輸煤管道隧道工程施工關鍵點分析論文

輸煤管道隧道工程施工關鍵點分析論文

　　1.影響隧道設計的主要因素

　　同油氣管道隧道設計理念相似，輸煤管道隧道是為所通過的管線服務的，是為了滿足管線的安裝、調試及服務年限內的安全運營而建。與公路隧道相比，管道隧道更側重于支護結構的坡度、穩(wěn)定性、強度及耐久性，而在平曲線、襯砌及路面外觀美感等方面要求低些。受輸煤工藝及所處地質工程條件等方面的影響，輸煤管道隧道設計時主要考慮以下主要因素:1)經濟實用性:在滿足隧道內管線的運輸、焊接及回填施工所需空間等前提下，設計從隧道的經濟性、實用性及安全性等角度出發(fā)，經技術經濟分析，隧道斷面形式采用直墻半圓拱形，凈斷面尺寸為:2．5m×2．8m(寬×高)。2)工藝要求:受漿體水力特性的限制，要求管線敷設坡度不大于14%，同時管線要埋設在凍土層厚度以下。受此工藝的要求，多數隧道洞口需通過施作加深段以滿足管線敷設的要求。3)地形地質:神渭輸煤管道工程線路長、區(qū)域跨度大，所處地形起伏不平，地質條件復雜，管線多沿著沖溝、河道敷設，同時需考慮不同等級的地震烈度及泥石流的防治。隧道洞口位置選址時，在滿足管線整體布局的前提下，需重點考慮地形、地質條件的影響，合理選擇隧道的洞口位置，有利于后續(xù)隧道的施工建設。

　　2.施工關鍵點分析

　　受上述因素的影響，多數隧道存在一個或多個施工難點，這些難點是隧道施工的關鍵，是隧道施工的重中之重。現(xiàn)把主要關鍵點做如下探析，以便指導后續(xù)的施工。

　　2.1沖溝內、鄰河床施工

　　由于本工程多數隧道進出口位于沖溝內、河床旁，洞口標高低于地表及河床標高，隧道施工面臨沖溝內雨季施工、鄰近河床施工等問題。全線存在此類隧道34條，為確保施工安全，設計時對面臨水患的一端采用不出洞的形式，從另一端單掘施工。要求施工單位進場施工前應先對不出洞一端的洞口、河床洪水位標高進行了復核，保證隧道不出洞端與河床間有足夠厚的隔水層。當施工至洞口段時停止施工，對洞外河道進行改移，根據滲水情況考慮進行注漿止水等措施，然后開挖至隧道洞口，加強洞口段的圍巖支護，采取磚封堵隧道進口，待管道鋪設時，避開雨季從洞口開挖，短時間內完成管道鋪設，封閉洞口。具體要求為:1)做好前期調查工作。提前編制防洪倒灌應急響應預案及專項施工組織方案，做好洞口的防排水措施，建立系統(tǒng)的'防洪體系。2)加強與氣象部門、水文部門聯(lián)系，掌握雨情水情，按當地政府和建設方的防汛要求，組織好防汛隊伍，備足防汛物資和器材，安排專人24h防汛值班，確保通訊聯(lián)絡暢通。3)隧道洞口設置順暢的排水系統(tǒng);隧道洞口邊仰坡設置截、排水溝，雨季及時清理，確保排水暢通。4)洞口主要防排水結構在洪水期來臨之前修建完畢，雨季來臨后及時觀察水位上漲情況，必要時對洞口采取防洪圍擋，保證洞內施工安全。5)加強洞口下方溝谷的水流疏導，雨季期間應及時清理溝谷水流方向的障礙物，保證水流暢通，不得因溝谷阻塞導致洪水倒灌隧道。6)儲備應急防洪物資，如沙袋、粘土等;若雨量大，排水困難時，臨時封堵隧道洞口，確保洪水不灌入隧道。

　　2.2存在軟弱破碎圍巖段隧道施工

　　全線存在軟弱破碎圍巖段的隧道有22條，設計中根據具體圍巖情況，采用超前小導管+9號礦用工字鋼+掛網噴漿80mm+砌碹200mm+鋪底200mm支護形式。小導管采用42mm壁厚3．5mm、長3．5m無縫熱軋鋼管加工制作，外插角為7°，搭接長度為1m;工字鋼采用9號礦用工字鋼加工制作，每榀鋼拱架打4根鎖腳鋼管固定，一側兩根。導管施作范圍及間距，工字鋼間距等視圍巖情況進行了合理設計。施工過程中要求嚴格遵循“管超前、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測、及時封閉”的原則，同時加強監(jiān)控量測，確保不塌方、不停工，做到穩(wěn)中求快，確保施工安全。

　　2.3淺埋偏壓隧道施工

　　全線存在淺埋偏壓圍巖隧道22條。該類隧道由于地形復雜，掘進施工易產生變形，且變形量大，甚至發(fā)生突發(fā)事件，是隧道施工的重點和難點所在。支護形式設計采用9號礦用工字鋼+掛網噴漿80mm+砌碹200mm+鋪底200mm，要求二襯緊跟初支，盡早完成永久支護。并且要求施工單位在施工前首先弄清楚圍巖的工程地質特性和可能發(fā)生的各種災害，制定切實可行的施工方案和施工方法;同時，加強開挖后圍巖變形量測，及時準確地掌握圍巖的變形量、變形時間和變形規(guī)律，并分析整理數據，及時調整施工方案，以達到減小危害，指導施工的目的。

　　2.4淺埋暗挖下穿公路隧道施工

　　全線存在淺埋暗挖下穿公路隧道約有11條。針對每條隧道具體的覆蓋層厚度及公路的路基等設計情況，設計中制定了合理的支護形式及措施保證。施工單位進場前，首先要求辦理通過權手續(xù)，然后對照實際情況制定具體的下穿公路施工方案。設計中，對該類隧道具體的施工措施要求為:1)對淺埋暗挖下穿公路段，應嚴格按照“短進尺、勤量測、強支護、快循環(huán)、早封閉”的原則組織施工。2)在施作下穿公路段前，在地表埋設監(jiān)測點，測點沿公路平行布置，均勻分布于隧道中線兩側，兩測點間縱向間距10m，施工期間對測點進行監(jiān)測，并根據監(jiān)測結果調整支護參數。3)按照設計下穿里程段，結合圍巖狀況，在施作交叉段時，優(yōu)先采取人工配合破碎錘機械開挖，減少爆破擾動，并采取必要的地面加固措施。4)設置管棚或超前小導管，進行超前支護。在超前支護施工過程中要盡量少擾動土體，避免高速公路路基的坍塌，確保施工安全。必要時，各工字鋼支架下方需用縱向托梁32槽鋼進行支墊，以增加鋼架底腳的承力面積，并設置42鎖腳錨管(L=4．0m)將鋼架兩底腳牢固鎖定，以防止鋼架下沉或兩底腳回收。5)為了減少地表振動，應與公路管理部門聯(lián)系，在與公路交叉前后100m公路醒目位置上設立限速標志，降低車速。6)與公路管理部門聯(lián)系，在隧道穿越公路地段根據覆蓋層厚度滿鋪合適厚度的鋼板，以減小單位面積的承載力，減小地面大型車輛對隧道施工的擾動。這樣，既能確保隧道施工安全，又能保證公路的正常運營。

　　2.5下穿建筑物隧道施工

　　全線存在下穿建筑物隧道約有10條。在設計中，根據隧道與所穿建筑物之間的凈巖柱距離有兩種形式:淺埋暗挖下穿建筑物、深埋暗挖下穿建筑物。為避免隧道施工造成地表建筑物及其附屬建筑發(fā)生裂縫引起的糾紛，特別是巖石隧道鉆爆法施工，因其施工過程中產生的振動效應大，容易對地表建筑物內產生擾動。故設計中，對隧道下穿建筑物施工，在對隧道上覆巖層巖性做充分分析的基礎上，除了采取加強支護措施外，還要對隧道的施工方案進行優(yōu)化，竭力減少地下施工對地面的擾動。在組織施工時，要求嚴格按照“弱爆破、短進尺、勤量測、強支護、快循環(huán)、早封閉”的原則組織施工，編制專項的施工方案。

　　2.6下坡隧道施工

　　一端為河流，必須從另一端采用明槽開挖下坡施工的隧道，全線約有13條。對該類隧道施工，解決防排水問題是關鍵。施工中要求制定防止地表水流入隧道的安全措施，防止雨季來臨時雨水倒灌隧道，影響隧道的正常施工。如采取避開雨季開挖、提前修筑好洞內外的防排水系統(tǒng)、邊仰坡防護、明槽段上方設置遮雨棚等措施，確保洞口施工安全。

　　3.結語

　　管道輸煤，隧道先行。隧道施工情況的好壞，直接關系到后續(xù)隧道內管線安裝及運營能否順利進行。在施工前，結合設計，通過對施工過程中可能發(fā)生的難點提前預測，制定相應的解決對策，做到了未雨綢繆。在上述施工關鍵點措施的指導下，全線60隧道均保質保量的實現(xiàn)安全順利貫通，對后續(xù)管道項目的施工建設起到了很好的鋪墊作用。同時，上述輸煤管道隧道的施工方法及措施，可以為其他類似管道的隧道施工提供借鑒。

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