穿越南水北調(diào)中線總干渠工程專(zhuān)題設(shè)計(jì)

石家莊交大建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司2010年04月石家莊鹿華熱網(wǎng)一期工程穿越南水北調(diào)中線總干渠工程專(zhuān)題設(shè)計(jì)匯報(bào)提綱1.工程概況

2.隧道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3.隧道平面設(shè)計(jì)4.隧道縱斷面設(shè)計(jì)5.隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.隧道兩側(cè)豎井設(shè)計(jì)7.環(huán)境評(píng)估結(jié)果8.隧道廢棄后回填處理方法9.施工方法

1.工程概況

根據(jù)2006－2020年石家莊市城區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱規(guī)劃，在石家莊市西部遠(yuǎn)郊新建鹿華熱電項(xiàng)目，承擔(dān)石家莊市西區(qū)約6000萬(wàn)平米的集中供熱任務(wù)。石家莊鹿華熱電一期2×330MW項(xiàng)目已順利通過(guò)國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)，批準(zhǔn)文號(hào)“發(fā)改能源[2009]1811號(hào)”。

1.工程概況

根據(jù)供熱區(qū)域、負(fù)荷需求及專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，供熱主干管道分南、北兩條管網(wǎng)進(jìn)入石家莊市西區(qū)，分別在槐安路北側(cè)、G307國(guó)道北側(cè)穿越南水北調(diào)干渠。主干網(wǎng)進(jìn)入市區(qū)后再以支網(wǎng)進(jìn)入各供熱點(diǎn)。

管網(wǎng)路由如下頁(yè)圖。

1.工程概況

1.工程概況

根據(jù)管網(wǎng)路由北干線主要穿越：西三環(huán)、南水北調(diào)、鐵路三個(gè)大節(jié)點(diǎn)。其中穿越西三環(huán)采用直埋敷設(shè)，穿越南水北調(diào)采用暗挖隧道方式，穿越鐵路采用頂進(jìn)預(yù)制方涵。南干線穿越南水北調(diào)工程和西三環(huán)引橋匝道采用暗挖隧道方式。隧道主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限：100年；管線設(shè)計(jì)使用年限：30年；(廢棄后進(jìn)行回填處理）使用功能：熱網(wǎng)管線；管線數(shù)：2條；隧道內(nèi)凈空構(gòu)造要求：4.8m×3.1m（寬×高）；防水等級(jí)：二級(jí)。2.隧道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)北干線穿越南水北調(diào)干渠段3.隧道平面設(shè)計(jì)

①西側(cè)豎井距總干渠隔離網(wǎng)欄5.00m；②東側(cè)豎井距總干渠隔離網(wǎng)欄5.812m；③直線隧道全長(zhǎng)151m。南干線穿越南水北調(diào)干渠及西三環(huán)路段①西側(cè)豎井距總干渠隔離網(wǎng)欄41.3m(距泄洪區(qū)邊緣5.11m)；②東側(cè)豎井距總干渠隔離網(wǎng)欄104.0m(西三環(huán)輔路外1.0m)。③直線隧道全長(zhǎng)287m。3.隧道平面設(shè)計(jì)

(210515.3369,535314.5521)（1）地形地貌隧道所處區(qū)域在地貌單元上屬于太行山?jīng)_洪積平原，地勢(shì)開(kāi)闊，地形較平坦。4.隧道縱斷面設(shè)計(jì)（2）地層及巖性北干線隧道穿越粉質(zhì)粘土層，根據(jù)隧道穩(wěn)定性圍巖為Ⅴ級(jí)。南干線隧道穿越地層也為粉質(zhì)粘土，根據(jù)隧道穩(wěn)定性圍巖也為Ⅴ級(jí)。4.1工程與水文地質(zhì)（3）地下水北干線隧道道工程影響響區(qū)域地下下水類(lèi)型為為上層滯水水，主要賦賦存于砂礫礫中，穩(wěn)定定水位深度度為16.5~16.6m，隧道底埋埋深24.5m左右。南干線隧道道工程影響響區(qū)域地下下水類(lèi)型也也為上層滯滯水，穩(wěn)定定水位深度度為16.5~28.0m，隧道底埋埋深14.5m左右。4.隧道縱斷面面設(shè)計(jì)北干線穿越越南水北調(diào)調(diào)干渠段隧道起點(diǎn)高高程（底板板）為62.659m，隧道全長(zhǎng)長(zhǎng)范圍內(nèi)為為3‰下坡。隧道道埋深約為為4.0~20m，穿越南水水北調(diào)水渠渠結(jié)構(gòu)下覆覆土深度為為4.0m。4.隧道縱斷面面設(shè)計(jì)4.2隧道縱斷面面南干線穿越越南水北調(diào)調(diào)干渠及西西三環(huán)路段段隧道起點(diǎn)高高程（底板板）為62.636m，隧道全長(zhǎng)長(zhǎng)范圍內(nèi)為為2.6‰下坡。隧道道埋深約為為4.0~15m，穿越南水水北調(diào)水渠渠結(jié)構(gòu)下覆覆土深度為為4.0m，穿越西三三環(huán)埋深為為15m。4.隧道縱斷面面設(shè)計(jì)為滿(mǎn)足南水水北調(diào)干渠渠滲控要求求及防治滲滲透破壞采采取了以下下三項(xiàng)措施施：（1）隧道頂范范圍區(qū)域的的總干渠基基底換填2.0m厚粘性土隔隔水層；（2）南干線隧隧道兩側(cè)豎豎井設(shè)置了了截滲環(huán)；；（3）隧道渠底底段進(jìn)行洞洞內(nèi)地層固固結(jié)灌漿。。4.隧道縱斷面面設(shè)計(jì)4.隧道縱斷面面設(shè)計(jì)隧道縱向間間距3.5m設(shè)置一處4.隧道縱斷面面設(shè)計(jì)4.隧道縱斷面面設(shè)計(jì)（1）內(nèi)凈空隧道內(nèi)凈空空限界：4800××3100mm。限界5.隧道結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)（2）橫斷面內(nèi)凈空斷面面形式馬蹄形斷面面形式5.隧道結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)（3）復(fù)合式襯襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)凈空斷面面形式暗挖隧道復(fù)復(fù)合式襯砌砌結(jié)構(gòu)5.隧道結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)（4）支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)參數(shù)暗挖隧道復(fù)復(fù)合式襯砌砌結(jié)構(gòu)，采采用小導(dǎo)管管超前支護(hù)護(hù)、鋼架、、網(wǎng)、噴混混凝土支護(hù)護(hù)，模筑鋼鋼筋混凝土土襯砌。鋼鋼架為4φ20、15×15cm矩形格柵鋼鋼架。表3-1支護(hù)參數(shù)表表襯砌類(lèi)型超前支護(hù)類(lèi)型噴混凝土厚度（cm）鋼筋網(wǎng)格柵支撐間距（m）二次襯砌厚度(cm)部位直徑(mm)網(wǎng)眼尺寸(cm)Ⅴ級(jí)圍巖復(fù)合式襯砌拱部超前小導(dǎo)管注漿Φ42，L=3.5m，環(huán)向間距0.3m25拱墻ф6.515×150.50405.隧道結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)安全性性檢算結(jié)果果通過(guò)有限元元數(shù)值分析析，采用上上面的支護(hù)護(hù)參數(shù)和二二襯結(jié)構(gòu)安安全系數(shù)和和二襯裂縫縫寬度滿(mǎn)足足要求。襯砌結(jié)構(gòu)承承受內(nèi)水壓壓力、外水水壓力時(shí)時(shí)時(shí)，其襯砌砌截面安全全系數(shù)和裂裂縫寬度滿(mǎn)滿(mǎn)足規(guī)范要要求。5.隧道結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)隧道施工地地表變形分分析結(jié)果5.隧道結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)北線隧道施施工原狀地地表最大沉沉降為15.1mm；南線隧道道施工時(shí)原原狀地表最最大沉降為為5.4mm，西三環(huán)路路面地表沉沉降為12.5mm。南水北調(diào)工工程施工碾碾壓機(jī)荷載載作用下的的渠底附加加地表位移移為4mm。干渠開(kāi)挖引引起北線隧隧道渠底最最大回彈位位移為78mm，南干線隧隧道渠底最最大回彈位位移為26mm。土體回彈彈變形是隨隨著土體開(kāi)開(kāi)挖過(guò)程出出現(xiàn)的，施施工完成而而結(jié)束，對(duì)對(duì)干渠施工工和運(yùn)營(yíng)不不產(chǎn)生影響響。（5）結(jié)構(gòu)防水水暗挖通道支支護(hù)背后回回填注漿、、支護(hù)層、、模筑混凝凝土襯砌層層構(gòu)成結(jié)構(gòu)構(gòu)防水體系系。結(jié)構(gòu)變形縫縫防水：在在豎井與隧隧道接頭處處、隧道縱縱向每10米處設(shè)置變變形縫。其其中豎井與與隧道接頭頭處變形預(yù)預(yù)留2.0cm縫隙、采用用背貼橡膠膠止水帶、、中埋式橡橡膠止水帶帶止水，其其它變形縫縫處變形預(yù)預(yù)留2.0cm縫隙、設(shè)中中埋式紫銅銅片止水。。5.隧道結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)（6）暗挖隧道道施工監(jiān)測(cè)測(cè)施工監(jiān)控量量測(cè)作為暗暗挖段施工工的工序，，分別開(kāi)展展掌子面地地質(zhì)觀察、、地表沉降降、洞內(nèi)收收斂變形監(jiān)監(jiān)測(cè)。5.隧道結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)（1）豎井內(nèi)凈凈空及支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)6.隧道兩側(cè)豎豎井設(shè)計(jì)矩形豎井內(nèi)內(nèi)凈空：6000××5600mm豎井采用復(fù)復(fù)合式襯砌砌結(jié)構(gòu)6.隧道兩側(cè)豎豎井設(shè)計(jì)豎井頂標(biāo)高高與總干渠渠及防洪堤堤頂面標(biāo)高高相同，滿(mǎn)滿(mǎn)足防洪要要求。（2）支護(hù)、結(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)南、北干線線隧道豎井井初期支護(hù)護(hù)均為25cm厚的C25格柵鋼架網(wǎng)網(wǎng)噴混凝土土。其中南干線線隧道豎井井支護(hù)無(wú)橫橫撐，北干干線隧道豎豎井設(shè)φ300、豎向間距距2m的對(duì)角鋼管管斜撐。南干線豎井井二襯為40cm厚的C30模筑鋼筋混混凝土，北北干線豎井井二襯為50cm厚的C30模筑鋼筋混混凝土。6.隧道兩側(cè)豎豎井設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)安全性性檢算結(jié)果果南北干線豎豎井初支、、二襯安全全系數(shù)均滿(mǎn)滿(mǎn)足規(guī)范要要求。二襯混凝土土裂縫寬度度滿(mǎn)足規(guī)范范要求。豎井施工到到井底后，，初支井壁壁最大水平平變形為32mm。6.隧道兩側(cè)豎豎井設(shè)計(jì)7.環(huán)境評(píng)估結(jié)結(jié)果石家莊華電鹿華華熱網(wǎng)一期工程程已通過(guò)相關(guān)部部門(mén)的區(qū)域環(huán)境境評(píng)估。隧道熱網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)運(yùn)行，隧道兩端端出口位于南水水北調(diào)總干渠封封閉管理區(qū)以外外，與總干渠運(yùn)運(yùn)行管理不沖突突。運(yùn)行期地下水環(huán)環(huán)境影響分析：：管網(wǎng)隧道采取取了防滲處理，，且熱水管網(wǎng)和和蒸汽管網(wǎng)補(bǔ)水水使用軟水，水水質(zhì)較好，在管管道破裂發(fā)生滲滲漏的情況下，，不會(huì)對(duì)區(qū)域地地下水產(chǎn)生不利利影響。生態(tài)環(huán)境影響分分析：施工區(qū)域域大部分為南水水北調(diào)總干渠和和城市道路，極極少部分為農(nóng)田田。對(duì)農(nóng)田區(qū)域域，工程結(jié)束后后清理臨時(shí)性占占地，恢復(fù)原貌貌等措施，施工工期對(duì)生態(tài)環(huán)境境影響較輕。工程不占用耕地地，不新增永久久占地面積。8.隧道廢棄后回填填處理方法處理方法為隧道道和豎井內(nèi)回填填土石，再通過(guò)過(guò)預(yù)埋管泵輸中中細(xì)砂，最后注注粉煤灰水泥漿漿回填密實(shí)。熱力管道使用年年限到期后若不不再使用，對(duì)隧隧道進(jìn)行回填處處理。9.1隧道施工方案采用預(yù)留核心土土全斷面法施工工。①超前支護(hù)護(hù)，②弧形開(kāi)挖挖留底板核心土土，③立鋼架、、掛網(wǎng)、噴混凝凝土施作拱墻初初期支護(hù)，④核核心土開(kāi)挖，⑤⑤施作仰拱初期期支護(hù)，⑥支護(hù)護(hù)背后回填注漿漿，⑦分次施作作二襯仰拱、拱拱墻。根據(jù)施工變形情情況必要時(shí)采取取相應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)、施工措施，，包括加強(qiáng)超前前支護(hù)、加密支支護(hù)鋼架、二次次襯砌提前施作作等。9.施工方法9.2豎井施工方案采用分層開(kāi)挖、、分層支護(hù)、整整體襯砌、豎直直提升運(yùn)輸?shù)姆椒椒?。①開(kāi)挖至至圈梁設(shè)計(jì)標(biāo)高高，②施作鋼筋筋混凝土圈梁，，③繼續(xù)向下開(kāi)開(kāi)挖1.0m，④施作已開(kāi)挖挖的井壁錨桿、、噴混凝土支護(hù)護(hù)并施作鋼管斜斜撐，⑤重復(fù)步步驟三、四，每每步1.0m依次進(jìn)行開(kāi)挖、、支護(hù)至豎井設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高，⑥預(yù)預(yù)留隧道開(kāi)口部部分，施作豎井井鋼筋混凝土二二襯，供熱管道道安裝完成后，，施作鋼筋混凝凝土蓋板和檢查查井。9.施工方法9.3施工通風(fēng)本工程獨(dú)頭施工工長(zhǎng)度較短，可可利用自然風(fēng)實(shí)實(shí)現(xiàn)施工通風(fēng)。?；虿捎脡喝胧绞綑C(jī)械通風(fēng)，確確保通道洞內(nèi)施施工空氣質(zhì)量滿(mǎn)滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范規(guī)規(guī)定要求。9.施工方法9.4施工用水和排水水隧道施工用水就就近接入城市自自來(lái)水。施工中嚴(yán)格控制制隧道內(nèi)施工用用水，隧道內(nèi)順順坡時(shí)側(cè)溝、井井底集水坑水泵泵排出地面；隧隧道內(nèi)反坡時(shí)水水泵排至井底集集水坑，再由水水坑水泵排出地地面。9.5施工運(yùn)輸與道路路隧道內(nèi)采用人工工車(chē)，井架垂直直運(yùn)輸出渣和進(jìn)進(jìn)料。井架垂直直運(yùn)輸棄渣臨時(shí)時(shí)堆放在進(jìn)口施施工場(chǎng)地內(nèi)，通通過(guò)西三環(huán)夜間間汽車(chē)二次倒運(yùn)運(yùn)至北郊造田棄棄土場(chǎng)?；炷恋仁┕げ牟牧贤ㄟ^(guò)西三環(huán)環(huán)進(jìn)入或西三環(huán)環(huán)轉(zhuǎn)至307國(guó)道、機(jī)耕道進(jìn)進(jìn)入施工場(chǎng)地。。9.施工方法9.6施工監(jiān)測(cè)施工監(jiān)控量測(cè)作作為隧道施工的的工序，分別開(kāi)開(kāi)展掌子面地質(zhì)質(zhì)觀察，地表沉沉降、洞內(nèi)收斂斂變形監(jiān)測(cè)