隧洞基础换填方案

1、甘肃省引洮供水二期工程总干渠施工第甘肃省引洮供水二期工程总干渠施工第 1 1 标段标段引水隧洞洞内软基处理方案引水隧洞洞内软基处理方案粤粤 水水 电电 编编 制制: : 复复 核核: : 审审 核核: : 广东水电二局股份有限公司广东水电二局股份有限公司20162016 年年 3 3 月月甘肃省引洮供水二期工程总干渠施工第 1 标 引水隧洞洞内软基换填方案 2目录目录1 1 概况概况 .2 21.11.1 工程概况工程概况.21.21.2 目前现场情况目前现场情况.22 2、编制目的、编制目的 .3 33 3、换填方案、换填方案 .4 43.13.1 施工设备施工设备.43.23.2 换填施工

2、换填施工.44 4、质量保证措施、质量保证措施 .8 84.14.1 原材料质量控制原材料质量控制.84.24.2 测量控制测量控制.84.34.3 管理措施管理措施.9甘肃省引洮供水二期工程总干渠施工第 1 标 引水隧洞洞内软基换填方案 31 1 概概况况1.11.1 工程概况工程概况本工程施工第 1 标位于陇西县马河镇附近的引洮二期总干渠渠首至杨家庄与黄蒿湾之间，桩号 0+0004+850，标段长 4850m，主要建筑物有隧洞（16#隧洞）4810m，暗渠 40m（含 10m 渐变段） ；另外有马河供水管线40m；临时工程有 16#隧洞 1#、2#施工支洞及 1#备用施工竖井等。隧洞设计流

3、量 20.00 m/s，加大流量 22.5 m/s。总干渠 16#隧洞采用现浇砼衬砌，三心圆断面型式，纵坡 1/1250 ，净断面尺寸宽 高=3.94.001 （m） ，设计水深 h=2.939m ，设计流速 v=2.176m/s。1.21.2 目前现场情况目前现场情况1、地质情况根据地质描述：“0+2261+106 段，隧洞埋深 4080m，围岩为plQ3/1 黄土状土，中密密实，含有钙质结核；地下水水位高于洞顶1115 米，属淡水，水质好，对普通混凝土无腐蚀性。该洞段围岩为饱和土，属黄土隧洞 V2 类围岩，开挖后掌子面无自稳性，洞壁有水渗出，掌子面极易坍塌，围岩变形破坏严重。 ”当前揭露地

4、质情况与设计地质描述相符：围岩为 V2 类饱和黄土，自稳性极差，极易坍塌。2、含水率检测情况1#工作面（1#支洞上游侧）掌子面含水率从 22.68%增加至 28.99%，含水率变化明显。局部渗水较大，日均渗水量约为 1.5m。随着 1#工作面开挖掘进，含水率稳定在 25%27%之间，预计后续部位含水率仍将保持在 25%27%之间，超过饱和土 22%含水率界限。甘肃省引洮供水二期工程总干渠施工第 1 标 引水隧洞洞内软基换填方案 42#工作面（1#支洞下游侧） ，0+7960+880.0 掌子面含水率随隧洞里程数增加而增加，具体情况见下表。当前掌子面可听到明显滴水声。预计后续部位含水率仍将保持在

5、 25%27%之间，超过饱和土 22%含水率界限。1#工作面含水率变化情况表检测时间掌子面桩号含水率（%）2016-2-130+765.427.352016-3-110+706.824.832016-3-270+69028.9952016-3-110+846.825.942016-4-60+67324.732016-4-100+66526.682#工作面含水率变化情况表检测时间掌子面桩号含水率（%）2016-1-80+79624.102016-1-190+82026.152016-2-180+82726.802016-3-30+84025.942016-3-230+86025.942016-4

6、-60+88824.652016-4-100+89328.483、情况说明由于隧洞渗水量大，含水率高，掌子面及洞身、底板等多处地方渗甘肃省引洮供水二期工程总干渠施工第 1 标 引水隧洞洞内软基换填方案 5水（见下图） ，渗水点不集中，所以洞内难以实现集中排水而出现洞内多处积水，加之现洞内施工出渣，造成洞内淤泥较多，我项目部每天组织58 人配合挖掘机及轮式装载机清理，但清理效果不明显。洞内淤泥全貌掌子面渗水情况甘肃省引洮供水二期工程总干渠施工第 1 标 引水隧洞洞内软基换填方案 6渗水点涌水情况洞身渗水甘肃省引洮供水二期工程总干渠施工第 1 标 引水隧洞洞内软基换填方案 7淤泥深度洞内清理淤泥甘

7、肃省引洮供水二期工程总干渠施工第 1 标 引水隧洞洞内软基换填方案 8底板以下渗水速度较快，底板基础不稳定，受力后底板易破碎，无支撑力，极易造成钢拱架及洞身变形，我施工段 1#支洞主洞段已发生 3次位移变形，第一次发生于 2016 年 1 月 24 日主洞 0+7960+827.2 段，第二次发生于 2016 年 3 月 4 日主洞 0+7080+719.2 段，第三次发生于2016 年 4 月 13 日 0+7080+712 段，三次位移变形都给我部施工及隧洞质量造成严重影响。2 2、编制目的编制目的根据引洮供水二期工程总干渠 16#洞施工第 1 标 1#支洞目前的地质及施工情况，由于隧洞渗

8、水量较大,上下游洞面每天农用车 3 立方水罐外运多达 6 车，容易造成洞内地质变化（已发生过三次拱架位移） ，为避免底板积水和洞内施工造成隧洞内较多淤泥以及底板仰拱沉降引起洞壁变形，尤其是洞底仰拱处，因含水量变化，导致干硬性砼面多处开裂沉陷、泛浆，给施工以及隧洞质量造成影响，我部已对洞底进行过三次返工处理，但依然效果不佳，因此编制本方案解决洞内排水，确保洞内施工安全及质量。3 3、施工方案、施工方案3.13.1 施工设备施工设备 1 台日立 60 挖掘机作为隧洞底板换填部位的挖除工作，1 台 LG50 装载机装渣，1 台 6m3东风自卸车运倒挖除土渣，一台中国红五环履带式潜孔钻甘肃省引洮供水二

9、期工程总干渠施工第 1 标 引水隧洞洞内软基换填方案 9车以及 YT-28 手风钻施工支撑锚杆，1 台 6m3东风自卸车拉运换填级配卵石，打夯机夯实回填卵石，振捣棒及平板振动施工碾压混凝土，2 台 1.5KW 潜水泵抽出集水井内积水，一台农用汽车带 3 m3水罐。3.23.2 换填施工换填施工1、超前钢管管棚施工钻孔前在掌子面上画出钻孔位置，人工配合履带式潜孔钻车钻孔。管棚采用无缝钢管，前端制成锥形，以便管棚送入。若需注浆则将无缝钢管制作成花管，以便注浆加固围岩。2、掌子面开挖1#施工支洞与主洞交汇段属黄土隧洞2 类围岩，自稳能力较差，面对当前围岩地质情况，下一步开挖总体需遵循“短进尺、少扰动

10、、强支护、勤观测”的原则进行,采用一台日立 60 挖机开挖隧洞主体，局部欠挖部分采用人力风镐掘除。开挖过程上下游循环作业。断面采用全断面预留核心土法施工（见图 1） ，循环进尺一般控制在 1m，施工时根据围岩含水率及自稳情况适度增减，出渣：主要采用 LG50 装载机装渣，后退至 1#支洞与主洞交汇处装卸至自卸汽车上，渣料装满后直接运输至洞外弃渣场。图 1 全断面预留核心土法甘肃省引洮供水二期工程总干渠施工第 1 标 引水隧洞洞内软基换填方案 103、锁脚、支撑锚锚桩施工 锁脚、支撑锚桩采用 3m 长 108 无缝钢管，在每榀钢拱架安装之前, 左右拱底处(按设计拱底下移 55mm)造孔, 锁脚支

11、撑锚杆与隧洞施工前进方向及水平向下各呈 45夹角（用以支撑拱架，确保换填期内拱架稳定）,然后安装洞身拱架,洞身拱架与之可靠焊接,以支撑、锁定洞身拱架。然后对身、洞顶后进行喷锚支护。支护完成后进行洞底开挖，洞底依次布设四根垂直锚桩（用以支撑仰拱） ，为增加锚桩抗滑稳定，锚桩管壁开孔，注浆。锚桩采用一台中国红五环履带式潜孔钻车以及 YT-28 手风钻人工配合打入支撑锚桩,详见图 2、图 3。4、钢支撑施工上下游工作面根据设计图纸，钢支撑工程中拱架尺寸参照 I-1-A 型衬砌开挖支护设计图施工，拱架间距取设计值 0.5m0.8m 的下限值 0.5m。两榀拱架间采用 25 螺纹钢连接，连接筋间距 0.

12、5m。锁脚锚杆采用 20螺纹钢，L=3m。5、锚喷支护施工根据设计图纸，锚喷支护工程中喷砼参照 I-1-A 型衬砌开挖支护设计图施工，钢支撑工序及超前管棚工序完成后立即喷护 C20 混凝土，厚150mm。甘肃省引洮供水二期工程总干渠施工第 1 标 引水隧洞洞内软基换填方案 11干硬性砼垫层250mm换填级配卵石108支撑锚杆集水井排水管108锁角锚桩108仰拱支撑锚桩管壁造孔管内注浆 图 2 底板换填断面图甘肃省引洮供水二期工程总干渠施工第 1 标 引水隧洞洞内软基换填方案 12108支撑锚杆108支撑锚杆钢拱架集水井排水管施工前进方向图 3 底板换填平面图6、换填底板挖除支撑锚杆完成后采用一

13、台日立 60 挖机挖除底板中心开挖线以下至少60cm 范围内原土料，集水井每 20m 设一处，集水井净空大小为120cm90cm115cm（长宽深） ，底板、井壁厚度 20cm，集水井采用人工人力掘除 井壁四侧设进水孔，采用 25pvc 管，详见图 2、图 3。7、回填级配卵石底板中心集水井处待人工支护好模板及排水管后，采用 1 台 6m3东风自卸车拉运换填级配卵石至施工现场，人工配合卸料至工作面。换填级配甘肃省引洮供水二期工程总干渠施工第 1 标 引水隧洞洞内软基换填方案 13卵石采用分层填筑分层夯实工艺，每层填筑厚度不超过 30cm。8、仰拱及底板干硬性砼施工根据设计图纸，底拱封闭时采用厚

14、 250mm 干硬性混凝土垫层，考虑到当前地质情况，需及时封闭底拱，施工完成后集水井采用厚 10mm 钢板覆盖，底板利用开挖渣料及时回填覆盖，满足“过车”要求的同时保证底拱拱架及砼垫层不被破坏。9、抽除积水指派专人负责集水井内积水抽除工作，待每次集水井内积满后采用1.5KW 潜水泵抽出集水井内积水，由车辆拉水罐将抽出积水送至指定位置排放。4 4、质量保证措施、质量保证措施4.14.1 原材料质量控制原材料质量控制（1）钢材、水泥、速凝剂等原材料必须有厂家或有关方面提供的出厂证明和试验报告方能进场使用，砂、石等原材料需经试验检测合格方能使用。（2）切实落实冬季施工保温措施，避免混凝土施工因冬季保温措施落实不到位而产生质量问题。4.24.2 测量控制测量控制（1）各工序施工前，测量人员需对隧洞结构进行放样，严禁盲目施工。（2）测量人员需定期对隧洞轴线及施工断面进行复核，发现问题及甘肃省引洮供水二期工程总干渠施工第 1 标 引水隧洞洞内软基换填方案 14时处理。（3）每 20 米布设一组收敛变形观测点，定期观测变形量，整理、分析收敛变形值，根据变形监测结果控制拱架制作时的收缩预留量。4.34.3 管理措施管理措施 （1）施工前，需对各施工班