[吉林]供水工程设计及TBM施工简介PPT（55页）

1、吉林引松供水工程设计及TBM施工简介目 录1234工程概述施工总体布置整体施工方案施工设计56TBM施工简介目 录工程总结1 工程概述 总干线二标段位于吉林市丰满水库至温德河左岸之间，线路桩号2+000m24+600m，总长度22600m。工程主要内容包括长22600m引水隧洞、1#通风竖井（桩号15+510m处）、两个施工支洞及其他临时工程，工程地理位置详见图1。引水隧洞按照施工方法可分为三部分，即TBM出口段、TBM段和过温德河段。工程地理位置见表1二标段工程特性表。图1：工程地理位置1 工程概述分段施工方法项目位置衬砌型式前桩号后桩号长度（m)TBM钻爆主洞普通衬砌2+0002+2332

2、33TBM钻爆拆卸间普通衬砌2+2332+31380TBM主洞普通衬砌2+31313+81211499钻爆检修间普通衬砌13+81214+172360TBM主洞普通衬砌14+17221+9637791TBM主洞预应力衬砌21+96322+263300TBM主洞普通衬砌22+26322+470207钻爆安装间普通衬砌22+47022+945475过温德河段钻爆主洞普通衬砌22+94523+099154钻爆主洞预应力衬砌23+09924+4781379钻爆主洞普通衬砌24+47824+600122表1：吉林引松二标段工程特性表1 工程概述 流域特征 丰满水库饮马河分水口段主要为第二松花江流域与饮马

3、河流域。 第二松花江是松花江南源，地理位置介于东径1243512850，北纬41434523之间，流域面积为73834km2，河道长度为825.4km，河道平均比降为0.4，流域平均宽度为97.8km。第二松花江流域面积，山区占49.3%，低山丘陵占18.5%，平原占32.2%，流域的地势是从东南向西北倾斜。 饮马河为第二松花江丰满下游左岸一大支流，发源于伊通县地局子乡老爷岭东南侧，流经磐石、双阳、永吉、九台、德惠等县市，至农安县靠山镇北1.5km处与伊通河汇合后汇入第二松花江，全长387.5km，流域面积为18247km2，河道比降为0.3。饮马河流域面积，平原占60%，山丘区占40%左右，

4、而且支流较少。东部为山地和松辽平原的过渡带，南部为连绵的低山丘陵，西北部为松辽平原，中部为平原台地。地形呈东南高，西北低之势，河流为南北流向。1 工程概述气象特征 吉林省地处我国东北部，属于中纬度欧亚大陆东缘，在全国气候区划中属于北温带大陆性季风气候区。受大气环流的影响，在冷暖气团交替控制下，四季气候变化明显，其特点是：春季干燥多大风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽日温差大，冬季严寒而漫长，一年中寒暑温差大，春秋两季短促，冬季受西北季风影响，流域处于西伯利亚大陆气团控制之下，气候寒冷，日平均气温低于零度的时间，一般从11月上旬至翌年的3月下旬，长达五个月之久。1 工程概述2 施工总体布置2.1施工

5、区段划分 根据工程任务情况及工期安排我们拟将全线分为4个作业区段，分别是3号支洞作业区、2号支洞作业区、1号支洞作业区、竖井作业区。区段内设置施工所需要的临时工程设施：现场施工测量、现场试验、施工交通、施工供电、施工供水、施工供风、施工照明、施工通信、砂石料料物开采加工系统、混凝土生产系统、机械修配厂、加工厂、仓库、存料场、弃料场以及施工现场办公和生活建筑设施、污水处理系统、油库等。3号支洞2号支洞2 施工总体布置2.2总平面布置 因本工程线路较长，各支洞区段相距较远，根据工程需设1#支洞区段、2#支洞区段、3#支洞区段、竖井工区等，施工总平面图如下所示：施工总平面图 1号支洞 2号支洞3号支

6、洞3 施工设计 施工总设计本着“因地制宜，集中设置，便于管理，方便施工，规范有序”的原则，临时设施占地范围不超过招标人规定的征地限界。本项目工程标段较长，各施工支洞口区段相距较远，为满足工期要求和施工需要，施工总体布置要科学合理，有利于保证工期和降低成本。为确保工程进展顺利，最有效的利用有限的场地，在施工布置时将遵循以下原则：（1）以人为本的原则 贯彻落实劳动卫生和劳动保护措施，保障施工人员的身体健康，施工生产人员居住条件达到国家和有关部门的要求。（2）确保安全性原则 符合有关安全生产、劳动保护、防火、防洪、防雪等法律、法规和要求，必须制定切实、有效的安全措施，确保安全。（3）符合环保性原则

7、根据现场施工环境，结合当地环保部门要求，有利于环境保护和水土保持，尽可能减少施工对环境产生的不利影响。（4）便于施工的原则 便于施工管理，便于劳力、机具设备和材料等调配，有利于减少施工干扰，有利于文明工地建设。现场布置规划设计尽量靠近施工工点，实用方便，不重复建设，确保各项设施的高效使用。（5）经济性原则 充分利用工程所在区域现有场区，节约土地造福地方，尽量减少临时工程的投入。3 施工设计3.1 施工供电(1)TBM施工供电方案 通过发包人提供三卷式移动变电所将20kV接入点接入，供TBM施工用电。10KV接入点连接到开闭所，通过10kV/400V变压器给生产生活区，支洞皮带机，通风机供电；洞

8、内用电以10kV高压为主线进洞，途中通过10kV/400V变压器给连续皮带机、桥吊、排水泵、硫化台、照明等设备供电。(2)钻爆施工供电方案 两卷式移动车载变电所10kV接点连接到开闭所。通过10kV/400V箱式变电站为场区、生活区、空压机站、通风风机、水房进行供电；洞内以10kV高压为主线进洞，途中通过10kV/400V变压器给排水泵、照明、湿喷机等设备供电。（3）衬砌施工供电方案 衬砌施工采取由中间向两头施工，供电电源可从相应位置集水坑处分线箱接入。利用原掘进施工时的10kV电缆，自衬砌分界面断开，向两头分别供电，随衬砌施工逐段实现洞内衬砌完成段高低压供电的转换。3 施工设计施工供电设计图

9、3 施工设计3.2 施工排水（1）TBM施工段排水 TBM施工主洞坡度为1/4300，接近水平，1号支洞坡度为8.0%，2号支洞坡度为3.1%，3号支洞坡度为8.7%，均为下坡施工、反坡排水，采取多级泵站梯级接力方式。TBM-1段施工排水采取在3号支洞和主洞交叉点处设计一个集水坑，TBM施工洞每隔2000m设计一个集水坑，通过离心泵将水逐级抽排出3号支洞口的方式进行。TBM-2段施工采取每隔3000m设计一个集水坑，通过离心泵将水逐级抽排出2号支洞口的方式进行。（2）钻爆段施工排水 2号支洞和1号支洞施工采取开挖集水坑方式，通过污水泵逐级将水排出支洞口的方式进行。TBM出口段和过温德河段坡度低

10、，在工作面采取移动无堵塞污水离心泵将水逐级排到支洞和主洞交叉点处集水坑，再通过集水坑离心泵将水抽排出支洞口。从隧洞内排出的生产污水在隧洞口附近沉淀池进行沉淀净化，处理经检验符合污水排放标准，进行排放。3 施工设计3 施工设计施工排水设计图3.3 施工供风TBM施工用高压风由其自身配备的空气压缩机提供，其他施工供风主要由洞口空压机站提供。(1) 过温德河段施工用风 过温德河段供风由3号支洞口空压机站提供，通过气管连接到工作面。施工采用手风枪钻孔，以YT28风枪平均用风量N=5m3/min计算，根据洞室开挖断面最多每次需用21台风枪，施工高峰期最大用风量约为100m3，考虑其他因素，取为105m3

11、 (2) 1号支洞和TBM出口段施工用风1号支洞扩大洞室、出口段及TBM施工供风由1号支洞口空压机站提供，1号支洞设计施工选用6台22m3空气压缩机，铺设200mm钢管作为供风管路可满足施工要求。(3) 2号支洞施工用风2号支洞施工供风由2号支洞口空压机站提供，洞室开挖断面最多每次需用15台风枪，施工高峰期最大用风量约为70m3，考虑其他因素，取为75m3。选用5台22m3的空气压缩机可满足施工要求。3 施工设计(4)竖井施工用风 竖井施工供风由竖井洞口空压机站提供，洞室开挖断面最多每次需用15台风枪，参照2号支洞施工供风，选用5台22m3的空气压缩机，铺设200mm钢管作为供风管路可满足施工

12、要求。（5）TBM组装、检修、拆卸用风 TBM组装、检修、拆卸用高压风主要是为风动工具提供动力。在TBM开挖洞内内布置一台移动式空气压缩机，容量为12m3。TBM组装、检修、拆卸完成后，空气压缩机移到场区，供维修间用风。（6）施工辅助场区用风 洞外辅助场区用风主要为小风量的机具，使用频率不高，根据施工布置，在场区设置一台12m3的空气压缩机，如果有特殊情况导致风量不够，可以酌情增加。3 施工设计3.4 施工供水 施工用水采用恒压变频供水系统供水，恒压变频供水系统的变频器选用芬兰产ABB供水专用型，一台变频器驱动控制一台水泵，即变频器一用一备，循环交替使用。两台变频器都设有手动控制模式，且能快速

13、切换。这样恒压变频供水系统在一台水泵损坏需要维修，或一台变频控制器发生故障，或一台水泵和变频器都发生故障的情况下依然有足够的供水能力。（1）3号支洞口生产供水系统3号支洞口生产水井主要给TBM-1段施工，过温德河段施工以及第一阶段衬砌前段施工（由于衬砌采取的是由中间向两头衬砌，从中间向安装洞衬砌暂定为前段，反之为后段）供水。3 施工设计过温德河段施工供水过温德河河段施工供水从3号支洞口生产水井供水系统接入，通过DN80的钢水管供凿岩机，湿喷机和洞外拌合站供水。当TBM进场后，施工供水从安装洞TBM供水水管三通接入，继续为施工供水。第一阶段衬砌前段施工供水第一阶段衬砌前段施工洞内供水利用TBM施

14、工的水管将水接入，给混凝土罐车的清洗，养护，钻孔灌浆等供水；洞外从3号支洞口生产水井供水系统接入，给拌合楼，场地等施工供水。TBM-1段施工供水该段施工供水从3号支洞口生产水井供水系统接入，通过DN150的钢水管连接到TBM后配套清水箱，通过TBM自身清水泵给TBM供水。3 施工设计（2）2号支洞口生产供水系统2号支洞口生产水井主要给TBM-2段施工，2号支洞施工，第一阶段衬砌后段施工，竖井施工、第二阶段衬砌前段施工供水。TBM-2段施工供水该施工供水从2号支洞口生产水井供水系统接入，通过DN150的钢水管连接到TBM后配套清水箱，通过TBM自身清水泵给TBM供水。第一阶段衬砌后段施工供水第一

15、阶段衬砌后段施工和TBM-2段施工同时进行，衬砌施工洞内供水采取在检修洞TBM施工供水管路通过三通接入，通过DN80的钢水管给混凝土罐车的清洗，养护，钻孔灌浆等供水；洞外采取从2号支洞口生产水井供水系统接入，给拌合楼，场地等施工供水。3 施工设计撑靴油缸2号支洞施工供水 2号支洞施工供水从2号支洞口生产水井供水系统接入，通过DN80的钢水管供凿岩机，湿喷机和洞外拌合站供水。竖井施工供水 竖井施工供水在竖井工区修建蓄水池，采用水车从2号支洞口生产水井供水系统接入，通过DN80钢水管连接到施工区，给施工供水。第二阶段衬砌前段施工供水 第二阶段衬砌前段施工洞内供水利用TBM施工的水管将水接入，给混凝

16、土罐车的清洗，养护，钻孔灌浆等供水；洞外从2号支洞口生产水井供水系统接入，给拌合楼，场地等施工供水。3 施工设计4.1施工准备 中标后立即开展TBM招标采购，并同时组织TBM专业施工队上场，按照投标书确定的技术人员迅速调遣上场；钻爆法所使用的机械做好上场准备工作，确保工程开工就能正常施工。4.2 施工布置 根据工程任务情况及工期安排我们拟将全线分为4个作业区段，分别是3号支洞作业区、2号支洞作业区、1号支洞作业区、竖井作业区。根据总工期和控制性工期要求，结合各区段的地理位置，各工区布置如下：（1）钻爆施工 3号支洞作业区设置隧洞钻爆施工一队承建3号扩大洞室及过温德河段施工，2号支洞区设置钻爆施

17、工二队施工2号支洞及2号支洞扩大洞室的钻爆施工。1号支洞扩大洞室施工待2号支洞区段钻爆施工施工基本结束后，队伍转场到1号支洞作业区施工1号支洞扩大洞室，继续施工1号支洞扩大洞室和出口钻爆段的施工。竖井施工独立设置队伍，在上场后立即组织实施，为后续施工提供通风条件。4 整体施工方案（2）TBM施工 TBM施工在从3号支洞进入，先施工二标段-1段，二标段-1段完成后，TBM进行检修，队伍转场到2号支洞进行二标段-2段的施工。施工方案图4 整体施工方案主驱动电机吉林引松施工工序图4 整体施工方案5 TBM施工技术 吉林引松TBM由中国铁建重工集团自主研发制造，也是国内第一台开敞式硬岩掘进机，为了使设

18、备更加适应现场需求，中铁十八局监造人员也参与了本台设备的设计与制造，并且在制造过程中聘请了TBM业界专家及领导莅临现场进行指导。其中TBM施工包括以下几个方面：TBM监造TBM运输TBM组装、调试TBM施工TBM施工段采用1台全断面开敞式硬岩掘进机施工，分为两个阶段，总长19797m，第一阶段8298m（桩号：22+47014+172），第二阶段11499m（桩号：13+8122+313）。TBM生产过程中，原材料需提供厂家质量证明书的同时，在下料前还要对原材料进行抽检。5.1 TBM监造5 TBM施工技术十八局监造人员对下料后的结构件进行检查5 TBM施工技术为了保证TBM制造工期，铁建重工

19、新购两台高科技全自动焊接焊机，但为了保证生产质量，十八局监造人员要求对焊接的每一条焊缝进行探伤，并出具实验报告，对于对探伤不合格产品一律返工，并且对于经过两次焊接不过关的产品，要求原材料作废。5 TBM施工技术为了保证TBM制造质量，十八局技术专家以及技术负责人和铁建重工外聘专家不定期莅临现场进行技术指导，质量监督。5 TBM施工技术焊接完成的主梁二和机头架进行机加工过程中5 TBM施工技术刀盘加工制造5 TBM施工技术TBM工厂内组装5 TBM施工技术5.2 TBM运输 为了保证TBM能够正常到达工地，我方要求运输严格制定运输路线，并对运输路线实地考察。DZ101 TBM运输计划安排序号货物

20、名称运输耗时备注1大件（主驱动、主梁、刀盘、护盾）20天不可抗逆因素除外2小件（拖车及不超限的部件）10天3第一批运输10#拖车拖车框架、水管卷筒、风筒储存架、行走平台、楼梯等具体运输流程一切听从甲方安排而调整9#拖车拖车框架、高压电缆卷筒、二次风机、行走平台、楼梯等8#拖车拖车框架、提升翻渣装置、污水箱等7#拖车拖车框架、一级水箱、库房、2t库房吊机、修理间等4第二批运输主梁、刀盘、护盾5第三批运输6#拖车拖车框架、连续皮带机、3#变压器、二级水箱等5#拖车拖车框架、2#变压器、空压机、储气罐等4#拖车拖车框架、空压机、发电机、1#变压器等 3#拖车拖车框架、1#混泥土喷射泵、2#吊机泵站、

21、变频柜等 2#拖车拖车框架、1#速凝剂罐、2#喷射臂液压泵站等 喷混桥、连接桥喷混桥、连接桥框架、L2区喷混系统、管片吊运系统、除尘风机等1#拖车拖车框架、液压泵站、刀盘喷水泵站等5 TBM施工技术 为了运输畅通，TBM运输到吉林省境内时，项目部人员进行车辆跟踪直到组装现场。5 TBM施工技术主梁二和主驱动组装洞外现场倒运5 TBM施工技术5.3 TBM组装、调试 由于本设备是在洞内组装，由于大件运输周期长，后配套运输周期短，为了使组装时间具有更好的衔接性，按照先组装后配套后组装主机的原则进行合理组装，组装计划安排表如表所示。DZ101组装调试现场人员需求计划焊工2222888822222吊装

22、1111112222流体11111111222244433电气11111111222255544机钳11222222777733333质量检工程师222222工艺工程师222222流体工程师111111111133333电气工程师111111111134444机械工程师222222333322222总装工程师11111111111111111项目经理11222222222222222小计55141418182424333323232526262222时间1月16日1月19日1月20日1月28日1月29日1月31日2月1日2月3日2月4日2月14日2月15日2月16日2月17日2月20日3月3日

23、3月4日3月15日作业项前站拖车组装侧护盾焊接拖车组装刀盘拼接刀盘焊接拖车整备拖车整备刀盘焊接主机组装主机组装拖车整备全机连接布线调试5 TBM施工技术TBM后配套组装5 TBM施工技术刀盘拼装5 TBM施工技术TBM组装主机流程5 TBM施工技术TBM主机组装5 TBM施工技术TBM刀盘组装5 TBM施工技术 吉林引松TBM正式开始组装为1月17号，主机与后配套完成组装时间为2月17号，3月17号调试成功使设备达到试掘进条件。调试流程如图所示：5 TBM施工技术工作内容组装调试进度计划2月3月29121317282671017 前期准备/点货主机场地布置刀盘铆焊主机组装拖车组装管路连接线路连

24、接调试工作内容人员需求项目经理总装工程师机械工程师流体工程师电气工程师工艺工程师机钳流体电气吊装焊工质检工程师操作手前期准备/点货11111 主机场地布置11111111 刀盘铆焊12181主机组装13 拖车组装12 管路连接23 线路连接3 3 调试223333 试掘进223333 3 组装进度调试计划5 TBM施工技术TBM后配套行走刚枕5 TBM施工技术2015年2月17日，中铁十八局吉林引松项目部TBM达到始发步进条件5 TBM施工技术2015年3月20日，中铁十八局吉林引松TBM调试成功，达到试掘进条件。5 TBM施工技术5.4 TBM施工桩号洞段长度（米）地层代号洞室部位主要岩性主要围岩类别备注12+891.015052花岗岩F11-113+041.037052花岗岩3%13+411.07052花岗岩F1113+481.033052花岗岩13+811.0(298