南水北調(diào)中線穿黃盾構(gòu)隧洞工作豎井設(shè)計與實(shí)踐.pdf

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1、第4l卷第24期人民長江Vo1．41，No．242010年12月YangtzeRiverDee．，2010文章編號：1001—4179(2010J24—0047一O4南水北調(diào)中線穿黃盾構(gòu)隧洞工作豎井設(shè)計與實(shí)踐葉三元，石裕，李蘅，馬永鋒(長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院施工設(shè)計處，湖北武漢430010)摘要：南水北調(diào)中線一期穿黃工程盾構(gòu)隧洞南、北岸工作豎井是穿黃工程中設(shè)計及施工難度最大、風(fēng)險最高的項目之一。經(jīng)研究比較，豎井采取地下連續(xù)墻加滿堂內(nèi)襯的結(jié)構(gòu)型式，并根據(jù)地質(zhì)條件及豎井工作特點(diǎn)，對豎井采取了相應(yīng)的加固及防滲措施，很好地解決了豎井基

2、坑開挖深度大、地形地質(zhì)和受力條件復(fù)雜、結(jié)構(gòu)體型和基坑降封水難度大等難題。北岸、南岸工程工作豎井先后于2007年和2009年建成運(yùn)行，經(jīng)受了施工期與運(yùn)行期各種工況的考驗。可為同類工程參考。關(guān)鍵詞：豎井；盾構(gòu)隧洞；穿黃工程；南水北調(diào)中線工程中圈法分類號：TV67文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A穿黃工程是南水北調(diào)中線總干渠穿越黃河的關(guān)鍵全施工要求，將豎井頂高程選定為106m。性工程，隧洞總長4250m，其中過黃河水底隧洞長(3)盾構(gòu)隧洞布置要求。穿黃隧洞采用雙線隧3450m，雙線平行布置。為滿足雙線隧洞盾構(gòu)機(jī)自北洞，各采用1臺盾構(gòu)機(jī)自北岸向南岸掘進(jìn)，

3、盾構(gòu)機(jī)外徑岸向南岸掘進(jìn)并繼續(xù)向南岸邙山掘進(jìn)的要求，經(jīng)多方為9m，長度為11m。按一洞一機(jī)一井布置，豎井中心案研究比較，在黃河南、北岸按一洞一井各設(shè)2個圓形間距與隧洞中心間距相同，均為28m。盾構(gòu)隧洞在盾構(gòu)工作豎井，并采用地下連續(xù)墻與滿堂內(nèi)襯組合的南、北岸工作豎井處中心線高程分別為72．45m和67結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行圍護(hù)。北岸工作豎井為盾構(gòu)的出發(fā)井，m，綜合考慮盾構(gòu)機(jī)外徑、工作平臺高度、豎井底板等主要用于盾構(gòu)機(jī)的組裝、進(jìn)發(fā)和材料的運(yùn)輸，后期改造因素，確定南、北岸豎井開挖底高程分別為64．0m和為穿黃隧洞出口上彎段；南岸工作豎井為盾構(gòu)的

4、中繼55．5m，基坑開挖深度分別為42m和50．5m。井，主要滿足盾構(gòu)機(jī)到達(dá)、檢修與再出發(fā)及管片和隧洞2豎井結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工內(nèi)襯施工材料運(yùn)輸?shù)纫蟆АＤ?、北岸工作豎井平面布置見圖1。2。1豎井結(jié)構(gòu)型式1豎井布置條件及要求豎井整體剛度是豎井設(shè)計考慮的主要因素，經(jīng)比較，采用結(jié)構(gòu)受力條件好、經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)的圓形豎井。由(1)地形地質(zhì)條件。北岸豎井位于黃河低漫灘，于汛期洪水上灘，為確保豎井施工期和運(yùn)行期具備干灘面高程101．4～102．7m，地下水位98．7～99．5m，地施工條件，經(jīng)綜合比較后，確定豎井外圍結(jié)構(gòu)采用地豎井穿越中等～強(qiáng)透水的

5、粉細(xì)砂、中砂互層，高程下連續(xù)墻方案。為避免井內(nèi)加固結(jié)構(gòu)過多而侵占井內(nèi)44．2m以下依次為粉質(zhì)壤土、粉砂、泥礫巖及砂巖、粘凈空，影響盾構(gòu)機(jī)就位安裝，并考慮到穿黃隧洞襯砌完土巖；南岸豎井位于邙山坡腳，灘面高程101～102m，成后充水檢查時，各幅地連墻的豎向接縫有可能被拉背靠黃土高邊坡，主要穿越粉質(zhì)壤土與古土壤互層。開，影響井壁封水效果，豎井內(nèi)加固結(jié)構(gòu)推薦采用結(jié)構(gòu)(2)導(dǎo)流要求。南、北岸工作豎井平臺擋水標(biāo)準(zhǔn)整體性好的滿堂內(nèi)襯方案。為20a一遇洪水，考慮安全超高后豎井平臺高程定為北岸工作豎井地下連續(xù)墻內(nèi)徑18m，厚度1．4m，105

6、．6m；為防止降雨匯人工作豎井，滿足工作平臺安墻深76．6m，在砂層中修筑；現(xiàn)澆混凝土襯砌，內(nèi)徑收稿日期：2010—08—30作者簡介：葉三元，男，高級工程師，主要從事水利水電工程施工導(dǎo)截流設(shè)計。E—mail：Yesanyuan@cjwsjy．corn．ca48人民長江求，同時也要滿足豎井建基面的防滲要求，通過基坑穩(wěn)定分析，確定南、北岸豎井地下連續(xù)墻底高程分別為45．0m和29．0ITI，墻深分別為60．6m和76．6m。根據(jù)計算和工程類比，確定北、南岸豎井地下連續(xù)墻厚度分別為I．4m和1．2m。地下連續(xù)墻采用液壓銑槽機(jī)成槽，

7、按施工順序分兩期布置。槽孔分段長度綜合考慮了地質(zhì)條件、地面荷載、起重機(jī)荷載、混凝圖I南、北岸工作豎井平面布置(單位：m)土澆筑能力、混凝土導(dǎo)管布置、施16．4m，厚度0．8m，深度50．1m，采用逆作法施工。工部位、造孔方法、延續(xù)時間等因素。南、北岸豎井將豎井南側(cè)設(shè)有供盾構(gòu)機(jī)出發(fā)的直徑為9．4in的大洞。I期槽分別劃分為6段和7段，每段采用三銑成槽，每為避免增大豎井內(nèi)徑和另外設(shè)置出發(fā)盲洞，在確保盾銑寬為2．8m；Ⅱ期槽均劃分為6段，每段一銑成槽，構(gòu)安裝空間的前提下，在盾構(gòu)前進(jìn)相背的豎井壁上設(shè)每銑寬亦為2．8m；I期槽與Ⅱ期槽間

8、隔布置，圖4為置弧形反力座。豎井外圍和底板以下采用高噴加固，地下連續(xù)墻槽段布置示意圖。整槽鋼筋籠超長、超重，以滿足地下連續(xù)墻施工期間的穩(wěn)定和盾構(gòu)出發(fā)要求。施工過程中將鋼筋籠沿垂直方向分3節(jié)分別制作下為滿足豎井防滲要求，在豎井外圍布置了一道灰漿防設(shè)，上下節(jié)鋼筋籠采用接駁器對接，