南水北调中线穿黄隧洞工程的技术难点分析和对策

南水北调中线穿黄隧洞工程盾构施工技术探讨——简要介绍穿黄工程概况及泥水盾构施工主要作业模式。对泥水加压平衡式盾构应用于穿黄隧洞的组装、始发、掘进、管片安装、同步注浆以及盾构到达南岸的二次始发等施工技术进行了详细介绍，针对穿黄工程特殊段的掘进施...

通过对南水北调中线穿黄隧洞地层进行的分析,结合泥水加压盾构的特点,指出了穿黄隧洞工程盾构施工可能遇到的施工问题,并提出了应开展的具有针对性的研究课题,对隧洞施工及研究工作具有一定指导意义。

简要介绍穿黄工程概况及泥水盾构施工主要作业模式。对泥水加压平衡式盾构应用于穿黄隧洞的组装、始发、掘进、管片安装、同步注浆以及盾构到达南岸的二次始发等施工技术进行了详细介绍,针对穿黄工程特殊段的掘进施工进行了探讨。

南水北调中线穿黄隧洞工程盾构施工具有地质条件复杂、大埋深、高外水压力、长线路、大直径等施工特点及其相应的技术难题。经过在施工实践中的创新与实践,在泥浆配置技术、掘削面稳定控制技术、突破规范的壁后注浆技术、高外水压力条件下的盾构施工防渗技术、端头地层加固技术、大埋深/高外水压力下的带压进舱技术、盾构掘进姿态控制技术、精密的长距离竖井联系测量技术、长距离泥水输送技术、大坡度盾构掘进技术等方面取得了突破与进展,确保了工程的顺利实施。穿黄盾构工程的各项技术指标均达到了理想的效果,相关工程施工技术可供类似工程参考和借鉴。

南水北调中线穿黄隧洞地质条件复杂,外侧水土压力大,隧洞长度4.25km。采用带装滚刀的泥水加压式盾构机施工。施工技术难点多,难度大,对盾构设备要求高。盾构机要在适应性、主要系统性能及技术服务等方面满足工程施工需要。

1.工程概况南水北调东线工程作为南水北调工程的重要组成部分,规划从江苏省扬州附近的长江干流引水,利用京杭大运河以及与其平行的河道输水,连通洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖,并将其作为调蓄水库,经泵站逐级提水进入东平湖后,分水两路,一路向北穿过黄河后

穿黄隧洞工程采用先进的盾构法施工,地质条件复杂且掘进距离长,技术复杂,难度高,施工中存在着较大的风险和困难。因此,必须针对穿黄工程地质条件、工程设计和要求,对盾构施工中可能出现的特殊情况下进行重点研究,提前采取相应的技术对策,确保如期、安全、优质完成穿黄隧洞工程施工。

穿黄隧洞工程是南水北调中线的关键性工程,该工程采用双洞平行布置,盾构机单向掘进施工。介绍了穿黄隧洞工程地面控制网测量、竖井联系测量、隧洞内精密导线测量等施工控制测量方案,对贯通误差进行了分析研究,并在控制测量和检测过程中采用了一系列有效措施,从而保证了掘进精度在施工设计允许范围内,实际贯通误差约2cm。

穿黄隧洞是南水北调中线穿越黄河的关键工程,工程规模大,地质条件复杂,还需面对河床游动、深度冲淤、砂土地震液化、软土震陷、隧洞渗漏、围土稳定、压力输水安全与长期运用等一系列问题,技术难度高。通过工程总体布置优化和多项专题研究,包括按1:1比尺建立埋深30余m的隧洞仿真试验模型,较真实地模拟外部水土环境和内水压力的试验研究,提出了盾构隧洞新型预应力双层衬砌结构型式,还解决了超深工作竖井,软土地下建筑物抗震,长隧洞安全监测与长距离信息传输,水底压力隧洞盾构法长距离施工等一系列技术难题,确保工程顺利进行,实现科技创新。

南水北调中线穿黄退水洞工程实现安全贯通

南水北调中线一期穿黄隧洞采用盾构法施工,盾构始发是整个盾构施工过程中最关键、最重要的环节,处理不慎极容易出现涌水、涌砂现象,对工程和机械设备造成毁灭性的后果。为确保盾构始发安全,采用冻结法对高喷加固区与工作竖井地下连续墙之间进行冷冻封水加固,取得了良好的效果。现总结了在该工程中冷冻封水措施的方案布置、关键技术问题和实际取得的效果。

穿黄隧洞作为南水北调中线最重要的控制性工程,一直备受瞩目,其中安全监测是穿黄隧洞的重要工作之一,也是观测工程结构安全的具体手段。文章通过对穿黄隧洞安全监测系统的建立以及对自正式通水后半年内的观测数据进行初步分析,揭示了穿黄隧洞渗漏量、渗透水压力、混凝土应力应变和接缝开和度的变化范围和规律,为同类型输水隧洞的安全监测设计和实施提供一定的借鉴。从安全监测数据分析,自南水北调中线通水运行以来穿黄隧洞目前处于正常稳定工作状态。

阐述了南水北调中线吴庄隧洞工程洞型断面的选择,隧洞进出口位置、进口底高程、洞身结构尺寸、进出口分流角和汇流角的确定等关键性控制体形尺寸的原则和方法,以及洞身支护参数的选择与衬砌结构计算,可供类似输水隧洞设计借鉴。

南水北调一期穿黄隧洞工程规模宏大,是多个工作面同时施工、多种施工技术共同运用的综合工程。本文就其超深连续墙施工、盾构进出洞端头地层加固、盾构始发、过河隧洞长距离掘进、泥水长距离输送、邙山段大坡度推进、预应力混凝土二次衬砌及施工期安全度汛等穿黄隧洞工程的难点提出了施工对策。

讨论了南水北调工程大型穿黄隧道砂基在施工期和运行期产生液化的可能性及液化深度问题。砂土动力试验采用了原状样和扰动样,从微观结构和动力特性分析了两种试样成果的差别,并对7度地震下砂基液化的可能深度作了判定。对砂土加密后的抗液化性能的提高进行了试验,还对盾构机施工时的振动加速度进行了实测,并探讨了施工时砂基液化的可能性

南水北调东线穿黄河隧洞25日全线贯通,至此用于调引长江水的南水北调东线输水线路在山东境内黄河河底约70m深处成功穿越。

穿黄隧洞工程是南水北调中线工程总干渠的关键性工程,为保证施工用水,在黄河北岸施工供水水源地进行大口径抽水试验,确定含水层水文地质参数,为施工供水设计提供依据。通过稳定流、非稳定流理论计算,提出渗透系数k为16~18m/d,并用裘布依公式计算得出影响半径与经验公式计算结果接近,故影响半径推荐值为1113m,并根据开采试验,确定单井可开采水量为177m3/h。

南水北调中线穿黄隧洞(长度4.25km)工程地质条件复杂,隧洞外侧水土压力大,采用加装滚刀的泥水加压式盾构施工较为合适,施工技术难点多,难度大,对盾构的性能要求高,盾构必须在适应性、主要设备系统性能及技术服务等方面满足工程需要。

南水北调工程穿黄隧洞纵向变形主要受施工扰动、下卧土层沉降变化以及河床冲淤等因素的影响。为此,通过河工模型试验,揭示了冲淤荷载的变化情况,分析了其在地震荷载作用下的分布及影响,着重对在内水压载和冲淤作用下的不同工况进行了计算分析。提出了针对上述3种荷载组合情况下的隧洞管段的布置方案,论证了该方案可适应纵向变形,且具有一定的安全裕度。

南水北调中线穿黄工程隧洞方案设计,根据穿黄河段特殊的地形地质、洪水泥沙条件和目前国内外隧洞设计施工的先进技术,设计采用预制和现浇双层结构和泥水平衡式盾构施工的先进技术。由于穿黄隧洞的规模和设计运用条件的特殊性,该工程的设计目前在国内外工程实例很少,因此方案布置、结构计算及施工等诸多课题都需要研究。

南水北调中线穿黄工程隧洞掘进开工

2009年12月22日,在南水北调中线穿黄工程黄河南岸竖井内,工人们在庆祝隧洞贯通。当日,南水北调中线穿黄工程上游线过河隧洞顺利贯通。位于河南省郑