輸煤管道工程論文
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1施工工藝
根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，隧道進(jìn)、出口明槽段為明挖，其余段均采用礦山巷道掘進(jìn)法施工。明槽及黃土段隧道施工采用挖掘機(jī)、履帶式挖掘裝載機(jī)配合人工施工;進(jìn)入風(fēng)化基巖段后，采用光面爆破、風(fēng)鎬修邊，全斷面掘進(jìn)的施工方法。
1．1工藝流程
1)黃土段工藝流程:工作面安全檢查→作業(yè)前準(zhǔn)備→采用礦用履帶式挖掘裝載機(jī)→支工字鋼支架掛金屬網(wǎng)→立模板→澆筑混凝土→清理衛(wèi)生。2)黃土夾雜碎石段:工作面安全檢查→作業(yè)前準(zhǔn)備→打眼→裝藥→爆破→出矸→支工字鋼支架噴漿→立模板→澆筑混凝土→清理衛(wèi)生。3)風(fēng)化基巖段:工作面安全檢查→作業(yè)前準(zhǔn)備→敲幫問頂打眼→裝藥→爆破→出矸→打注錨桿、掛網(wǎng)→噴射混凝土→清理衛(wèi)生。
1．2隧道開挖
表土段開挖:考慮到隧道斷面較小(寬2．5m，凈斷面6．3m2)，一般挖掘機(jī)無法施工;人工開挖勞動(dòng)量大。施工采用礦用履帶式挖掘裝載機(jī)(STB-80)開挖，人工手稿修邊的方式。該設(shè)備尺寸為4500mm×1600mm×1700mm(長×寬×高)、適應(yīng)坡度小于16°，能夠滿足隧道斷面尺寸及坡度要求。黃土碎石夾雜段開挖:由于該層為黃土夾雜碎石段，采用礦用履帶式挖掘裝載機(jī)開挖容易損設(shè)備，且人工修邊困難較大。因此，采用放小震動(dòng)炮、光面爆破的方式掘進(jìn)。嚴(yán)格控制炮眼數(shù)量、深度及裝藥量，短掘短支，杜絕空頂作業(yè)，取得較好效果。風(fēng)化基巖、基巖段開挖:此段圍巖巖性較硬，按照全斷面光面爆破施工。采用YT28型氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，42mm一字合金鋼鉆頭，中空六角鋼釬22mm×2000mm鉆桿鉆孔。小斷面光面爆破掏槽眼和周邊眼布置比較重要，施工中掏槽眼采用直眼掏槽，共布42個(gè)炮眼。炮眼布置。
1．3隧道排渣
由于隧道斷面小，凈寬2．5m，凈高2．8m，運(yùn)輸距離較長(隧道全長2287m)，坡度為9．21%～10．75%，角度不大，適合小型膠輪運(yùn)輸、軌道運(yùn)輸、皮帶運(yùn)輸。因此，最初排渣方式考慮采用皮帶運(yùn)輸、小型膠輪及軌道運(yùn)輸三種。各方案優(yōu)缺點(diǎn)對比分析見表2。綜合上述分析，施工采用小型膠輪車排渣，每百米設(shè)倒車硐室，四輛小型膠輪車循環(huán)配合連續(xù)排渣，滿足排渣需求，同時(shí)解決支護(hù)材料下放問題。施工中采取及時(shí)對隧道底板污泥進(jìn)行清理、盡可能將施工輔助管線布置到膠輪車運(yùn)行影響范圍以外等措施，保證排渣、下放材料的順利進(jìn)行，取得了較好的效果。
1．4隧道支護(hù)
隧道支護(hù)在整個(gè)隧道施工中具有重要的作用。根據(jù)巖性支護(hù)方式主要為:表土段采用9號工字鋼+掛網(wǎng)噴漿(T=80mm)+澆筑混凝土(T=200mm);基巖段采用錨網(wǎng)噴支護(hù)(T=120mm);風(fēng)化基巖(破碎)采用鋼拱架+錨網(wǎng)噴支護(hù)(T=120mm)。
1)支護(hù)9號工字鋼+掛網(wǎng)噴漿+澆筑混凝土。鋼拱架安裝要點(diǎn):安裝前檢查開挖斷面輪廓、中線、高程;安裝時(shí)確保鋼拱架放在牢固的基礎(chǔ)上;鋼拱架分節(jié)段安裝，兩節(jié)段之間通過鋼板用螺栓連接，連接鋼板與拱架軸線垂直;鋼架立起后按中線、腰線將其校正到正確位置;兩架鋼拱架之間用4根20圓鋼連接固定。掛網(wǎng):掛網(wǎng)與鋼拱架安裝基本同時(shí)進(jìn)行。鋼筋網(wǎng)在洞外分片制作，制作尺寸按施工方法及循環(huán)進(jìn)尺確定(本次采用1．2m×2．0m)，安裝時(shí)搭接長度不小于10cm。人工鋪設(shè)貼近巖面，與錨桿或鋼架綁扎連接牢固。鋼筋網(wǎng)和鋼架綁扎時(shí)，應(yīng)綁在靠近巖面一側(cè)，確保整體結(jié)構(gòu)受力平衡。噴漿:分析日進(jìn)尺、各工序之間的銜接等因素，噴漿施工滯后掌子面5m～10m。在噴射混凝土前，將受噴面粉塵和雜物清除干凈、檢查噴漿機(jī)及管路的連接情況;拌料時(shí)潮濕石子與水泥按比例攪拌不少于兩次，再與砂子攪拌，攪拌后能用手捏成團(tuán)，松手即散為宜;噴射時(shí)噴距控制在0．8m～1．2m之間，且垂直于巖面;初噴厚度3cm～5cm，復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。噴漿結(jié)束4h后，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，7d內(nèi)每班養(yǎng)護(hù)一次，7d后每天養(yǎng)護(hù)一次，直至進(jìn)行二次澆筑。澆筑:主要步驟為拆除有關(guān)設(shè)備→檢查→架設(shè)模板→立堵→澆筑→拆?！謇怼；炷敛捎眠厺仓呎駝?dòng)的方法，遵守“快插慢提、深度適宜、分層澆筑、振搗均勻的原則”保證質(zhì)量，消滅蜂窩、麻面?；炷翝仓笠M(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，并持續(xù)28d。
2)錨網(wǎng)噴支護(hù)。錨桿支護(hù):頂部錨桿采用MQT-130/3．0C型氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)，幫部采用YT28型氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，28mm一字合金鋼鉆頭，中空六角鋼釬22mm×2200mm鉆桿鉆孔。錨桿眼深度應(yīng)與錨桿長度相匹配，打眼時(shí)應(yīng)在釬桿上做好標(biāo)志，嚴(yán)格按錨桿長度打錨桿眼。安裝前應(yīng)將眼孔內(nèi)的積水、巖粉用吹風(fēng)管吹掃干凈。由于隧道斷面小，頂部采用20×2000mm、幫部采用20×1600mm普通螺紋鋼錨桿。錨固劑為MZS2335型。噴漿與上述工藝一致，噴漿養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28d。
3)鋼拱架+錨網(wǎng)噴支護(hù)。鋼拱架+錨網(wǎng)噴支護(hù)形式是在未施工前，考慮洞身段揭露基巖較破碎時(shí)采用的加強(qiáng)型支護(hù)方式。洛河隧道施工過程中在黃土段與基巖交接處出現(xiàn)了6m距離破碎帶。施工過程中及時(shí)進(jìn)行了調(diào)整。具體方法與前述相似。
2施工通風(fēng)
洛河隧道主要采用鉆爆法掘進(jìn)、無軌膠輪車運(yùn)輸，通風(fēng)距離最長為1200m。因此，結(jié)合施工工藝、運(yùn)輸方式、通風(fēng)距離等特點(diǎn)，該隧道采用壓入式通風(fēng)方式?？紤]到隧道內(nèi)滿足最小風(fēng)速要求的需風(fēng)量、同時(shí)施工最大班人數(shù)需風(fēng)量、同時(shí)爆破的炸藥產(chǎn)生的有害氣體降到最低所需的風(fēng)量、同時(shí)運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車所需的風(fēng)量、洞內(nèi)施工用的壓風(fēng)設(shè)備等因素，通過風(fēng)量及風(fēng)壓計(jì)算，隧道施工需風(fēng)量135m3/min，風(fēng)壓1578Pa。因此選用2BKJNo5．6/30型對旋軸流式通風(fēng)機(jī)，功率2×15kW。風(fēng)筒可根據(jù)制造材料的不同，分成由帆布、人造革、塑料及膠皮等做成的柔性風(fēng)筒和由鐵皮、鋁板等做成的金屬風(fēng)管。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，選用帆布風(fēng)筒，它具有重量輕，連接、懸吊方便等特點(diǎn)。風(fēng)筒直徑為800mm，安裝在隧道左壁上方1．8m處，不影響車輛通行，且便于維護(hù)。
3施工排水
1)洞外排水。施工前先做好臨時(shí)排水設(shè)施(包括洞頂截水溝、施工場地快速排水系統(tǒng))，確保暴雨時(shí)，洞口周圍雨水能快速排走。由于出口段為下坡施工，且明槽長度較長(約40m)，在明槽段頂部安設(shè)防雨棚、洞口位置設(shè)積水坑及潛水泵等設(shè)施，防止雨季雨水倒灌。
2)洞內(nèi)排水。為了加快進(jìn)度，洛河隧道采用兩端施工。因出口端為反坡施工，且施工643m～1100m區(qū)段時(shí)，幫部及底板中有滲水情況，滲水量每小時(shí)0．3m3。由于反坡施工，必須使用機(jī)械抽排方式把洞內(nèi)滲水排出。因此，根據(jù)施工情況，洛河隧道在出水段每百米設(shè)蓄水池一個(gè)，容量約8m3，洞內(nèi)排水采用潛水泵排出洞外。入口段施工時(shí)做排水溝，滲水自流排出洞外。
4結(jié)語
神渭輸煤管道洛河隧道全長2287m，凈斷面6．3m2，采用雙頭掘進(jìn)，出口段掘進(jìn)長度1200m。隧道施工工期8．0個(gè)月，月成巷最高達(dá)到182m(錨網(wǎng)噴段)。洛河隧道的成功實(shí)施，為亞洲第一條長距離輸煤管道的成功實(shí)施奠定了基礎(chǔ)，為淺埋長距離小斷面隧道的施工在開挖、排渣、支護(hù)、通風(fēng)、排水等施工工藝上積累了成功的經(jīng)驗(yàn).
作者：劉智 單位：中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院有限公司