项目施工参考。 关键词：隧道；施工；机械；配备 国内大型水电站开工建设施工准备期一般为２～３年，准备 期内要完成水电站建设所需的场内外交通工程、泄洪洞、导流洞、 砂石供应系统、生活营地等工程项目。水电站施工准备期开工建 砂浆锚杆、 ６钢筋网、１５ｃｍ厚Ｃ２５钢纤维喷射混凝土结构。 深启低沟隧道的施工工期非常紧张，施工进度指标非常高， 施工条件也是较为具体的。合同要求隧道在２００２年８月１５日 开始洞身开挖，２００２年１２月３１日完成洞身开挖为洞外路基提 供施工通道，２００３年２月１５日隧道全部工程完工；隧道合同工 期６个月，月平均施工进度１０３．８３成洞米；隧道洞身开挖工期 ４．５个月，月平均开挖进度１３８．４４ｍ；隧道弃碴运距５．５ｋｍ，弃碴 设项目多，且众多项目立体密布在坝区６～８ｋｍ的施工区域内， 在狭窄施工区域多点立体交叉施工存在严峻的安全问题，同时 每个单项工程项目的建设工期都非常短和紧张，所以每个项目 的施工工期都必须控制在合同工期以内。这样一来，承担项目施 工的施工单位也就必须科学、合理的配备机械设备，有效的加快 运输只能在水电站交通管制放行期外运，经常存在开挖后弃碴 无法外运的情况。 ２ 深启低沟隧道施工组织 ２．１ 施工方案 施工进度，使得项目工期进度满足合同要求或能提前完成项目 的施工任务。 ｌ 工程概况 大渡河瀑布沟水电站是国家“十五”开工建设项目，是实施西 部大开发战略中跨进新世纪的国家重点建设工程项目。瀑布沟 水电站位于四川省西部大渡河中游的汉源县与甘洛县交界处， 是大渡河流域水电梯级开发的一座大型水电站，设计发电能力 为３３０×１０‘ｋＷ／ｈ，大坝为土石坝，坝高１８５ｍ。 以新奥法原理组织隧道施工，Ⅲ类围岩微台阶法开挖、Ⅳ类 围岩全断面开挖，自制简易拖拉式开挖台架、人工手持风动凿岩 钻机钻眼，双机无轨装碴，自卸汽车无轨运输，压吸混合式通风， 采用光面爆破和湿喷工艺，隧道模筑衬砌铺底和矮边墙超前、自 制轨行式小模板衬砌台车、混凝土灌车运输、机械提升、人工人 模、拱墙一次成型，路面分幅紧跟隧道衬砌施工。 隧道施工采取由隧道出口单口反坡进洞施工，在距隧道进 口２５ｍ处采取小导坑出洞施工、再由洞外向洞内完成掘进开挖。 ２．２进度安排（见表１） 表１进度安排表 瀑布沟水电站场内交通工程左岸高线公路，第一标内的深 启低沟隧道处于标段的尾部，深启低沟隧道是该标段项目开工 后因路基施工安全、项目工期无法有效得到保障、水电站后续众 多、关键主体项目不能如期开工建设、汉乌公路和甘洛县唯一与 外部联系的跨河桥存在被严重损坏的现实情况下，为了水电站 建设不因此而蒙受巨大的、严重的经济损失和极坏的社会影响， 进行道路改线后所新增的隧道工程项目。 深启低沟隧道为一级公路双车道公路隧道，隧道长６２３ｍ。 全隧处于Ｒ一６００ｍ的曲线上，坡度为３‰的一字上坡，洞身开挖 断面９７．７８～ｌ１Ｏ．９８ｒｎ２，最大开挖净宽１３．２ｍ、净高８．８ｍ，曲墙 式衬砌，端墙式洞门，双侧排水沟，２８ｃｍ厚的钢纤维路面，设计有 运营照明系统。隧道地质情况单一，仅在隧道进口段５０ｍ范围 发育了一条宽０．３～１．２ｍ、与隧道洞身中轴线呈近１５。斜交的断 层，该断层呈挤密状、糜棱破碎结构、微有滴水、断层岩土开挖后 自稳性较好。隧道洞身岩质为单一的弱一强风化的花岗岩，花岗 岩呈灰白色、厚。＿巨厚层状、节理裂隙不发育、岩质坚硬。隧道洞 身围岩设计为Ⅲ、Ⅳ类，Ⅲ类围岩５２０ｍ，分布于隧道两端洞口，临 时支护为格栅钢拱架、（２『２２砂浆锚杆、 ６钢筋网、１８ｃｍ厚Ｃ２５ 钢纤维喷射混凝土联合支护结构，模筑为不带仰拱的６０ｃｍ厚 ２．３ 设备配备 组织开挖设备、出碴设备、衬砌支护作业设备及路面作业设 备。 ２．４劳动力组织 Ｃ２５模筑混凝土；ＩＶ类围岩１０３ｍ，分布于隧道中部，衬砌为ｊ２『２２ 组织各类作业人员２２５人。 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６正 第１Ｏ期 张泽斌：合理配备机械设备、加快隧道施工进度 １９１ ２．５机械配备选择 ２．５．１开挖作业 模板骨架通过滑轨结构固定在台车顶层主横梁上，通过与立柱 连接的横向丝杆对其进行有限位移内的外撑和内缩，台车定位 通过台车走行钢轨定位铺设完成。 （１）开挖台架结构及特点：整个台架长６ｍ、高６．Ｏｍ、预留行 车净宽８ｍ。台架设２层作业平台，底层平台距开挖底板３．５ｍ， ②简易小模板衬砌台车加工造价经济，台车就位时间短，对 作业人员操作技能要求不高，衬砌混凝土质量较好。但是，台车 顶层平台距开挖底板６．Ｏｍ，底层作业平台为旋转吊拉平台；台架 作业平台由 ６钢筋焊接而成，台车结构简单。 台架行走部分由两组汽车轮胎组成，前进、后退由装载机或 挖掘机拖拉就位。 （２）开挖台架使用情况： ①台架两立柱固定安装 ８Ｏ的供风钢管和 ５Ｏ高压供水钢 无法水平横向位移，台车就位靠走行部的走行轨铺设定位，台车 就位精度不高；组合小模板易漏浆，小模板问连接部位需用泡沫 胶密封，要求劳动力多，一组模筑混凝土浇筑时间较长，一般需要 ２４～３Ｏｈ。 ③隧道设计时有５２０ｍ的模筑衬砌，一台衬砌台车最大生产 管，外接凿岩钻机和供风、供水钢管。整个台架安装２２台风钻， 每次开挖循环根据围岩的软硬、整体好坏，布置开挖炮眼９Ｏ～ １１０个，在通风和高压供水良好的情况下，每开挖循环凿眼需２．５ ～３ｈ，台架就位和移开共需３０￣４０ｍｉｎ。 ②台架结构简单可在现场制作，易于维修，使用灵活方便。 ③台架自重较大需牵引力较大的拖拉设备，整体稳定性和 刚度有待改进和提高，特别是汽车轮胎行走部分易损坏，台架静 止状态时需采取支垫等其他辅助措施予以固定，减轻汽车轮胎 的承重荷载。 （３）开挖作业循环： ①Ⅲ类围岩一般为每天２．Ｏ～２．５个开挖循环，每天全断面 进尺５～６ｍ，月均全断面进尺１４０￣１６０ｍ。 ②Ⅳ类围岩一般为每天１．８～２．２个开挖循环，每天全断面 进尺６～７ｍ，月均全断面进尺１７Ｏ～１９０ｍ。 ２．５．２出碴作业 （１）隧道出碴采用双机出碴法——两台柳工ＺＬ５０Ｂ侧卸式 装载机，在１台１８ｔ １９卸汽车两侧同时向车内装碴，８～１０台１８ｔ 自卸汽车承担洞碴外运至弃土场，自卸汽车运碴时装载机没有 窝工等车装碴情况。 （２）隧道开挖作业采用光面爆破，其每槽炮进尺和产碴量与 洞身围岩类别关系大致如下： Ⅲ类围岩一般进尺２～２．５ｍ，产碴２２０￣２５０ｍ。，每槽炮出碴 装车约２５￣２８车次，每槽炮出碴用时１３Ｏ～１５０ｍｉｎ。 Ⅳ类围岩一般进尺３～３．５ｍ，产碴２９５￣３４０ｒＷ，每槽炮出碴 装车约３３￣３８车次，每槽炮出碴用时１７０￣２１０ｍｉｎ。 （３）双机出碴法效率高、使用灵活、可操作性好，但其空气污 染严重对通风要求高，出碴设备需常维修保养。 ２．５．３衬砌支护作业 （１）模筑衬砌作业台车： ①模筑衬砌作业台车采用公司开发的简易小模板衬砌台 车，台车在现场加工制作、组装，台车模板采用３０２５型曲形组合 钢模板，台车长９ｍ。台车的行走部采用四组固定钢轮和两组电 动机有轨驱动，两轨间距为７。５ｍ。台车设两层作业平台，底层操 作平台至钢轮４．５ｍ，顶层操作平台至钢轮６．５ｍ，便于洞内施工 机械设备可以１９由通行，在台车每层作业平台中部留有混凝土 提升窗口，提升窗口利用作业平台纵向滑动运输板进行封开窗 口，纵向滑动运输板起纵向运输混凝土的作用，混凝土提升运抵 作业平台后人工铲运入模。台车支撑为单一的丝杆支撑，拱部为 竖向丝杆支撑，可以在有限位移内升降拱部模板骨架；边墙曲形 能力为９０ｍ／月，考虑到其他因素的影响其实际生产能力为６３～ ７２ｍ／月，所以必须配备两台模筑衬砌台车才能满足进度要求。 （２）拌合站及砼罐车： ①拌合站搅拌机采用２台ｊｓｓｏｏ型强制式拌合机、１台 ＰＬＳＯ０型自动计量配料机组成。ｊｓｓｏｏ型强制式拌合机进出料 容积５００Ｌ，混凝土生产能力２５￣３０ｍ。／ｈ。 ②隧道２台模筑台车同时施工时，在２４￣３Ｏｈ的混凝土浇筑 时间总需用混凝土２２０～２４０ｒｎ３，拌合站需要的生产能力８～ １Ｏｒｎ３／ｈ，ＪＳ５ｏｏ型强制式拌合机２５～３０ｍ。／ｈ的生产能力能满足 施工要求，同时考虑机械设备的有效生产能力和机况，配备 ＪＳＳＯＯ型强制式拌合机不存在生产能力过剩，配２台是考虑其中 １台备用或生产支护用喷射混凝土。 ③砼输送罐车选用了公司自行改装设计的砼罐车，砼罐车 由砼罐、灵活器、电动机及平板运输车组成，砼罐体积３ｍ。，一般 作业时砼运载量２．５ｍ。左右，拌合站１台拌合机作业拌制一罐砼 通常需１５ｍｉｎ左右，２台拌合机同时作业拌制一罐砼通常需 ｌＯｍｉｎ左右。 ④拌合站布置在距隧道出口２００ｍ、线路右侧，砼输送罐车最 大运距近８３０ｍ，３台砼输送罐车的总运载能力为９～ｌｌｍ ／ｈ，能 满足两台模筑台车同时浇筑施工的混凝土需用量，设备没有存 在严重闲置、浪费的现象。 （３）ＴＫ一９６１湿喷机： ①隧道设计有喷砼２００２ｒｎ３，隧道开挖指标大，开挖支护湿喷 砼要求高强度、快速施工，加之隧道的Ⅳ类围岩是以喷射混凝土 作为结构的永久衬砌措施，隧道施工中喷射混凝土的施工进度 是非常关键的。 ②隧道开挖支护及喷锚衬砌时间５．５个月，每天开挖１．８～ ２．５个开挖循环，一个开挖循环施工支护喷射混凝土工程量３～ ８．５ｒｎ３，喷射混凝土施工能力要求２～４ｍ。／ｈ。１台ＴＫ一９６１湿 喷机设计生产能力为５ｍ。／ｈ，实际生产能力一般为２～３ｍ。／ｈ，考 虑设备实际生产力和喷射混凝土工艺１Ｏ ～３Ｏ 的回弹量，两 台ＴＫ一９６１湿喷机基本能满足施工需要 ③钢纤维喷射混凝土施工时，钢纤维对湿喷机缸体和喷浆 管磨损较大，湿喷机使用中易坏，难以确保正常施工，配备３台是 考虑了设备备用。 ④钢纤维喷射混凝土采用湿喷工艺施工，减少了喷砼回弹 量，增强了喷砼的强度，改善了工作环境。 （４）衬砌支护施工进度：隧道施工中，ｌ台自制简易模筑衬砌 台车模筑混凝土月均进度３６￣４５ｍ，最高达到月模筑衬砌６３ｍ； 维普资讯 http://www.cqvip.com 总第１２６期 ２００６年第１０期 西部探矿工程 ＷＥ ｒ—ＣＨＩＮＡ ＥＸＰＬ０ＲＡＴ１０Ｎ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ｓｅｒｉｅｓ Ｎｏ．１２６ ０ｃｔ．２００６ 文章编号：１００４－－５７１６（２００６）１０—０１９２—０２ 中图分类号：Ｕ４５３．６文献标识码：Ｂ 黄土公路隧道涌水量估算 刘 彤 ，王国强 ，李宁军。 （１．西安建筑科技大学理学院，陕西西安７１００５５；２．甘肃省交通厅定额站，甘肃兰州７１００３０； ３．长安大学公路学院，陕西西安７１００６４） 摘要：总结隧道涌水量的预测方法，对某实体隧道工程的涌水量进行了估算，并对估算结果进行了分析，为合理选用 隧道防排水技术措施提供依据。 关键词：黄土公路隧道；涌水量；估算 １隧道涌水量预测方法 （３）水理学统计法：日本对山岭隧道涌水量估算常用地下径 流模数法，统计隧道附近的河流的最小枯水位流量，认为最小枯 水位流量是地下水补给的，这个流量除以河流汇水面积得出的 数字叫比流量即地下径流模数，比流量乘以隧道的汇水面积，就 作为隧道的可能涌水量； （４）水文地质比拟法：调查同一地区、相距不甚远、已建地下 正确估算隧道的涌水量，对隧道勘察设计、安全施工和运营 管理都是相当重要的，尤其对隧道防排水措施选择是关键。隧道 涌水量的预测目的主要是考虑对以下几方面的影响：对隧道施 工的影响、对隧道区域生态环境的影响以及对隧道防排水结构 排水能力的影响。隧道涌水量的预测方法主要有： （１）理论解析法：自１８５６年法国工程师达西（Ｈｅｎｒｙ Ｄａｒｅｙ） 工程的涌水量，且地质、水文地质条件相当、水文地质参数相近． 经过比例换算而预测拟建隧道的涌水量。一般情况下可获得较 准确的涌水量，但满足比拟条件的隧道并不多，因而此法适用的 范围有限； 通过大量的实验后，提出线性渗透定律，为渗漏理论的发展奠定 了理论基础，揭开了渗流力学研究的序幕。与达西同时代的裘布 伊（Ｊ．Ｄｕｐｕｉｔ）推导出地下水单向及平面径向稳定流公式。其后 许多地下水动力学工作者对渗流数学模型及其解析方法进行了 广泛而深入的研究，取得一系列研究成果，能反映客观规律且形 式简单、应用方便的公式得以在工程界流传； （２）半理论半经验法：由于地下水动力学法在解决复杂问题 有所欠缺，计算结果常与实际情况相差甚远，为获得较接近实际 隧道涌水量的计算，采用经验方法对理论公式加以修正。采用的 修正办法有：对地下水动力学法公式的某些参数取值运用经验 加以修正；或从理论着手修正基本假定，对地下水动力学法公式 的形式加以改变； （５）数值计算法：１８８９年，Ｈ．Ｅ．茹可夫斯基首先推出渗流的 微分方程： （ｋＩ ）＋ （ ）＋毫（ｋ ８ Ｈ。）＿ｏ 为隧道渗水防水数值计算提供了方法。国外用数值计算法 对渗水的研究比较早，国内也取得很大的进展。它是通过勘探查 清含水层厚度，并用抽水试验或数值模拟反算出含水层的水文 地质参数的各向异性渗透系数ｋ 、ｋｙ、ｋ 和储水系数ｓ等值，进 而求解给定地下水位对应的涌水量。该法对于隧道防排水计算 喷锚衬砌进度月均１２０￣１５０ｍ，最高达到月喷锚衬砌２２０ｍ。 ２．５．４通风防尘与排水作业 抽出排至洞外的沉淀池，生产污水经沉淀池沉淀后再按要求排 放。 （１）深启低沟隧道掘进深度６２３ｍ，隧道通风最长距离约 ３结束语 ６４０ｍ，隧道通风主要控制因素是无轨施工时洞内挖掘机、装载 机、自卸汽车作业时产生的有害气体及粉尘。施工通风采用压、 排混合式通风方式，采取在洞外距洞口３０ｍ的位置配置１台２× ５５ｋＷ的轴流式通风机向开挖作业面通过ｊ２『ｌＯＯｃｍ通风管向开 挖作业面压送新鲜空气，在洞内距出口１００ｍ的位置设置１台 ３５ｋＷ射流风机将洞内的有害气体主动排出。 （２）压、排 昆合式通风方式有效地解决了隧道无轨运输、快速 施工的通风防尘问题，洞内施工产生的有毒有害气体及粉尘有 效、快速地排出了，洞内各个作业面环境清爽、空气新鲜，有效地 在水电站建设前期准备期的工程项目施工中，项目施工受工 期紧、外界干扰大等因素的影响，一些中长隧道在特殊条件下，为 满足施工进度要求，采取合理配备机械设备来加快施工进度和保 障工期是可行的。大型机械设备在隧道施工中的运用，虽然增加 了一定的项目投入成本，但为企业有效履行合同义务、兑现合同 承诺、开拓水电建筑市场、赢得良好地经营环境和企业信誉，具有 积极地现实意义。大型机械设备投入项目施工实际作业中，在大 型设备的维护保养、充分发挥设备功率、选型配套方面都还有待 加强和改进，做到既要满足施工进度要求配齐配强机械设备，又 要有效充分发挥各种机械应有功率而不闲置浪费，同时做到各种 保障了隧道施工进度。 最大限度地发挥机械效力，形成强大的实际施工 （３）隧道施工为由出口向进口单口、下坡掘进施工，施工产生 机械合理配套，的生产污水采取每隔一定距离挖集水坑，用污水泵和ｊ２『４０钢管 效力。