孟良口子隧洞施工优化方案

孟良口子隧洞施工优化方案吕建远;于毅;马英豪【摘 要】在山东省胶东地区引黄调水工程孟良口子隧洞施工中，通过调整施工方案、优化资源配置、合理安排作业工序，提高了隧洞进尺，缩短了施工工期，结合该施工方案的优化方法，总结出小断面较长隧洞施工经验。期刊名称】山东水利年(卷),期】2012(000)012【总页数】2页(P8-9) 【关键词】 引黄调水;隧洞;施工方案;优化【作 者】 吕建远;于毅;马英豪【作者单位】 山东省胶东调水局,山东济南250014;山东省胶东调水局,山东济南250014;山东省胶东调水局,山东济南250014【正文语种】 中文【中图分类】 TV5山东省胶东地区引黄调水工程孟良口子隧洞位于烟台市牟平区，为无压引水圆拱直墙形隧洞(设计断面2.1 mx1.9 m加半圆拱)，全长2 192 m,设计流量4.8 m3/s ，比降1/1 000。该隧洞洞身断面较小，施工场地狭窄、洞线长、工序多、 干扰大、工期长。作为控制性节点工程，其施工进度影响着整个工程工期。施工自2010年7月进场，前期因施工力量不足，工艺技术落后，隧洞掘进进度缓 慢，到2011年7月洞身进尺不足600 m，每天进出口最多能各维持在一个循环（即2 m）进尺的效率，不能满足合同工期要求。1 施工工序及工艺优化1.1 优化爆破开挖方案，合理选择掏槽方式 爆破效果的好坏关键看能否有效利用炮眼，掏槽是关键。从 V 型掏槽、楔形掏槽 直眼掏槽等掏槽类型中，选用直眼掏槽的爆破设计，做好钻爆设计，并试爆取得最 优爆破参数，提高爆破质量和每个循环的进尺，可以减少大型块石的数量，有利于 增加钻孔机械同时作业的空间布置。与之前施工掏槽方式对比，避免了二次爆破、补炮等，减少了工时延误。1.2 合理设计避车洞间距优化施工前，进出口进尺总计超500 m，尚无避车洞，极大地影响了施工效率。 各个作业面从优化施工后开始每间隔150 200 m增加避车洞设计，避车洞的增 加不仅解决了洞内会车，运载车辆掉头及循环工作的问题，同时便于存放大量施工 器械，避免机械设备重复进出洞内。1.3 优化重点作业工序及循环时间1.3.1 原施工工序及循环时间测量放线-布孔钻孔-装药起爆-排烟-安全检查-出渣-掌子面清底-支护-下 循环，一个循环共计21 h。开控作业工序时间见表1。表1开挖作业工序时间表h工序测量放线布孔钻孔装药起爆排烟安全检查出渣 清底支护时间 0.5 6 2 1 0.5 4 1 61.3.2 优化后施工工序及循环时间 上次爆破-排烟-安全处理-齐头清理-施工准备-测量放线-钻孔-出渣-装药 -下一循环。优化作业工序时间见表2。表2优化作业工序时间表h工序测量放线布孔钻孔装药起爆排烟安全检查出渣支护时间 0.5 2.5 0.5 0.5 0.5 1.5 21）测量放线：根据所作控制点快速准确放出开挖断面轮廓线，并对上一循环的开 挖断面进行检查回测，以便处理大面积欠挖。2）布孔钻孔：风枪数量由原来的每工作面3台增加至5台，在较好围岩情况下， 实现钻孔与出渣交叉施工，同时进行作业，工序间无缝连接。3）装药起爆：采用光面爆破技术，利用自制高压风管吹出孔内岩屑或积水，掏槽 眼和崩落眼连续装药，周边眼由炸药绑扎于竹片上形成间隔装药。4 ）排烟：采用功率55 kW大通风机，以缩短排烟时间。距掌子面20 m处利用 直径60 cm的通风管高压通风，并采取用水淋透渣料等方法降低灰尘。5）安全检查及处理：每次爆破散烟后，先由施工人员检查，无瞎炮盲炮和重大地 质缺陷时，人工用钎杆轻击轮廓面浮石、零星石块，保证掌子面的安全。6）出渣：增加装运渣设备功率，采用新进2台LW120型挖掘装载机和每个作业 面新增2台3 m3的运碴车辆；增加1台挖掘机进行扒渣，以实现在围岩地质条 件允许的情况下出渣与钻孔同时进行；如前所述，由于避车洞的增加，解决了洞内 会车及较大机械的存放问题，为钻孔与出渣交叉施工创造了条件。在洞口卸渣转运， 以减少出渣时间。7）初期支护：围岩较好时可采用在初喷支护质量安全保证的前提下每10 m左右 进行初期支护，围岩较差时及时进行初期支护；另外，为保证初期支护的及时性和 质量，每个作业面配备2台以上混凝土喷射机，围岩较好时用1台（另一台备 用） ，围岩较差地段喷射量较大时采用2台同时进行作业。1.4 优化资源配置 在施工过程中，对施工动力供电、通风散烟、设备维护等影响进度效率的主要因素 都进行了相应优化。并在人力资源的合理配置上，从人数、专业技术水平、劳动强 度、轮班制度等方面进行调整。1.4.1 机械设备更新及添加1）通风设备：进、出口各增加1台55 kW的通风机，增加通风量，缩短排烟时 间，在洞顶侧上方布设60 cm的通风管道各一条至施工作业面，以满足施工高峰 期的通风需求（达到0.5 h内洞内完全排烟）。2 ）高压设备：进、出口各增加1台20 m3的空压机，并铺设高压风管进入到施 工掌子面附近。3 ）装运渣设备：每个洞口各配置1台LW120型挖掘装载机和新增2台3 m3的 自卸车，1台挖掘机（用于实现在围岩地质条件允许的情况下出渣与钻孔同时进 行）。4 ）喷射机械：各洞口配置2台潮式混凝土喷射机。5 ）供电设备：根据机械设备配置及功率进行计算，空压机150 kW、通风机55 kW、混凝土喷射机2台及拌合机等100 kW，将进、出口段的变压器增量至315 kW;同时对供电线路，通风管道和排水管道进行重新布置。在隧洞施工进出口各 更换1台315 kV变压器。动力电缆和照明电缆分别铺设，做好电气设备工作及防 雷接地，定期检查测试接地电阻和漏电保护器。6）日常维护：加强洞内排水工作，铺设排水管路，安排专人抽水，加强道路的维 修以及确保运输车辆的完好率，提高运渣效率。做好机械设备的日常维护保养，关 键设备特别易损配件有备用，确保机械设备的使用率和完好率。1.4.2 劳动力配置 加大和优化作业队伍的人力资源，每个作业面配备经验丰富、技术娴熟的操作工人50人左右，确保工作的高效率、高质量，做到息人不息设备。项目部人员现场值 班，跟班作业，并明确职能，责任到人，及时发现解决施工现场出现的各种问题， 在施工组织上严格控制各作业时间，做好各工序的紧密衔接。按每个工班进行改评， 发现问题及时解决改进，杜绝工序间存在间隙时间，确保循环率。2 隧洞安全质量管理在安全管理上，隧洞施工属于地下开挖工程，安全生产工作至关重要。施工单位进 场后，设立安全管理机构，形成安全生产管理体系，在项目经理领导下，设立施工 区专职安全员、工区安全员，并制定了具体安全措施。同时，对隧洞施工进行定期 与不定期检查，检查机构、制度、措施的落实情况，一经发现不符合施工规范的情 况，立即进行整改，以彻底消除安全隐患，确保安全生产。紧抓隧洞工程安全控制 的重点，即洞内爆破作业安全、洞内运输作业安全、用电安全。在质量管理上，隧洞掘进过程中，主要抓好洞身开挖时超挖欠挖、直线度、进场原 材料等方面。开挖质量控制的难点在于IV、V类围岩和穿过塘坝等水源洞段，施工 采取短进尺、弱爆破、强支护、快衬砌、勤检测的方式，防止塌方渗水，并将因地 质因素造成的超挖控制在最小范围。优化施工后，根据要求每个作业面配置一台激 光准直仪，缩短测量时间和提高精度，更为工程质量增加了保障。3 结语本项目属较长隧洞、小断面、复杂地质工程，施工优化后所选用的机具设备、人员 配置、施工程序及措施在考虑工期、安全、质量、经济等多个因素的情况下完全达 到施工进度及各方面需求。尤其在施工进度方面，工作口总的平均进尺由4 m/d 提高到8 m/d，从优化施工方案时剩余1 600 m隧洞来测算，施工时间由400 d 缩短为190 d ，极大地缩短施工工期，节省施工投入，达到建设目标要求。