穿越南水北调中线总干渠工程专题设计报告2010-4-06

DN8
2XDN1400
申 后 村 规 划 路
00
DN1400
DN500
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方台
西郊供热站
太 铁 路 张 营 南 石
王 街
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获 长 兴 街
平
鹿华热电厂
大李庄
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青 银 高 速 公 路
DN500
横山
南
大 街
水
横山
北
调 工
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DN 14 00
获
山 城
路
西部山前 地区
铜 公 路
明
留村
仓 仓
丰 盛
路
龙泉寺风景区
钟家庄
青太客运专线
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。
2.隧道设计标准
① 隧道主体结构设计使用年限：100年；
9.施工方法
9.2 竖井施工方案
采用分层开挖、分层支护、整体衬砌、竖直提升运输
的方法。①开挖至圈梁设计标高，②施作钢筋混凝土圈梁， ③继续向下开挖1.0m，④施作已开挖的井壁锚杆、喷混凝 土支护并施作钢管斜撑，⑤重复步骤三、四，每步1.0m依 次进行开挖、支护至竖井设计标高，⑥预留隧道开口部分， 施作竖井钢筋混凝土二衬，供热管道安装完成后，施作钢 筋混凝土盖板和检查井。
运行期地下水环境影响分析：管网隧道采取了防渗处理，且热水管 网和蒸汽管网补水使用软水，水质较好，在管道破裂发生渗漏的情况下， 不会对区域地下水产生不利影响。 生态环境影响分析：施工区域大部分为南水北调总干渠和城市道路， 极少部分为农田。对农田区域，工程结束后清理临时性占地，恢复原貌 等措施，施工期对生态环境影响较轻。 工程不占用耕地，不新增永久占地面积。
5. 隧道结构设计
（1）内净空
限 界
隧道内净空限界：4800×3100mm。
5. 隧道结构设计
（2）横断面
内 净 空 断 面 形 式
马蹄形断面形式
5. 隧道结构设计
（3）复合式衬砌结构
暗 挖 隧 道 复 合 式 衬 砌 结 构
内 净 空 断 面 形 式
5. 隧道结构设计
（4）支护结构参数
暗挖隧道复合式衬砌结构，采用小导管超前支护、 钢架、网、喷混凝土支护，模筑钢筋混凝土衬砌。钢 架为4φ20、15×15cm矩形格栅钢架。
石家庄交大建筑设计研究院有限公司 2010年04月
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” 。
6. 隧道两侧竖井设计
结构安全性检算结果 南北干线竖井初支、二衬安全系数均满足 规范要求。 二衬混凝土裂缝宽度满足规范要求。
竖井施工到井底后，初支井壁最大水平变
形为32mm。
7. 环境评估结果
石家庄华电鹿华热网一期工程已通过相关部门的区域环境评估。
隧道热网独立运行，隧道两端出口位于南水北调总干渠封闭管理区 以外，与总干渠运行管理不冲突。
9.施工方法
9.5 施工运输与道路
隧道内采用人工车，井架垂直运输出渣和进料。井架垂 直运输弃渣临时堆放在进口施工场地内，通过西三环夜间汽 车二次倒运至北郊造田弃土场。 混凝土等施工材料通过西三环进入或西三环转至307国 道、机耕道进入施工场地。
9.施工方法
9.6 施工监测 施工监控量测作为隧道施工的工序，分别开展 掌子面地质观察，地表沉降、洞内收敛变形监测。
4. 隧道纵断面设计
为满足南水北调干渠渗控要求及防治渗透破坏采
取了以下三项措施：
（1）隧道顶范围区域的总干渠基底换填2.0m厚 粘性土隔水层；
（2）南干线隧道两侧竖井设置了截渗环；
（3）隧道渠底段进行洞内地层固结灌浆。
4. 隧道纵断面设计
4. 隧道纵断面设计
隧道纵向间距 3.5m设置一处
4. 隧道纵断面设计
北新城
岳村
DN400
太平河 南新城
康庄
庄 街 友 联 谊
泰 华 街 盟 高 路 柱 东 街 胜 平 路 市 红 军 ′ ó 街 北 路 荣 街 路 正 2 东安 民 生 路 大 休 庄 路 街 利 大 石 岗 大 街
DN400 DN300
动物园
DN3 00
西 307 国 道
DN500
石 获 北 路
大 北城供热站 街
（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. 隧道纵断面设计
（3）地下水
北干线隧道工程影响区域地下水类型为上层滞水，主 要赋存于砂砾中，稳定水位深度为16.5~16.6m，隧道底埋 深24.5m左右。 南干线隧道工程影响区域地下水类型也为上层滞水， 稳定水位深度为16.5~28.0m，隧道底埋深14.5m左右。
5. 隧道结构设计
（6）暗挖隧道施工监测 施工监控量测作为暗挖段施工的工序，分 别开展掌子面地质观察、地表沉降、洞内收敛 变形监测。
6. 隧道两侧竖井设计
（1）竖井内净空及支护结构 矩形竖井内净空：6000×5600mm
6. 隧道两侧竖井设计
竖井采用复合式衬砌结构
竖井顶标高与总干渠及防洪堤顶面标高相同，满足防洪要求。
3.隧道平面设计
南干线穿越南水北调干渠及西三环路段
(210515.3369,535314.5521)
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。
4. 隧道纵断面设计
4.1 工程与水文地质 （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。
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
N
街 外 植物园
西马庄
街 环 西 路
后太保
街 月 牙
DN400
高庄
石
肖家营
DN300
5. 隧道结构设计
（5）结构防水 暗挖通道支护背后回填注浆、支护层、模筑 混凝土衬砌层构成结构防水体系。 结构变形缝防水：在竖井与隧道接头处、隧 道纵向每10米处设置变形缝。其中竖井与隧道 接头处变形预留2.0cm缝隙、采用背贴橡胶止水 带、中埋式橡胶止水带止水，其它变形缝处变 形预留2.0cm缝隙、设中埋式紫铜片止水。
表3-1 支护参数表
钢筋网
衬砌类型
超前支护类型
拱部超前小导 管注浆Φ42， L=3.5m，环向 间距0.3m
喷混凝土厚 度（cm）
部位
直径 (mm)
格栅支 网眼尺 撑间距 寸(cm) （m）
二次 衬砌 厚度 (cm) 40
Ⅴ级围岩复 合式衬砌
25
拱墙
ф6.5
15×15
0.50
5. 隧道结构设计
结构安全性检算结果 通过有限元数值分析，采用上面的支护参数 和二衬结构安全系数和二衬裂缝宽度满足要求。 衬砌结构承受内水压力、外水压力时时，其 衬砌截面安全系数和裂缝宽度满足规范要求。
中山路西沿线
0
二
DN500
DN50
裕 工 角 农
华 友 路
路
街
门 街
太 环
幸
福 时 光 街
路
西 槐 西
0
槐
DN300
大车行
安
西
路
铁 路
二
DN1000 DN1200
南辛庄
DN80
DN1400
裕西供热站
安 路
谊
红 维 中 华 大 元南路
大 新 环 石 街 街
DN1000
DN1400
北 路
热电一厂
胜
建 胜 路
6. 隧道两侧竖井设计
（2）支护、结构参数
南、北干线隧道竖井初期支护均为25cm厚的 C25格栅钢架网喷混凝土。 其中南干线隧道竖井支护无横撑，北干线隧道 竖井设φ300、竖向间距2m的对角钢管斜撑。 南干线竖井二衬为40cm厚的C30模筑钢筋混凝 土，北干线竖井二衬为50cm厚的C30模筑钢筋混凝 土。
② 管线设计使用年限：30年；(废弃后进行回填处理） ③ 使用功能：热网管线； ④ 管线数：2条； ⑤ 隧道内净空构造要求：4.8m×3.1m（宽×高）； ⑥ 防水等级：二级。
3.隧道平面设计
北干线穿越南水北调干渠段
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。
9.施工方法
9.3 施工通风
本工程独头施工长度较短，可利用自然风实现施工 通风。或采用压入式机械通风，确保通道洞内施工空气 质量满足相关规范规定要求。
9.4 施工用水和排水
隧道施工用水就近接入城市自来水。 施工中严格控制隧道内施工用水，隧道内顺坡时 侧沟、井底集水坑水泵排出地面；隧道内反坡时水泵排 至井底集水坑，再由水坑水泵排出地面。