文档介绍：西气东输穿越长江某隧道施工方案分析
摘要:基于西气东输三线天然气管道工程穿越长江流域某隧道工程,针对本工程的地质及线路特点,综合比选了跨越及穿越各方案的优缺点,提出了较为合理的施工穿越方案,对后期施工有一定的指导意义。
关键词:西气东输钻爆施工盾构隧道
中图分类号: 文献标识码: A 文章编号:
西气东输三线天然气管道东段干线工程起于西二线江西吉安,途经江西、福建两省,终于福建福州。沿线穿越长江中下游流域赣东南水系和东南沿海诸河流域,本工程沿线共有5处河流大型穿越工程,皆为控制性工程。本文选取一控制性工程隧道穿越的施工方案进行分析。
地质及水文概况
场区内的整体地势是两端高,中部低。拟建穿越工程的地貌单元主要为剥蚀残丘、河谷。场地内地层场区的地层自上而下主要由素填土、中砂、粉质黏土、卵石、粗砂、全风化花岗岩、孤石、强风化花岗岩、中风化花岗岩及微风化花岗岩组成。场区紧邻海洋,受夏季风影响较深,雨量充沛,场区无季节性冻土。隧道洞身穿越地段围岩级别为Ⅲ~Ⅴ级。
场区地下水类型主要有松散岩类孔隙水、风化壳网状孔隙裂隙水及基岩裂隙水:松散岩类孔隙水主要含水层为中砂、粗砂及卵石层,属强透水层,富水性好;风化壳网状孔隙裂隙水主要含水层为全风化花岗岩~强风化花岗岩,属弱透水层,总体水量较贫乏;基岩裂隙水主要含水层为强风化岩底部及中~微风化岩裂隙带,其水量较贫乏。
方案必选分析
(一)工程特点:
1、穿越处为水厂水源保护区二级区;
2、穿越河道西岸为河漫滩冲积阶地,地形平坦开阔,有人工土堤;东岸为丘陵地带:岸坡直立,地形起伏较大;
3、穿越地层以花岗岩为主,岩层强度高,且在全、强风化花岗岩中存在球状风化体;
目前管道通过河流主要有穿越和跨越两种,就本工程而言,由于跨越方案存在投资高、工期长、后期维护成本高等缺点,不予考虑。
(二)穿越方案必选:
综合国内管道穿越工程实际,穿越方案主要有开挖,定向钻、水下隧道(钻爆、盾构、顶管)等方式。
1、开挖方案:采用开挖方案对水厂水源保护区水质有一定影响,不推荐采用。
2、定向钻方案:穿越河段地层中存在卵石层、风化界面不均匀的花岗岩、抗压强度高的微风化花岗岩,以及不规则分布的花岗岩球状风化体等对定向钻不利的因素,存在很大的技术风险。不推荐采用。
3、钻爆隧道方案:由于本次穿越地层主要为花岗岩,其中微风化层完整性好,强度高,采用钻爆隧道穿越,具有施工条件要求低,技术成熟,投资较省,环境影响小的优点,适用于本工程。
4、盾构隧道方案:盾构隧道对地层的适用范围宽,可用于本工程。但从本工程的地层来看,需穿越各种风化的花岗岩层。存在以下几个难点:
1)盾构设备在极硬岩中掘进时,存在刀具磨损严重、更换频率高、掘进速度缓慢的问题,工效低;
2)盾构设备经过软硬交界面时,易出现盾构机控向困难、卡刀等问题,并且需频繁调整掘进参数,难以控制,施工风险大、工效低;
3)在全、强风化花岗岩层中普遍球状微风化花岗岩体,并且具有分布不规则、大小不均的特点,不易在钻探和物探中发现。如果盾构机在掘进中遇到直径较小的球状风化体,易出现盾构机控向困难、工作面土体受扰动后易失稳等问题,风险较高。
5、顶管隧道方案:顶管设备的适应性相对较差。并且