進水口集渣坑施工方案論文

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1工程概況

某輸水隧洞氣墊式巖塞進水口設計從前至后分為爆破巖塞體、鎖口段、梯型高邊墻集渣坑及檢修豎井前隧洞連接段；集渣坑作為巖塞體爆破巖渣的主要處置方式，集渣坑容積設計充分考慮巖塞體爆破巖渣自然方量及爆破時不確定影響因素（巖塞口周圍的滑坡、超挖等），在嚴格保證過水斷面，洞內集渣效果及集渣運行期間的穩定，本工程集渣坑設計長度為44m，集渣坑高度為20.435～21.31m，寬度為9.2m，由連接段隧洞底板向下開挖12.11m；集渣坑設計剖面。

2集渣坑施工方案

根據隧洞內集渣坑“高、寬、陡”特點，開挖、支護編制兩套施工方案。

2.1方案一（連接段形成施工道路）

在連接段隧洞K0+101.882～K0+61.442段形成長為40.44m，寬為5m的施工運輸道路，運輸道路坡度為1：4，運輸道路集渣坑側高程為249.49m，比集渣坑底板高2m，集渣坑開挖、支護、后期混凝土澆筑均可以利用此施工道路施工；運輸道路按照最大坡比1:4，運輸道路水平長度40.44m，集渣坑進行常規的爆破分層施工，隨著每層開挖形成；集渣坑內開挖石渣可以在工作面內直接利用液壓反鏟裝自卸汽車運輸出洞外，本施工道路還可用作支護、混凝土襯砌材料及設備運輸。洞內開挖分層。集渣坑施工完畢以后，運輸道路采用C20拋石混凝土回填至原連接段隧洞底板設計高程。

2.2方案二（集渣坑段內形成施工道路）

先期在集渣坑施工過程中，形成17.6%（坡度角約10°）的出渣施工運輸道路，以此施工道路為分界線，分為A區和B區兩個施工區域進行施工。A區及施工道路以下2m范圍內的開挖、支護利用此施工道路施工；B區內的開挖、支護施工擬利用液壓反鏟及垂直運輸方式施工。AB區分界線以上的石渣可以直接采用液壓反鏟裝車運輸，B區出渣將采用兩臺1.0m3反鏟以打接力的方式將石渣倒運至連接段隧洞內，然后裝15t自卸車出渣，最后剩余少量石渣采用人工輔助吊籃從集渣坑內運出；B區的支護以及集渣坑的混凝土襯砌施工也利用垂直運輸方式施工。

3兩種方案工期分析

3.1方案一

開挖共分六層，Ⅰ層為隧洞主過水斷面開挖，Ⅱ層高3.76m，Ⅲ層～Ⅴ層高為3m，保護層0.5m，Ⅲ層～Ⅴ層每層先開挖先鋒槽，先鋒槽布置于集渣坑上游側靠近巖塞位置，先鋒槽第一次開挖尺寸為3m寬，二次擴挖至5.3m寬；每層先鋒槽開挖完成后采用水平開挖方法，由巖塞體向連接段方向開挖，每排炮進尺3m。Ⅱ層以下開挖支護共計73天完成，Ⅰ層開挖支護計劃13天完成，集渣坑施工時間共計86天。利用施工道路，底板基礎清理計劃7天完成。利用施工道路，混凝土施工時材料及設備可以直接運輸至工作面，集渣坑混凝土襯砌施工垂直分縫按9m一倉，共分為5倉，（45m長），施工時隔倉澆筑；水平分縫按3m一層施工考慮，兩側邊墻平起澆筑，共分為7層，每層計劃施工3天，混凝土施工約42天。施工道路拋石混凝土施工計劃7天完成。

3.2方案二

利用寬約5m小部分擴挖施工平臺，集渣坑開挖支護計劃工期約150天。利用垂直運輸設備，底板混凝土基礎清理計劃10天完成。集渣坑混凝土施工時施工材料不能直接運輸至工作面，需要利用垂直運輸設備運輸至工作面，集渣坑混凝土襯砌施工垂直分縫按9m一倉，共分為5倉，（45m長），施工時隔倉澆筑；水平分縫按3m一層施工考慮，兩側邊墻平起澆筑，共分為7層，每層計劃施工4天，混凝土施工約56天。

3.3施工工期

方案一：開挖支護計劃86天完成，底板混凝土基礎清理計劃7天完成，混凝土襯砌計劃42天完成，拋石混凝土計劃7天完成，總工期142天。方案二：集渣坑開挖支護計劃150天，底板混凝土基礎清理計劃10天完成，混凝土襯砌計劃56天完成，總工期216天。集渣坑開挖支護為關鍵工作，處于關鍵線路上，施工方案一相對于施工方案二節省直線工期74天，從而節省總工期74天；扣除混凝土襯砌節省的施工時間14天，集渣坑施工方案一開挖支護節省總工期60天。

4、兩種方案的優缺點

4.1方案一（連接段形成施工道路）

優點：在連接段形成施工道路，本方案開挖及運輸施工與常規洞挖方法一致，施工速度快，集渣坑的石渣運輸不受限制，運輸設備可在工作面進行裝渣，大大節省工期；施工安全有保障，施工人員及設備施工通道有保障，為后期的混凝土襯砌的各個工序施工提供了運輸通道。缺點：本方案需要新增加開挖量（10.11*40.44）/2*5=1022m3，C20拋石混凝土1022m3。

4.2方案二（集渣坑段內形成施工道路）

優點：不需要大幅增加開挖及回填混凝土工程量。缺點：集渣坑B區開挖出渣需要兩臺液壓反鏟進行倒渣，人工配合運渣，出渣較困難，存在安全隱患問題多，本方案中石渣運輸存在垂直作業，特別是靠近連接段側，施工中考慮安全因素較多。混凝土施工期間沒有施工通道，需要增設起重機或卷揚機簡易提升系統，減慢了工程施工進度。

5施工成本

施工方案一開挖支護節省工期60天，增加開挖及C20混凝土回填成本約(165+405)*1022=58.3萬元施工方案二相對施工方案一比較，延長工期60天，增加小部分擴挖及垂直運輸費用約20萬元。

6方案比選

集渣坑開挖支護施工方案一（連接段形成施工道路）比施工方案二（集渣坑段內形成施工道路）縮短工期60天，但增加費用約38.3萬元；方案二渣料、物料運輸均必須經過裝卸倒運，施工繁瑣，且用另置提升系統施工存在安全隱患。集渣坑作為巖塞進水口關鍵部位，從施工進度、施工安全、施工方便的角度考慮，兩種方案經過比選應擬采用施工方案一進行集渣坑施工。

7結語

隧洞內集渣坑施工受空間限制，高空作業，交叉作業，安全管控難度較大，集渣坑又臨近水源，集渣坑施工突涌水風險極高，開挖支護強度大、時間長；受水庫水位制約，施工工期應有嚴格控制，合理利用有效工期極其重要，集渣坑施工作為巖塞爆破進水口施工關鍵節點，機械及人員進入、撤離通道方便通暢，對高風險施工作業人員心理素質調節也能起重大的作用，本工程集渣坑施工方案選擇希望能為后續類似工程施工提供參考思路。

作者:楊雙龍史玉飛胡凱單位:遼寧省水利廳