穿越南水北调中线总干渠工程专题设计

石家庄交大建筑设计研究院有限公司2010年04月石家庄鹿华热网一期工程穿越南水北调中线总干渠工程专题设计汇报提纲1.工程概况

2.隧道设计标准3.隧道平面设计4.隧道纵断面设计5.隧道结构设计6.隧道两侧竖井设计7.环境评估结果8.隧道废弃后回填处理方法9.施工方法

1.工程概况

根据2006－2020年石家庄市城区热电联产和集中供热规划，在石家庄市西部远郊新建鹿华热电项目，承担石家庄市西区约6000万平米的集中供热任务。石家庄鹿华热电一期2×330MW项目已顺利通过国家发改委核准，批准文号“发改能源[2009]1811号”。

1.工程概况

根据供热区域、负荷需求及专业设计，供热主干管道分南、北两条管网进入石家庄市西区，分别在槐安路北侧、G307国道北侧穿越南水北调干渠。主干网进入市区后再以支网进入各供热点。

管网路由如下页图。

1.工程概况

1.工程概况

根据管网路由北干线主要穿越：西三环、南水北调、铁路三个大节点。其中穿越西三环采用直埋敷设，穿越南水北调采用暗挖隧道方式，穿越铁路采用顶进预制方涵。南干线穿越南水北调工程和西三环引桥匝道采用暗挖隧道方式。隧道主体结构设计使用年限：100年；管线设计使用年限：30年；(废弃后进行回填处理）使用功能：热网管线；管线数：2条；隧道内净空构造要求：4.8m×3.1m（宽×高）；防水等级：二级。2.隧道设计标准北干线穿越南水北调干渠段3.隧道平面设计

①西侧竖井距总干渠隔离网栏5.00m；②东侧竖井距总干渠隔离网栏5.812m；③直线隧道全长151m。南干线穿越南水北调干渠及西三环路段①西侧竖井距总干渠隔离网栏41.3m(距泄洪区边缘5.11m)；②东侧竖井距总干渠隔离网栏104.0m(西三环辅路外1.0m)。③直线隧道全长287m。3.隧道平面设计

(210515.3369,535314.5521)（1）地形地貌隧道所处区域在地貌单元上属于太行山冲洪积平原，地势开阔，地形较平坦。4.隧道纵断面设计（2）地层及岩性北干线隧道穿越粉质粘土层，根据隧道稳定性围岩为Ⅴ级。南干线隧道穿越地层也为粉质粘土，根据隧道稳定性围岩也为Ⅴ级。4.1工程与水文地质（3）地下水北干线隧道道工程影响响区域地下下水类型为为上层滞水水，主要赋赋存于砂砾砾中，稳定定水位深度度为16.5~16.6m，隧道底埋埋深24.5m左右。南干线隧道道工程影响响区域地下下水类型也也为上层滞滞水，稳定定水位深度度为16.5~28.0m，隧道底埋埋深14.5m左右。4.隧道纵断面面设计北干线穿越越南水北调调干渠段隧道起点高高程（底板板）为62.659m，隧道全长长范围内为为3‰下坡。隧道道埋深约为为4.0~20m，穿越南水水北调水渠渠结构下覆覆土深度为为4.0m。4.隧道纵断面面设计4.2隧道纵断面面南干线穿越越南水北调调干渠及西西三环路段段隧道起点高高程（底板板）为62.636m，隧道全长长范围内为为2.6‰下坡。隧道道埋深约为为4.0~15m，穿越南水水北调水渠渠结构下覆覆土深度为为4.0m，穿越西三三环埋深为为15m。4.隧道纵断面面设计为满足南水水北调干渠渠渗控要求求及防治渗渗透破坏采采取了以下下三项措施施：（1）隧道顶范范围区域的的总干渠基基底换填2.0m厚粘性土隔隔水层；（2）南干线隧隧道两侧竖竖井设置了了截渗环；；（3）隧道渠底底段进行洞洞内地层固固结灌浆。。4.隧道纵断面面设计4.隧道纵断面面设计隧道纵向间间距3.5m设置一处4.隧道纵断面面设计4.隧道纵断面面设计（1）内净空隧道内净空空限界：4800××3100mm。限界5.隧道结构设设计（2）横断面内净空断面面形式马蹄形断面面形式5.隧道结构设设计（3）复合式衬衬砌结构内净空断面面形式暗挖隧道复复合式衬砌砌结构5.隧道结构设设计（4）支护结构构参数暗挖隧道复复合式衬砌砌结构，采采用小导管管超前支护护、钢架、、网、喷混混凝土支护护，模筑钢钢筋混凝土土衬砌。钢钢架为4φ20、15×15cm矩形格栅钢钢架。表3-1支护参数表表衬砌类型超前支护类型喷混凝土厚度（cm）钢筋网格栅支撑间距（m）二次衬砌厚度(cm)部位直径(mm)网眼尺寸(cm)Ⅴ级围岩复合式衬砌拱部超前小导管注浆Φ42，L=3.5m，环向间距0.3m25拱墙ф6.515×150.50405.隧道结构设设计结构安全性性检算结果果通过有限元元数值分析析，采用上上面的支护护参数和二二衬结构安安全系数和和二衬裂缝缝宽度满足足要求。衬砌结构承承受内水压压力、外水水压力时时时，其衬砌砌截面安全全系数和裂裂缝宽度满满足规范要要求。5.隧道结构设设计隧道施工地地表变形分分析结果5.隧道结构设设计北线隧道施施工原状地地表最大沉沉降为15.1mm；南线隧道道施工时原原状地表最最大沉降为为5.4mm，西三环路路面地表沉沉降为12.5mm。南水北调工工程施工碾碾压机荷载载作用下的的渠底附加加地表位移移为4mm。干渠开挖引引起北线隧隧道渠底最最大回弹位位移为78mm，南干线隧隧道渠底最最大回弹位位移为26mm。土体回弹弹变形是随随着土体开开挖过程出出现的，施施工完成而而结束，对对干渠施工工和运营不不产生影响响。（5）结构防水水暗挖通道支支护背后回回填注浆、、支护层、、模筑混凝凝土衬砌层层构成结构构防水体系系。结构变形缝缝防水：在在竖井与隧隧道接头处处、隧道纵纵向每10米处设置变变形缝。其其中竖井与与隧道接头头处变形预预留2.0cm缝隙、采用用背贴橡胶胶止水带、、中埋式橡橡胶止水带带止水，其其它变形缝缝处变形预预留2.0cm缝隙、设中中埋式紫铜铜片止水。。5.隧道结构设设计（6）暗挖隧道道施工监测测施工监控量量测作为暗暗挖段施工工的工序，，分别开展展掌子面地地质观察、、地表沉降降、洞内收收敛变形监监测。5.隧道结构设设计（1）竖井内净净空及支护护结构6.隧道两侧竖竖井设计矩形竖井内内净空：6000××5600mm竖井采用复复合式衬砌砌结构6.隧道两侧竖竖井设计竖井顶标高高与总干渠渠及防洪堤堤顶面标高高相同，满满足防洪要要求。（2）支护、结结构参数南、北干线线隧道竖井井初期支护护均为25cm厚的C25格栅钢架网网喷混凝土土。其中南干线线隧道竖井井支护无横横撑，北干干线隧道竖竖井设φ300、竖向间距距2m的对角钢管管斜撑。南干线竖井井二衬为40cm厚的C30模筑钢筋混混凝土，北北干线竖井井二衬为50cm厚的C30模筑钢筋混混凝土。6.隧道两侧竖竖井设计结构安全性性检算结果果南北干线竖竖井初支、、二衬安全全系数均满满足规范要要求。二衬混凝土土裂缝宽度度满足规范范要求。竖井施工到到井底后，，初支井壁壁最大水平平变形为32mm。6.隧道两侧竖竖井设计7.环境评估结结果石家庄华电鹿华华热网一期工程程已通过相关部部门的区域环境境评估。隧道热网独立运运行，隧道两端端出口位于南水水北调总干渠封封闭管理区以外外，与总干渠运运行管理不冲突突。运行期地下水环环境影响分析：：管网隧道采取取了防渗处理，，且热水管网和和蒸汽管网补水水使用软水，水水质较好，在管管道破裂发生渗渗漏的情况下，，不会对区域地地下水产生不利利影响。生态环境影响分分析：施工区域域大部分为南水水北调总干渠和和城市道路，极极少部分为农田田。对农田区域域，工程结束后后清理临时性占占地，恢复原貌貌等措施，施工工期对生态环境境影响较轻。工程不占用耕地地，不新增永久久占地面积。8.隧道废弃后回填填处理方法处理方法为隧道道和竖井内回填填土石，再通过过预埋管泵输中中细砂，最后注注粉煤灰水泥浆浆回填密实。热力管道使用年年限到期后若不不再使用，对隧隧道进行回填处处理。9.1隧道施工方案采用预留核心土土全断面法施工工。①超前支护护，②弧形开挖挖留底板核心土土，③立钢架、、挂网、喷混凝凝土施作拱墙初初期支护，④核核心土开挖，⑤⑤施作仰拱初期期支护，⑥支护护背后回填注浆浆，⑦分次施作作二衬仰拱、拱拱墙。根据施工变形情情况必要时采取取相应加强结构构、施工措施，，包括加强超前前支护、加密支支护钢架、二次次衬砌提前施作作等。9.施工方法9.2竖井施工方案采用分层开挖、、分层支护、整整体衬砌、竖直直提升运输的方方法。①开挖至至圈梁设计标高高，②施作钢筋筋混凝土圈梁，，③继续向下开开挖1.0m，④施作已开挖挖的井壁锚杆、、喷混凝土支护护并施作钢管斜斜撑，⑤重复步步骤三、四，每每步1.0m依次进行开挖、、支护至竖井设设计标高，⑥预预留隧道开口部部分，施作竖井井钢筋混凝土二二衬，供热管道道安装完成后，，施作钢筋混凝凝土盖板和检查查井。9.施工方法9.3施工通风本工程独头施工工长度较短，可可利用自然风实实现施工通风。。或采用压入式式机械通风，确确保通道洞内施施工空气质量满满足相关规范规规定要求。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来水。施工中严格控制制隧道内施工用用水，隧道内顺顺坡时侧沟、井井底集水坑水泵泵排出地面；隧隧道内反坡时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施工运输与道路路隧道内采用人工工车，井架垂直直运输出渣和进进料。井架垂直直运输弃渣临时时堆放在进口施施工场地内，通通过西三环夜间间汽车二次倒运运至北郊造田弃弃土场。混凝土等施工材材料通过西三环环进入或西三环环转至307国道、机耕道进进入施工场地。。9.施工方法9.6施工监测施工监控量测作作为隧道施工的的工序，分别开开展掌子面地质质观察，地表沉沉降、洞内收敛敛变形监测