砾岩地质条件下斜井与平洞段圆形洞室施工技术探讨

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1、·682·砾岩地质条件下斜井与平洞段圆形洞室施工技术探讨谢绍泽(中国水利水电第四工程局第一分局引洮项目部，甘肃定西，0932—8445116)摘要：文章介绍了在砾岩地质条件下斜井及平洞施Tm渣系统的选型与布置，以及各种施工措施的应用，为类似工程施工积累了丰富的经验。关键词：砾岩；出渣系统；选型与布置；技术；应用1概述甘肃引洮供水一期工程总干渠98隧洞工程位于甘肃省定西市境内，隧洞【J距离兰州市区约139km。隧洞全长18．27km，中部包括稍家沟施T斜井丁程。本工程计划从洮河九甸峡水利枢纽调水至甘肃省中部干旱地区定两市一带。设计引水流量32m

2、3／s，加大流量36m3／s，一期工程设计年调水量2．19亿m3，为大(2)型跨流域调水工程。稍家沟斜井与总干渠98隧洞相交桩号为80+015．26m，接点高程EL2109．32m，总长约789．72m，坡度为40％，横断面为城门洞型，分A型、B型，净断面尺寸分别为5．35mX4．85m(宽×高)、5．25m×4．75m，采用钻爆法施工，主要承担主洞中部含漂石洞段(长920m)钻爆法施工的出渣及一次支护施工，为TBM机顺利穿过创造条件。斜井与主洞交叉段长50m(桩号：79+990．26～80+040．26)为加强段，开挖断面直径6．35m，二

3、次混凝土衬砌，其余洞段作为TBM机的滑行段，等TBM机穿过时进行预制管片衬砌施工。2工程地质特性主洞中部920m洞段及稍家沟斜井围岩类型主要为Ⅳ、V类围岩。Ⅳ类围岩为下第三系固原群(Egy)巨厚一厚层状含漂石的砾岩，夹泥质粉砂岩、砾岩地质条件下斜井与平洞段圆形洞室施工技术探讨·683·砂砾岩，泥钙质胶结，胶结程度差，砾岩中漂石含量在10％左右，最大粒径大于2m，砾及砂含量在70％～80％，泥含量约10％～15％，砾卵石部分风化强烈，呈粉末状，漂石、砾、卵石磨圆度、分选性差，成分多为花岗岩、花岗片麻岩，该岩性遇水易软化，强度较低。围岩总体为层间

4、结合差的巨厚一厚层状结构，单层厚度一般80～200cm，局部为薄层状结构，单层厚度一般20～60cm，围岩中构造不发育，岩层产状NW300。SW<12。，砾岩层中含少量孔隙水，该地下水对隧洞围岩稳定性影响较大，将软化围岩强度，降低围岩自稳能力，施工过程中有线状流水，围岩自稳能力差，开挖时易出现顶拱的坍塌变形破坏。地下水水质较差，对普通水泥具硫酸盐结晶性强侵蚀。V类围岩主要由坡洪积块石碎石土(dlQi)组成，厚度约20～30m，结构松散，进洞时需要清除块石碎石土。围岩为下第三系固原群(Egy)巨厚一厚层状含漂石的砾岩，夹泥质粉砂岩、砂砾岩，泥钙

5、质胶结，胶结程度差，该岩性遇水易软化，强度较低，属极软岩类，自稳能力差，开挖中易出现顶拱的坍塌变形破坏。3施工机械选型3．1出碴设备选型9。隧洞稍家沟斜井和主洞中部920m平洞段钻爆开挖及一期支护施工交通为斜井本身，根据斜井施工坡度较大的特点(坡度为40％)，一般轮胎式机械根本无法具备l叶{渣条件，为此合理的机械选型及布置显得尤为重要，通过技术论证决定选用有轨机械设备来作为出渣及材料的运输比较合理。通过对工程工期的分解，以及日钻爆进尺单循环时间计算，运渣设备选用长×宽×高一6．8m×1．3m×1．5m的侧卸矿车、轨道为I22轻轨，牵引设备通过

6、力学计算，采用30t卷扬机。具体参数见表1。表l30t卷扬机技术参数表卷扬机乖，jI／J尔，jl绳“径人中电动机功率牵引速度卷扬机自重(KNJ(FII[II)(kW)(m／rain)(t)3fJ02820014012920m主洞材料及石渣运输原计划采用电瓶车运输，通过施工条件及消费比的论证，选用5台农用三轮车作为运输设备，石渣运输至斜井底部卸渣地沟处倒人矿车，再由矿车运出斜井。优点：经济、实用，简便、可靠、安全。·684·3．2装碴设备选型由于斜井最小断面为5．25m×4．75m、主洞最小断面直径为5．95m，大、中型装渣设备回转困难。根据出

7、渣施工强度、机械设备性能等各项参数的比较计算，选用SWES0小型液压挖掘机装渣。具体参数见表2。表2SWES0小型液压挖掘机技术参数表最小回转半径最大挖掘高度斗容下车总宽车身高度(ram)(ram)(ITl2)(ram)(mitt)236249630．18195025714施工平面布置4．1出碴系统布置根据斜井进洞点及其现场实际地形，靠近进洞口右侧有一干河滩，地势较高，雨季洪水较大，平时干枯，为达到防汛目的，洞口右侧填筑防汛围堰，且针对斜井开挖施工的特性，为满足卸渣条件，卷扬机室设在离洞口70m处(桩号：0+075)，因其基础在干河滩内，无法

8、满足卷扬机拉运角度，所以回填石渣增高，填至设计高度。卸渣地沟设在离卷扬机室30m处，地沟尺寸6mX5mX6m(长×宽×高)。轨道系统布置在斜井左侧(出渣轨道中心线偏