吉林引松施工設計及施工技術

吉林引松供水工程設計及TBM施工簡介目錄1234工程概述施工總體布置整體施工方案施工設計56TBM施工簡介目錄工程總結1工程概述

總干線二標段位于吉林市豐滿水庫至溫德河左岸之間，線路樁號2+000m～24+600m，總長度22600m。工程主要內容包括長22600m引水隧洞、1#通風豎井（樁號15+510m處）、兩個施工支洞及其他臨時工程，工程地理位置詳見圖1。引水隧洞按照施工方法可分為三部分，即TBM出口段、TBM段和過溫德河段。工程地理位置見表1二標段工程特性表。圖1：工程地理位置1工程概述分段施工方法項目位置襯砌型式前樁號后樁號長度（m)TBM鉆爆主洞普通襯砌2+0002+233233TBM鉆爆拆卸間普通襯砌2+2332+31380TBM主洞普通襯砌2+31313+81211499鉆爆檢修間普通襯砌13+81214+172360TBM主洞普通襯砌14+17221+9637791TBM主洞預應力襯砌21+96322+263300TBM主洞普通襯砌22+26322+470207鉆爆安裝間普通襯砌22+47022+945475過溫德河段鉆爆主洞普通襯砌22+94523+099154鉆爆主洞預應力襯砌23+09924+4781379鉆爆主洞普通襯砌24+47824+600122表1：吉林引松二標段工程特性表1工程概述●流域特征豐滿水庫～飲馬河分水口段主要為第二松花江流域與飲馬河流域。第二松花江是松花江南源，地理位置介于東徑124°35′～128°50′，北緯41°43′～45°23′之間，流域面積為73834km2，河道長度為825.4km，河道平均比降為0.4‰，流域平均寬度為97.8km。第二松花江流域面積，山區(qū)占49.3%，低山丘陵占18.5%，平原占32.2%，流域的地勢是從東南向西北傾斜。飲馬河為第二松花江豐滿下游左岸一大支流，發(fā)源于伊通縣地局子鄉(xiāng)老爺嶺東南側，流經磐石、雙陽、永吉、九臺、德惠等縣市，至農安縣靠山鎮(zhèn)北1.5km處與伊通河匯合后匯入第二松花江，全長387.5km，流域面積為18247km2，河道比降為0.3‰。飲馬河流域面積，平原占60%，山丘區(qū)占40%左右，而且支流較少。東部為山地和松遼平原的過渡帶，南部為連綿的低山丘陵，西北部為松遼平原，中部為平原臺地。地形呈東南高，西北低之勢，河流為南北流向。1工程概述●氣象特征吉林省地處我國東北部，屬于中緯度歐亞大陸東緣，在全國氣候區(qū)劃中屬于北溫帶大陸性季風氣候區(qū)。受大氣環(huán)流的影響，在冷暖氣團交替控制下，四季氣候變化明顯，其特點是：春季干燥多大風，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽日溫差大，冬季嚴寒而漫長，一年中寒暑溫差大，春秋兩季短促，冬季受西北季風影響，流域處于西伯利亞大陸氣團控制之下，氣候寒冷，日平均氣溫低于零度的時間，一般從11月上旬至翌年的3月下旬，長達五個月之久。1工程概述2施工總體布置2.1施工區(qū)段劃分

根據工程任務情況及工期安排我們擬將全線分為4個作業(yè)區(qū)段，分別是3號支洞作業(yè)區(qū)、2號支洞作業(yè)區(qū)、1號支洞作業(yè)區(qū)、豎井作業(yè)區(qū)。區(qū)段內設置施工所需要的臨時工程設施：現場施工測量、現場試驗、施工交通、施工供電、施工供水、施工供風、施工照明、施工通信、砂石料料物開采加工系統(tǒng)、混凝土生產系統(tǒng)、機械修配廠、加工廠、倉庫、存料場、棄料場以及施工現場辦公和生活建筑設施、污水處理系統(tǒng)、油庫等。3號支洞2號支洞2施工總體布置2.2總平面布置因本工程線路較長，各支洞區(qū)段相距較遠，根據工程需設1#支洞區(qū)段、2#支洞區(qū)段、3#支洞區(qū)段、豎井工區(qū)等，施工總平面圖如下所示：施工總平面圖1號支洞

2號支洞3號支洞3施工設計施工總設計本著“因地制宜，，集中設置，便于于管理，方便施工工，規(guī)范有序”的的原則，臨時設施施占地范圍不超過過招標人規(guī)定的征征地限界。本項目目工程標段較長，，各施工支洞口區(qū)區(qū)段相距較遠，為為滿足工期要求和和施工需要，施工工總體布置要科學學合理，有利于保保證工期和降低成成本。為確保工程程進展順利，最有有效的利用有限的的場地，在施工布布置時將遵循以下下原則：（1）以人為本的的原則貫徹落實勞動衛(wèi)生生和勞動保護措施施，保障施工人員員的身體健康，施施工生產人員居住住條件達到國家和和有關部門的要求求。（2）確保安全性性原則符合有關安全生產產、勞動保護、防防火、防洪、防雪雪等法律、法規(guī)和和要求，必須制定定切實、有效的安安全措施，確保安安全。（3）符合環(huán)保性性原則根據現場施工環(huán)境境，結合當地環(huán)保保部門要求，有利利于環(huán)境保護和水水土保持，盡可能能減少施工對環(huán)境境產生的不利影響響。（4）便于施工的的原則便于施工管理，便便于勞力、機具設設備和材料等調配配，有利于減少施施工干擾，有利于于文明工地建設?！，F場布置規(guī)劃設設計盡量靠近施工工工點，實用方便便，不重復建設，，確保各項設施的的高效使用。（5）經濟性原則則充分利用工程所在在區(qū)域現有場區(qū)，，節(jié)約土地造福地地方，盡量減少臨臨時工程的投入。。3施工設計3.1施工供電(1)TBM施工工供電方案通過發(fā)包人提供三三卷式移動變電所所將20kV接入點接接入，供TBM施施工用電。10KV接入點連接到到開閉所，通過10kV/400V變壓器給生產產生活區(qū)，支洞皮皮帶機，通風機供供電；洞內用電以以10kV高壓為為主線進洞，途中中通過10kV/400V變壓器器給連續(xù)皮帶機、、橋吊、排水泵、、硫化臺、照明等等設備供電。(2)鉆爆施工供供電方案兩卷式移動車載變變電所10kV接接點連接到開閉所所。通過10kV/400V箱式式變電站為場區(qū)、、生活區(qū)、空壓機機站、通風風機、、水房進行供電；；洞內以10kV高壓為主線進洞洞，途中通過10kV/400V變壓器給排水泵泵、照明、濕噴機機等設備供電。（3）襯砌施工供供電方案襯砌施工采取由中中間向兩頭施工，，供電電源可從相相應位置集水坑處處分線箱接入。利利用原掘進施工時時的10kV電纜纜，自襯砌分界面面斷開，向兩頭分分別供電，隨襯砌砌施工逐段實現洞洞內襯砌完成段高高低壓供電的轉換換。3施工設計施工供電設計圖3施工設計3.2施工排水（1）TBM施工工段排水TBM施工主洞坡坡度為1/4300，接近水平，，1號支洞坡度為為8.0%，2號號支洞坡度為3.1%，3號支洞洞坡度為8.7%，均為下坡施工工、反坡排水，采采取多級泵站梯級級接力方式。TBM-1段施工工排水采取在3號號支洞和主洞交叉叉點處設計一個集集水坑，TBM施施工洞每隔2000m設計一個集集水坑，通過離心心泵將水逐級抽排排出3號支洞口的的方式進行。TBM-2段施工工采取每隔3000m設計一個集集水坑，通過離心心泵將水逐級抽排排出2號支洞口的的方式進行。（2）鉆爆段施工工排水2號支洞和1號支支洞施工采取開挖挖集水坑方式，通通過污水泵逐級將將水排出支洞口的的方式進行。TBM出口段和過溫溫德河段坡度低，，在工作面采取移移動無堵塞污水離離心泵將水逐級排排到支洞和主洞交交叉點處集水坑，，再通過集水坑離離心泵將水抽排出出支洞口。從隧洞內排出的生生產污水在隧洞口口附近沉淀池進行行沉淀凈化，處理理經檢驗符合污水水排放標準，進行行排放。3施工設計3施工設計施工排水設計圖3.3施工供風風TBM施工用高壓壓風由其自身配備備的空氣壓縮機提提供，其他施工供供風主要由洞口空空壓機站提供。(1)過溫德河河段施工用風過溫德河段供風由由3號支洞口空壓壓機站提供，通過過氣管連接到工作作面。施工采用手手風槍鉆孔，以YT28風槍平均均用風量N=5m3/min計算，根根據洞室開挖斷面面最多每次需用21臺風槍，施工工高峰期最大用風風量約為100m3，考慮其他因素，，取為105m3(2)1號支洞洞和TBM出口段段施工用風1號支洞擴大洞室室、出口段及TBM施工供風由1號支洞口空壓機機站提供，1號支支洞設計施工選用用6臺22m3空空氣壓縮機，鋪設設φ200mm鋼鋼管作為供風管路路可滿足施工要求求。(3)2號支洞洞施工用風2號支洞施工供風風由2號支洞口空空壓機站提供，洞洞室開挖斷面最多多每次需用15臺臺風槍，施工高峰峰期最大用風量約約為70m3，考考慮其他因素，取取為75m3。選選用5臺22m3的空氣壓縮機可可滿足施工要求。。3施工設計(4)豎井施工用風豎井施工供風由豎豎井洞口空壓機站站提供，洞室開挖挖斷面最多每次需需用15臺風槍，，參照2號支洞施施工供風，選用5臺22m3的空氣壓縮機，鋪鋪設φ200mm鋼管作為供風管管路可滿足施工要要求。（5）TBM組裝裝、檢修、拆卸用用風TBM組裝、檢修修、拆卸用高壓風風主要是為風動工工具提供動力。在在TBM開挖洞內內內布置一臺移動動式空氣壓縮機，，容量為12m3。TBM組裝、檢檢修、拆卸完成后后，空氣壓縮機移移到場區(qū)，供維修修間用風。（6）施工輔助場場區(qū)用風洞外輔助場區(qū)用風風主要為小風量的的機具，使用頻率率不高，根據施工工布置，在場區(qū)設設置一臺12m3的空氣壓縮機，如如果有特殊情況導導致風量不夠，可可以酌情增加。3施工設計3.4施工供水施工用水采用恒壓壓變頻供水系統(tǒng)供供水，恒壓變頻供供水系統(tǒng)的變頻器器選用芬蘭產ABB供水專用型，，一臺變頻器驅動動控制一臺水泵，，即變頻器一用一一備，循環(huán)交替使使用。兩臺變頻器器都設有手動控制制模式，且能快速速切換。這樣恒壓壓變頻供水系統(tǒng)在在一臺水泵損壞需需要維修，或一臺臺變頻控制器發(fā)生生故障，或一臺水水泵和變頻器都發(fā)發(fā)生故障的情況下下依然有足夠的供供水能力。（1）3號支洞口口生產供水系統(tǒng)3號支洞口生產水水井主要給TBM-1段施工，過過溫德河段施工以以及第一階段襯砌砌前段施工（由于于襯砌采取的是由由中間向兩頭襯砌砌，從中間向安裝裝洞襯砌暫定為前前段，反之為后段段）供水。3施工設計①過溫德河段施工工供水過溫德河河段施工工供水從3號支洞洞口生產水井供水水系統(tǒng)接入，通過過DN80的鋼水水管供鑿巖機，濕濕噴機和洞外拌合合站供水。當TBM進場后，施工工供水從安裝洞TBM供水水管三三通接入，繼續(xù)為為施工供水。②第一階段襯砌前前段施工供水第一階段襯砌前段段施工洞內供水利利用TBM施工的的水管將水接入，，給混凝土罐車的的清洗，養(yǎng)護，鉆鉆孔灌漿等供水；；洞外從3號支洞洞口生產水井供水水系統(tǒng)接入，給拌拌合樓，場地等施施工供水。③TBM-1段施施工供水該段施工供水從3號支洞口生產水水井供水系統(tǒng)接入入，通過DN150的鋼水管連接接到TBM后配套套清水箱，通過TBM自身清水泵泵給TBM供水。。3施工設計（2）2號支洞口生生產供水系統(tǒng)2號支洞口生產水水井主要給TBM-2段施工，2號支洞施工，第第一階段襯砌后段段施工，豎井施工工、第二階段襯砌砌前段施工供水。。①TBM-2段施施工供水該施工供水從2號號支洞口生產水井井供水系統(tǒng)接入，，通過DN150的鋼水管連接到到TBM后配套清清水箱，通過TBM自身清水泵給給TBM供水。②第一階段襯砌后后段施工供水第一階段襯砌后段段施工和TBM-2段施工同時進進行，襯砌施工洞洞內供水采取在檢檢修洞TBM施工工供水管路通過三三通接入，通過DN80的鋼水管管給混凝土罐車的的清洗，養(yǎng)護，鉆鉆孔灌漿等供水；；洞外采取從2號號支洞口生產水井井供水系統(tǒng)接入，，給拌合樓，場地地等施工供水。3施工設計撐靴油缸③2號支洞施工供供水2號支洞施工供水水從2號支洞口生生產水井供水系統(tǒng)統(tǒng)接入，通過DN80的鋼水管供供鑿巖機，濕噴機機和洞外拌合站供供水。④豎井施工供水豎井施工供水在豎豎井工區(qū)修建蓄水水池，采用水車從從2號支洞口生產產水井供水系統(tǒng)接接入，通過DN80鋼水管連接到到施工區(qū)，給施工工供水。⑤第二階段襯砌前前段施工供水第二階段襯砌前段段施工洞內供水利利用TBM施工的的水管將水接入，，給混凝土罐車的的清洗，養(yǎng)護，鉆鉆孔灌漿等供水；；洞外從2號支洞洞口生產水井供水水系統(tǒng)接入，給拌拌合樓，場地等施施工供水。3施工設計4.1施工準備中標后立即開展TBM招標采購，，并同時組織TBM專業(yè)施工隊上上場，按照投標書書確定的技術人員員迅速調遣上場；；鉆爆法所使用的的機械做好上場準準備工作，確保工工程開工就能正常常施工。4.2施工布置根據工程任務情況況及工期安排我們們擬將全線分為4個作業(yè)區(qū)段，分分別是3號支洞作作業(yè)區(qū)、2號支洞洞作業(yè)區(qū)、1號支支洞作業(yè)區(qū)、豎井井作業(yè)區(qū)。根據總工期和控制制性工期要求，結結合各區(qū)段的地理理位置，各工區(qū)布布置如下：（1）鉆爆施工3號支洞作業(yè)區(qū)設設置隧洞鉆爆施工工一隊承建3號擴擴大洞室及過溫德德河段施工，2號號支洞區(qū)設置鉆爆爆施工二隊施工2號支洞及2號支支洞擴大洞室的鉆鉆爆施工。1號支支洞擴大洞室施工工待2號支洞區(qū)段段鉆爆施工施工基基本結束后，隊伍伍轉場到1號支洞洞作業(yè)區(qū)施工1號號支洞擴大洞室，，繼續(xù)施工1號支支洞擴大洞室和出出口鉆爆段的施工工。豎井施工獨立立設置隊伍，在上上場后立即組織實實施，為后續(xù)施工工提供通風條件。。4整體施工方方案（2）TBM施工工TBM施工在從3號支洞進入，先先施工二標段-1段，二標段-1段完成后，TBM進行檢修，隊隊伍轉場到2號支支洞進行二標段-2段的施工。施工方案圖4整體施工方方案主驅動電機吉林引松施工工序序圖4整體施工方方案5TBM施工技技術吉林引松TBM由由中國鐵建重工集集團自主研發(fā)制造造，也是國內第一一臺開敞式硬巖掘掘進機，為了使設設備更加適應現場場需求，中鐵十八八局監(jiān)造人員也參參與了本臺設備的的設計與制造，并并且在制造過程中中聘請了TBM業(yè)業(yè)界專家及領導蒞蒞臨現場進行指導導。其中TBM施施工包括以下幾個個方面：TBM監(jiān)造TBM運輸TBM組裝、調試試TBM施工TBM施工段采用用1臺全斷面開敞敞式硬巖掘進機施施工，分為兩個階階段，總長19797m，第一階階段8298m（（樁號：22+470～14+172），第二階階段11499m（樁號：13+812～2+313）。TBM生產過程中中，原材料需提供供廠家質量證明書書的同時，在下料料前還要對原材料料進行抽檢。5.1TBM監(jiān)造5TBM施工技技術十八局監(jiān)造人員對對下料后的結構件件進行檢查5TBM施工技技術為了保證TBM制制造工期，鐵建重重工新購兩臺高科科技全自動焊接焊焊機，但為了保證證生產質量，十八八局監(jiān)造人員要求求對焊接的每一條條焊縫進行探傷，，并出具實驗報告告，對于對探傷不不合格產品一律返返工，并且對于經經過兩次焊接不過過關的產品，要求求原材料作廢。5TBM施工技技術為了保證TBM制制造質量，十八局局技術專家以及技技術負責人和鐵建建重工外聘專家不不定期蒞臨現場進進行技術指導，質質量監(jiān)督。5TBM施工技技術焊接完成的主梁二二和機頭架進行機機加工過程中5TBM施工技技術刀盤加工制造5TBM施工技技術TBM工廠內組裝裝5TBM施工技技術5.2TBM運運輸為了保證TBM能能夠正常到達工地地，我方要求運輸輸嚴格制定運輸路路線，并對運輸路路線實地考察。DZ101TBM運輸計劃安排排序號貨物名稱運輸耗時備注1大件（主驅動、主梁、刀盤、護盾）20天不可抗逆因素除外2小件（拖車及不超限的部件）10天3第一批運輸10#拖車拖車框架、水管卷筒、風筒儲存架、行走平臺、樓梯等具體運輸流程一切聽從甲方安排而調整9#拖車拖車框架、高壓電纜卷筒、二次風機、行走平臺、樓梯等8#拖車拖車框架、提升翻渣裝置、污水箱等7#拖車拖車框架、一級水箱、庫房、2t庫房吊機、修理間等4第二批運輸主梁、刀盤、護盾5第三批運輸6#拖車拖車框架、連續(xù)皮帶機、3#變壓器、二級水箱等5#拖車拖車框架、2#變壓器、空壓機、儲氣罐等4#拖車拖車框架、空壓機、發(fā)電機、1#變壓器等

3#拖車拖車框架、1#混泥土噴射泵、2#吊機泵站、變頻柜等

2#拖車拖車框架、1#速凝劑罐、2#噴射臂液壓泵站等

噴混橋、連接橋噴混橋、連接橋框架、L2區(qū)噴混系統(tǒng)、管片吊運系統(tǒng)、除塵風機等1#拖車拖車框架、液壓泵站、刀盤噴水泵站等5TBM施工技技術為了運輸暢通，TBM運輸到吉林林省境內時，項目目部人員進行車輛輛跟蹤直到組裝現現場。5TBM施工技技術主梁二和主驅動組組裝洞外現場倒運運5TBM施工技技術5.3TBM組裝、調試由于本設備是在洞洞內組裝，由于大大件運輸周期長，，后配套運輸周期期短，為了使組裝裝時間具有更好的的銜接性，按照先先組裝后配套后組組裝主機的原則進進行合理組裝，組組裝計劃安排表如如表所示。DZ101組裝調試現場人員需求計劃焊工2222888822222吊裝1111112222流體11111111222244433電氣11111111222255544機鉗11222222777733333質量檢工程師222222工藝工程師222222流體工程師111111111133333電氣工程師111111111134444機械工程師222222333322222總裝工程師11111111111111111項目經理11222222222222222小計55141418182424333323232526262222時間1月16日1月19日1月20日1月28日1月29日1月31日2月1日2月3日2月4日2月14日2月15日2月16日2月17日2月20日3月3日3月4日3月15日作業(yè)項前站拖車組裝側護盾焊接拖車組裝刀盤拼接刀盤焊接拖車整備拖車整備刀盤焊接主機組裝主機組裝拖車整備全機連接布線調試5TBM施工技技術TBM后配套組裝5TBM施工技技術刀盤拼裝5TBM施工技技術TBM組裝主機流流程5TBM施工技技術TBM主機組裝5TBM施工技技術TBM刀盤組裝5TBM施工技技術吉林引松TBM正正式開始組裝為1月17號，主機機與后配套完成組組裝時間為2月17號，3月17號調試成功使設設備達到試掘進條條件。調試流程如如圖所示：5TBM施工技技術工作內容組裝調試進度計劃2月3月29121317282671017

前期準備/點貨

主機場地布置

刀盤鉚焊

主機組裝

拖車組裝

管路連接

線路連接

調試

工作內容人員需求項目經理總裝工程師機械工程師流體工程師電氣工程師工藝工程師機鉗流體電氣吊裝焊工質檢工程師操作手前期準備/點貨11

111

主機場地布置11111111

刀盤鉚焊1

21

81

主機組裝1

3

拖車組裝1

2

管路連接

2

3

線路連接

3

3

調試223

333

試掘進223

333

3組裝進度調試計劃劃5TBM施工技技術TBM后配套行走走剛枕5TBM施工技技術2015年2月17日，中鐵十八八局吉林引松項目目部TBM達到始始發(fā)步進條件5TBM施工技技術2015年3月20日，中鐵十八八局吉林引松TBM調試成功，達達到試掘進條件。5TBM施工技技術5.4TBM施工樁號洞段長度（米）地層代號洞室部位主要巖性主要圍巖類別備注12+891.0150γ52花崗巖Ⅳ～ⅤF11-113+041.0370γ52花崗巖Ⅲ3%13+411.070γ52花崗巖Ⅳ～ⅤF1113+481.0330γ52花崗巖Ⅲ

13+811.0(2980γ52花崗巖Ⅱ1%14+791.0740γ52花崗巖Ⅲ2%15+531.0820γ52花崗巖Ⅳ～Ⅴ