输煤管道隧道工程施工关键点分析论文
1.影响隧道设计的主要因素
同油气管道隧道设计理念相似，输煤管道隧道是为所通过的管线服务的，是为了满足管线的安装、调试及服务年限内的安全运营而建。与公路隧道相比，管道隧道更侧重于支护结构的坡度、稳定性、强度及耐久性，而在平曲线、衬砌及路面外观美感等方面要求低些。受输煤工艺及所处地质工程条件等方面的影响，输煤管道隧道设计时主要考虑以下主要因素:1)经济实用性:在满足隧道内管线的运输、焊接及回填施工所需空间等前提下，设计从隧道的经济性、实用性及安全性等角度出发，经技术经济分析，隧道断面形式采用直墙半圆拱形，净断面尺寸为:2．5m×2．8m(宽×高)。2)工艺要求:受浆体水力特性的限制，要求管线敷设坡度不大于14%，同时管线要埋设在冻土层厚度以下。受此工艺的要求，多数隧道洞口需通过施作加深段以满足管线敷设的要求。3)地形地质:神渭输煤管道工程线路长、区域跨度大，所处地形起伏不平，地质条件复杂，管线多沿着冲沟、河道敷设，同时需考虑不同等级的地震烈度及泥石流的防治。隧道洞口位置选址时，在满足管线整体布局的前提下，需重点考虑地形、地质条件的影响，合理选择隧道的洞口位置，有利于后续隧道的施工建设。
2.施工关键点分析
受上述因素的影响，多数隧道存在一个或多个施工难点，这些难点是隧道施工的关键，是隧道施工的重中之重。现把主要关键点做如下探析，以便指导后续的施工。
2.1冲沟内、邻河床施工
由于本工程多数隧道进出口位于冲沟内、河床旁，洞口标高低于地表及河床标高，隧道施工面临冲沟内雨季施工、邻近河床施工等问题。全线存在此类隧道34条，为确保施工安全，设计时对面临水患的一端采用不出洞的形式，从另一端单掘施工。要求施工单位进场施工前应先对不出洞一端的洞口、河床洪水位标高进行了复核，保证隧道不出洞端与河床间有足够厚的隔水层。当施工至洞口段时停止施工，对洞外河道进行改移，根据渗水情况考虑进行注浆止水等措施，然后开挖至隧道洞口，加强洞口段的围岩支护，采取砖封堵隧道进口，待管道铺设时，避开雨季从洞口开挖，短时间内完成管道铺设，封闭洞口。具体要求为:1)做好前期调查工作。提前编制防洪倒灌应急响应预案及专项施工组织方案，做好洞口的防排水措施，建立系统的'防洪体系。2)加强与气象部门、水文部门联系，掌握雨情水情，按当地政府和建设方的防汛要求，组织好防汛队伍，备足防汛物资和器材，安排专人24h防汛值班，确保通讯联络畅通。3)隧道洞口设置顺畅的排水系统;隧道洞口边仰坡设置截、排水沟，雨季及时清理，确保排水畅通。4)洞口主要防排水结构在洪水期来临之前修建完毕，雨季来临后及时观察水位上涨情况，必要时对洞口采取防洪围挡，保证洞内施工安全。5)加强洞口下方沟谷的水流疏导，雨季期间应及时清理沟谷水流方向的障碍物，保证水流畅通，不得因沟谷阻塞导致洪水倒灌隧道。6)储备应急防洪物资，如沙袋、粘土等;若雨量大，排水困难时，临时封堵隧道洞口，确保洪水不灌入隧道。
2.2存在软弱破碎围岩段隧道施工
全线存在软弱破碎围岩段的隧道有22条，设计中根据具体围岩情况，采用超前小导管+9号矿用工字钢+挂网喷浆80mm+砌碹200mm+铺底200mm支护形式。小导管采用42mm壁厚3．5mm、长3．5m无缝热轧钢管加工制作，外插角为7°，搭接长度为1m;工字钢采用9号矿用工字钢加工制作，每榀钢拱架打4根锁脚钢管固定，一侧两根。导管施作范围及间距，工字钢间距等视围岩情况进行了合理设计。施工过程中要求严格遵循“管超前、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、及时封闭”的原则，同时加强监控量测，确保不塌方、不停工，做到稳中求快，确保施工安全。
2.3浅埋偏压隧道施工
全线存在浅埋偏压围岩隧道22条。该类隧道由于地形复杂，掘进施工易产生变形，且变形量大，甚至发生突发事件，是隧道施工的重点和难点所在。支护形式设计采用9号矿用工字钢+挂网喷浆80mm+砌碹200mm+铺底200mm，要求二衬紧跟初支，尽早完成永久支护。并且要求施工单位在施工前首先弄清楚围岩的工程地质特性和可能发生的各种灾害，制定切实可行的施工方案和施工方法;同时，加强开挖后围岩变形量测，及时准确地掌握围岩的变形量、变形时间和变形规律，并分析整理数据，及时调整施工方案，以达到减小危害，指导施工的目的。
2.4浅埋暗挖下穿公路隧道施工
全线存在浅埋暗挖下穿公路隧道约有11条。针对每条隧道具体的覆盖层厚度及公路的路基等设计情况，设计中制定了合理的支护形式及措施保证。施工单位进场前，首先要求办理通过权手续，然后对照实际情况制定具体的下穿公路施工方案。设计中，对该类隧道具体的施工措施要求为:1)对浅埋暗挖下穿公路段，应严格按照“短进尺、勤量测、强支护、快循环、早封闭”的原则组织施工。2)在施作下穿公路段前，在地表埋设监测点，测点沿公路平行布置，均匀分布于隧道中线两侧，两测点间纵向间距10m，施工期间对测点进行监测，并根据监测结果调整支护参数。3)按照设计下穿里程段，结合围岩状况，在施作交叉段时，优先采取人工配合破碎锤机械开挖，减少爆破扰动，并采取必要的地面加固措施。4)设置管棚或超前小导管，进行超前支护。在超前支护施工过程中要尽量少扰动土体，避免高速公路路基的坍塌，确保施工安全。必要时，各工字钢支架下方需用纵向托梁32槽钢进行支垫，以增加钢架底脚的承力面积，并设置42锁脚锚管(L=4．0m)将钢架两底脚牢固锁定，以防止钢架下沉或两底脚回收。5)为了减少地表振动，应与公路管理部门联系，在与公路交叉前后100m公路醒目位置上设立限速标志，降低车速。6)与公路管理部门联系，在隧道穿越公路地段根据覆盖层厚度满铺合适厚度的钢板，以减小单位面积的承载力，减小地面大型车辆对隧道施工的扰动。这样，既能确保隧道施工安全，又能保证公路的正常运营。
2.5下穿建筑物隧道施工
全线存在下穿建筑物隧道约有10条。在设计中，根据隧道与所穿建筑物之间的净岩柱距离有两种形式:浅埋暗挖下穿建筑物、深埋暗挖下穿建筑物。为避免隧道施工造成地表建筑物及其附属建筑发生裂缝引起的纠纷，特别是岩石隧道钻爆法施工，因其施工过程中产生的振动效应大，容易对地表建筑物内产生扰动。故设计中，对隧道下穿建筑物施工，在对隧道上覆岩层岩性做充分分析的基础上，除了采取加强支护措施外，还要对隧道的施工方案进行优化，竭力减少地下施工对地面的扰动。在组织施工时，要求严格按照“弱爆破、短进尺、勤量测、强支护、快循环、早封闭”的原则组织施工，编制专项的施工方案。
2.6下坡隧道施工
一端为河流，必须从另一端采用明槽开挖下坡施工的隧道，全线约有13条。对该类隧道施工，解决防排水问题是关键。施工中要求制定防止地表水流入隧道的安全措施，防止雨季来临时雨水倒灌隧道，影响隧道的正常施工。如采取避开雨季开挖、提前修筑好洞内外的防排水系统、边仰坡防护、明槽段上方设置遮雨棚等措施，确保洞口施工安全。
3.结语
管道输煤，隧道先行。隧道施工情况的好坏，直接关系到后续隧道内管线安装及运营能否顺利进行。在施工前，结合设计，通过对施工过程中可能发生的难点提前预测，制定相应的解决对策，做到了未雨绸缪。在上述施工关键点措施的指导下，全线60隧道均保质保量的实现安全顺利贯通，对后续管道项目的施工建设起到了很好的铺垫作用。同时，上述输煤管道隧道的施工方法及措施，可以为其他类似管道的隧道施工提供借鉴。
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