穿黄工程（通用8篇）
篇1：穿黄工程
南水北调穿黄工程创多个世界第一
“倒虹吸是啥？南水北调中线穿黄工程为啥要建在这里？为啥不建成走河面上的渡槽？若干年后地基会不会下沉？„„”5月4日，“走转改”南水北调河南行活动首站来到荥阳，探秘这项史无前例的伟大工程。
在施工现场，网媒记者被眼前的一切所震撼，同时把自己心中的疑问全盘托出，围着现场的技术人员问个不停。
据项目部工程师李文哲介绍，南水北调中线穿黄工程是南水北调工程中投资较大、施工难度最高、立交规模最大的控制工期建筑物。两条引水的穿黄隧洞是整个穿黄工程最引人注目的控制性建筑物，每条隧洞总长4250米，隧洞直径大，单洞直径7米；始发深度大，从地下40多米处始发；掘进距离长，需一次性完成3450米掘进后，才能到达南岸竖井进行全面检修。另外，隧洞地层条件复杂多变，二次衬砌工序复杂，且施工工艺要求高。但经过克难攻坚，虽然原定工期有所延迟，但一切问题都迎刃而解，并且创造了多个世界第一。超深竖井施工技术、始发区域距离地面近50米的盾构始发技术以及内衬施工技术等，都是目前世界水利建设史上的第一。
虽然工期压力较大，但还要确保质量安全。主体工程将于2013年年底完工。
篇2：穿黄工程
水总[2005]156号
关于南水北调中线一期穿黄工程
初步设计报告的批复
南水北调中线干线工程建设管理局：
水利部长江水利委员会报送了《关于审批〈南水北调中线一期穿黄工程初步设计报告〉的请示》（长规计[2004]733号），我部水利水电规划设计总院对随文上报的初步设计报告进行了审查，并提出了审查意见（见附件1）。经研究，我部基本同意该审查意见。现批复如下：
一、穿黄工程位于郑州市以西约30公里孤柏山湾处，是南水北调中线总干渠穿越黄河的关键性工程，其任务是将中线调水从黄河南岸输送到黄河北岸,向黄河以北地区供水。该工程是南水北调中线一期工程总干渠立交规模最大的建筑物工程，是实现通水目标主要控制工期的工程之一，因此，尽快建设该工程是十分必要的。
二、同意穿黄工程的建设规模按南水北调中线一期工程的规模确定，其设计流量为265立方米每秒，加大流量为320立方米每秒。
三、南水北调中线一期工程为Ⅰ等工程，同意穿黄工程为Ⅰ等工程，其主要建筑物穿黄隧洞及其进出口、退水闸（洞）、南岸连接渠道、北岸明渠和新老蟒河倒虹吸及其它交叉建筑物等为1级建筑物，南岸护湾防护工程、退水闸消能建筑物和北岸导流 堤、新蟒河渠倒虹河道防护工程、老蟒河河穿渠进出口连接段等次要建筑物为3级建筑物，临时工程为4级建筑物。
同意穿黄工程穿越黄河主体建筑物（含隧洞及其进出口建筑物）设计洪水标准为300年一遇，校核洪水标准为1000年一遇；新老蟒河交叉建筑物设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为300年一遇，北岸河滩明渠防洪标准与新老蟒河交叉建筑物洪水标准相同。
同意主要建筑物地震设计烈度为7度，其动参数值按国家地震局分析预报中心对穿黄工程地震危险性分析提供的成果，作为抗震设计依据。穿黄隧洞（含斜井段、洞身段、竖井段和退水洞段）按基准期50年、超越概率5%地震动参数进行抗震设计，相应基岩面地震加速度为0.158g；其它主要建筑物地震设计烈度7度时相应的基岩面地震加速度为0.119g。
四、同意上线（李村线）作为穿黄工程的选定轴线。同意穿黄工程总体布置，主要由南岸连接渠道、双线穿黄隧洞及其进出口建筑物、北岸河滩明渠、穿越新老蟒河交叉建筑物、北岸连接明渠、隧洞进口退水闸和跨渠交叉建筑物、控导工程等建筑物组成。黄河南岸起点A坐标为X=3859513.335，Y=38433903.562；北岸终点S坐标为X=3870778.958，Y=38419017.710，线路总长为19304.5米。
五、基本同意施工进度计划安排，准备工程和主体工程施工工期为51个月。
六、根据《国家发展改革委关于核定南水北调中线一期穿黄工程初步设计概算的通知》（发改投资[2005]521号，见附件2），核定穿黄工程静态总投资为290067万元，总投资313706万元。
七、请你们按基本建设程序要求，抓紧开工前的准备工作；根据审查意见在下阶段进一步完善和优化设计；按照项目法人责任制、招标投标制、建设监理制、合同管理制及批复的设计文件要求，认真组织工程建设，确保工程质量，按期完成工程建设任 务。
特此批复。
附件1 南水北调中线一期穿黄工程 初步设计报告审查意见
2004年7月10日～12日，水利部水利水电规划设计总院在北京召开会议，对长江水利委员会长江勘测规划设计研究院和黄河水利委员会勘测规划设计研究院穿黄工程联合项目组（以下简称联合项目组）编制完成、水利部长江水利委员会以长规计[2004]733号文上报的《南水北调中线一期穿黄工程初步设计报告》（以下简称《初设报告》）进行了审查。参加会议的有：国务院南水北调工程建设委员会办公室，水利部南水北调规划设计管理局，南水北调中线干线工程建设管理局，水利部长江水利委员会、黄河水利委员会，长江水利委员会长江勘测规划设计研究院，黄河水利委员会勘测规划设计研究院等单位的领导、专家和代表。与会人员听取了联合项目组的汇报，进行了认真讨论。会后，联合项目组对《初设报告》进行了补充、完善和修改，并形成了初设补充报告。经审查，基本同意修改后的《初设报告》，主要审查意见如下。
一、水文
（一）设计洪水
同意穿黄断面300年一遇和1000年一遇的设计洪峰流量分别为14970立方米每秒和17530立方米每秒。
由于新蟒河与南水北调总干渠交叉断面处100年一遇的设计洪峰流量已超过河道最大过流能力，并已漫过河道南堤入黄河，基本同意该处交叉建筑物的设计流量按河道在该处的最大过流能力860立方米每秒作为依据。
基本同意老蟒河与南水北调中线总干渠交叉断面处的设计洪峰流量成果。下阶段应对该成果进一步复核。
（二）本阶段应考虑沁河遇20年一遇以上洪水其右岸堤防可能溃决并向新、老蟒河分流的因素，分析估算工程建成前后新、老蟒河与南水北调中线总干渠交叉断面处及渠段沿线的设计洪水位成果。
（三）原则同意新蟒河与南水北调中线总干渠交叉断面处的河道一般冲刷深度成果，考虑到含沙量取值、河床质粒径确定等具有一定的误差，有关专业使用该数时宜留有适当余地。
二、工程地质
（一）1997年国家地震局分析预报中心对工程区300公里范围内的构造及地震环境、近场区30公里范围内的主要断裂及其活动性、地震参数进行了专门研究。据研究报告，工程区位于华北断块区南部的豫皖断块边缘，新乡～商丘断裂带以北断裂差异活动强烈，第四系断裂发育，常有中强震发生。穿黄工程地震危险性主要受新乡、郑州、焦作等潜在震源区的近场地震影响。场址区50年基准期超越概率10%对应的地震烈度为6.9度，基岩面地震加速度峰值为0.119g，超越概率为5%对应的基岩面地震加速度峰值为0.l58g。
（二）少粘性土层于桩号5＋708～7+808段为严重液化势、桩号7+808～10+208段为中等液化势、桩号10+208～12+608段为中等～严重液化势,同意对这些地段的评价意见，需对其进行适当的抗震加固处理。
（三）穿黄隧洞地段地质条件基本清楚，基本同意对工程地质及水文地质条件的评价意见。鉴于松散堆积物下伏新第三系砂岩的基岩面起伏不平、洞底距基岩面较近、钻孔间距较大等因素，下阶段应补充钻孔，详细确定基岩面高程。
（四）南岸明渠地段地质条件基本清楚，基本同意对该地段工程地质及水文地质条件的评价意见。但是明渠段边坡高19～40米，且夹有⑨－
1、⑨-2两层黄土状粉质壤土，自然状态下均呈饱和状态，其强度低、震动时易产生液化、土体内的水不易排出，渠坡稳定性差，施工时应注意确保其边坡稳定性。
（五）基本同意对南岸邙山隧洞地段土体工程地质和水文地 质条件的评价意见。隧洞进口段遇⑨-2层软黄土，同意施工时采取超前支护措施的建议。
（六）北岸明渠及青风岭明渠地段地质及水文地质条件基本清楚，基本同意对工程地质和水文地质条件的评价意见。下阶段进一步复核黄土状粉质壤土湿陷深度。
（七）新蟒河渠倒虹吸工程和老蟒河倒虹吸工程地质及水文地质条件基本清楚，基本同意对工程地质和水文地质条件的评价意见。下阶段应给出新蟒河渠倒虹吸工程详细工程地质剖面图。
（八）南岸邙山隧洞进口地段、南岸邙山退水隧洞地段、北岸出口竖井地段和南岸施工竖井地段工程地质和水文地质条件基本清楚，基本同意对上述各建筑物的工程地质条件评价意见。
（九）路渠交叉建筑物包括不同等级的7座公路桥，其中河沟北、四化路、司马路、1号路、陈沟西路和新洛路桥已有地勘资料。下阶段应补充4号路桥地质勘察工作、南岸河北沟桥和四化路桥应加大勘探深度。
（十）渠渠交叉建筑物有李村南干渠渡槽和李村北干渠渡槽，同意其评价意见，但应适当加大勘探深度。
（十一）北岸穿黄隧洞出口护堤地段工程地质条件基本清楚，基本同意其评价意见。对堤基砂土抗地震液化加固处理和防冲刷处理是必要的。
（十二）天然建筑材料及施工供水
1、同意对陈家沟料场的土料质量、储量和开采运输条件的评价意见。
2、丹河砂砾石料场经储量复核，现有储量大于400万立方米，可以满足本工程用量要求。同意对丹河砂砾料场的砂料含泥量高、粒度偏细、孔隙比大但没有碱活性反应的评价意见。同意对砾料质量的评价意见，用高碱水泥（含碱量1.3%）14天的膨胀量为0.0933%，接近规程规定的小于0.1%的标准，下阶段应复核砾料的碱活性反应，并采用低碱水泥。
3、同意对东竹园、草店、馒头山、陈门块石料场的石料质量、储量和开采条件的评价意见。同意东竹园石料场作为人工骨料场。
三、工程任务与规模
（一）穿黄工程起点为黄河南岸王村乡王村化肥厂南的A点，终点为黄河北岸温县南张羌乡马庄东的S点。该渠段渠线全长19304.5米，该渠段是南水北调中线工程的组成部分，担负向黄河以北地区供水任务。
（二）同意穿黄工程的规模按南水北调中线一期工程的规模确定，其设计流量为265立方米每秒，加大流量为320立方米每秒。
（三）基本同意设计流量条件下A、S点设计水位分别为118米和108米（85国家高程基准，下同）；加大流量条件下A、S点加大水位暂采用118.738米和108.71米。下阶段应进一步复核加大流量水面线。
（四）本阶段应尽快对黄河、新老蟒河的洪水影响评价报告进行审查批复。下阶段应进一步研究该渠段总干渠调度控制运用方式。
（五）为保障中线穿黄工程的防洪安全，对该河段进行河道整治是必要的。基本同意河道整治工程安排的原则、总体布局。
四、工程布置及建筑物
（一）工程等别和标准
1、南水北调中线一期工程为Ⅰ等工程，同意穿黄工程主要建筑物穿黄隧洞及其进出口、退水闸（洞）、南岸连接渠道、北岸明渠和新老蟒河倒虹吸及其它交叉建筑物等为1级建筑物，南岸护湾防护工程、退水闸消能建筑物和北岸导流堤、新蟒河渠倒虹河道防护工程、老蟒河河穿渠进出口连接段等次要建筑物为3级建筑物，临时工程为4级建筑物。
2、同意穿越黄河的穿黄工程主体建筑物（含隧洞及其进出 口建筑物）设计洪水标准为300年一遇，校核洪水标准为1000年一遇；新老蟒河交叉建筑物设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为300年一遇，北岸河滩明渠防洪标准与新老蟒河交叉建筑物洪水标准相同。
3、同意本工程主要建筑物地震设计烈度为7度，其动参数值按国家地震局分析预报中心对穿黄工程地震危险性分析提供的成果，作为抗震设计的依据。穿黄隧洞（含斜井段、洞身段、竖井段和退水洞段）按基准期50年、超越概率5%地震动参数进行抗震设计，相应基岩面地震加速度为0.158g；其它主要建筑物地震设计烈度7度时相应的基岩面地震加速度为0.119g。
（二）穿黄工程轴线选择
本工程在可研阶段推荐隧洞方案作为穿黄工程选定型式的基础上，对穿黄隧洞比选了上线（李村线）和下线（满沟线）两条洞线，两洞线布置基本不受黄河河势和洪水影响，均能满足总干渠安全输水要求。上线斜井直接接隧洞，避开了邙山高边坡和河岸复杂防护技术，北岸河道宽阔方便施工，但进口布置退水闸时，退水渠道只能采用隧洞方式退水；下线进口连接段过邙山采用隧洞可避开渠道高边坡，南岸漫滩开阔有利施工场地布置，北岸河滩明渠渠线较短，可减少砂土液化处理工程量，但南岸明渠存在高填方，南岸明渠和北岸斜洞或竖井段基础处理工程量大。综合比较，考虑黄河河势的不确定性和河道部门对河势控导工程的规划意见，同意上线（李村线）作为穿黄隧洞的选定轴线。
（三）工程布置
1、穿黄方案比较
可研阶段对隧洞方案和渡槽方案在技术经济上进行深入比选，推荐了隧洞方案；本阶段同意隧洞方案作为穿黄工程的选定方案。
2、工程总体布置
（1）根据选定线路地形条件，建筑物布置及运行管理要求，对南斜北竖、退水设施在南岸，南斜北竖、退水设施在北岸和南竖北斜、退水设施在南岸的三种跨河型式进行了比较，南斜北竖、退水设施在南岸的穿越型式其工程投资、运行管理和安全可靠等方面均优。同意穿黄隧洞布置采用南斜北竖、退水设施在南岸的布置方案。
（2）在穿黄隧洞平面布置上比较了单洞和双洞方案。两方案均能满足总干渠运行要求。双洞方案较单洞方案洞径规模相对较小，施工技术难度低，风险小，工期有保证，工程调度运用灵活，便于检修，自身输水保证率高，但该方案投资较高，经综合比较，同意采用双洞输水方案。
（3）同意北岸河滩明渠穿越新蟒河采用渠道倒虹吸型式，老蟒河以倒虹吸型式穿越总干渠。
（4）同意穿黄工程由南岸连接渠道、双线穿黄隧洞及其进出口建筑物、北岸河滩明渠、穿越新老蟒河交叉建筑物、北岸连接明渠、隧洞进口退水闸和跨渠交叉建筑物、控导工程等建筑物组成的工程总体布置。黄河南岸起点A坐标为X=3859513.335，Y=38433903.562；北岸终点S坐标为X=3870778.958，Y=38419017.710，线路总长为19304.5米。
（四）穿黄隧洞及进出口建筑物
1、基本同意穿黄隧洞纵断面设计。双洞平面布置穿黄隧洞中心线间距为32米，邙山隧洞（斜井段）中心线间距为28米，隧洞长度经方案比选，基本同意推荐洞长为80O米方案；过河平洞段隧洞埋深经河床冲刷深度计算和基岩面高程复核，确定的隧洞洞底高程和隧洞最小埋深基本合理。下阶段进一步研究将平洞中心线间距由32米调整为28米的可行性，并结合补充地质勘探工作进一步复核隧洞洞底高程设计，重点是桩号6+825附近基岩面较高部位。
2、基本同意隧洞结构设计原则、横断面结构型式和主要尺寸。隧洞内径为7.0米，采用外层为装配式钢筋混凝土管片结构、内层为现浇预应力钢筋混凝土整体结构，中间设排水弹性垫层，内外层衬砌分别受力的结构型式。下阶段应按内外衬分别受力的计算原则，对各种可能不利运行工况，补充相关结构计算内容和论证采取的工程措施；为满足垫层排水和变形要求，应进一步落实垫层材料、规格和性能，提出内衬施工不影响垫层功能的措施。
3、基本同意隧洞进口段截石坑、渐变段、闸室段、邙山洞段和隧洞出口竖井段、过河平洞段、闸室段和消能段的布置，结构型式、主要尺寸和控制高程，下阶段应对出口竖井与过河平洞段连接处的结构布置进一步研究，应满足接头处的沉降变形要求；对地连墙设计应按补充地质资料和各种运行工况、复核其应力变形，提出墙体合理配比和弹模要求；结合水工模型试验，进一步优化进出口闸室等建筑物设计，复核出口侧堰顶高程，并完善相关结构计算内容。
4、基本同意退水闸、退水洞的布置及各建筑物型式。下阶段应对闸室等部位结构尺寸进行复核优化；对洞身一、二期衬砌型式、厚度按相关计算进行复核。
基本同意退水闸出口消能防冲建筑物设计和出口防冲保护及出口边坡整治设计。
5、基本同意隧洞出口建筑物采取的加固地基和处理液化土层措施。下阶段应结合推荐加固措施采用的施工方法，进一步复核加固范围和型式。
（五）南岸连接明渠
1、基本同意南岸连接明渠渠底纵坡设计和横断面采用的梯形断面型式及断面要素设计。邙山段渠道边坡高达30～40米，天然地下水位高出底板22.5～30.5米，可能存在边坡稳定和局部渠坡失稳问题。下阶段应进一步核算边坡稳定和论证排水效果及坡面防护措施。
2、基本同意连接渠道衬砌、防渗和排水设计。本段渠道属总干渠渠道的一部分，其设计标准宜与总干渠设计保持一致。下 阶段应对渠道衬砌与防渗结构型式、防渗材料规格选择进行复核、落实；对高地下水位渠段，应进一步完善、优化自排和抽排相结合的排水设施。
（六）北岸渠道
1、基本同意北岸河滩明渠和连接渠道纵断面渠底纵坡选择、横断面梯形渠道型式及主要结构尺寸。填方渠道填筑土料设计基本满足规范要求，其设计压实指标偏低，下阶段应进一步复核。
2、基本同意渠道内坡衬砌、防渗、排水型式选择和外坡坡面防护设计。下阶段对外坡防护设计应结合河工试验和顺堤流速计算进一步优化。
3、基本同意对本阶段桩号9+336.47～12+608段渠基地震液化砂层通过方案比较提出的处理措施。考虑到发生地震概率、液化后可能对渠道造成的危害和修复特点，下阶段应结合加固措施施工方法和加固材料的选用，对处理范围、深度进行复核优化。
基本同意对北岸连接渠道桩号15+413.97～19+304.5段填方渠道填土高度大于3米的弱湿陷性黄土采取夯实加固地基的处理措施。
4、基本同意北岸导流堤的堤线布置、防护范围和采用的型式、控制尺寸。
（七）新、老蟒河倒虹吸
1、基本同意北岸河滩明渠穿越新蟒河采用渠道倒虹吸的建筑物布置、结构型式和主要尺寸。倒虹吸由进出口渐变段、检修闸室段和管身段组成，水平管身采用两孔一联箱形结构。
2、基本同意倒虹吸管身顶高程选择和埋深设计。
3、基本同意倒虹吸管身基础粉细沙层通过方案比选，采取的抗地震液化措施。下阶段应结合碎石桩施工方法，对桩径、桩距进行优化。
4、基本同意老蟒河采用河道倒虹吸的型式穿越总干渠，基本同意倒虹吸建筑物布置和结构型式。河倒虹由进出口渐变段和 管身段组成，孔口尺寸采用6.90×6.90米，3孔一联箱形结构。
（八）渠道交叉建筑物
1、基本同意南岸跨渠石化路桥、北岸跨渠新洛路、1号路桥等七座桥梁的桥位选择、桥线布置和桥型设计。石化路、司马路、1号路和新洛路四桥汽车荷载等级为公路—Ⅱ级，其它桥梁汽车荷载等级为公路—Ⅱ级折减；各桥上部结构一般为预应力钢筋混凝土工字形或T形梁结构，下部结构均为圆形柱墩接混凝土灌注桩基础。
2、基本同意李村南干渠、李村北干渠跨渠渡槽的轴线确定，进出口渐变段和槽身布置及槽形选择。渡槽上部结构为简支矩形槽、下部结构采用混凝土排架柱接灌注桩基础。
（九）排涝工程
基本同意北岸河滩总干渠明渠与新老蟒河之间、老蟒河与青风岭之间设置的陈家沟排水沟和南张羌与北张羌之间的排水通道。排涝标准采用5年一遇，新老蟒河之间排涝工程采用排水通道过渠方案，老蟒河与青风岭之间排涝工程采用穿堤埋管型式。
（十）安全监测
基本同意本工程安全监测设计原则，安全监测项目设置和监测设施布置设计。本工程重点监测部位和监测内容应是穿黄隧洞段（含进出口和邙山隧洞）和南岸深挖方渠道段的变形和渗流控制，出口竖井因其体形结构和受力较复杂，应属重点监测部位，其监测内容可进一步加强。下阶段应进一步复核各监测断面位置和仪器数量，内观设计宜简化。
（十一）控导工程
原则同意穿黄工程上下河段提出的整治工程范围和整治项目安排。原则同意孤柏咀控导工程初定的工程长度、平面布置和结构型式，报告推荐孤柏咀工程采用的透水坝方案下阶段应与有关部门进一步协商，共同研究确定。
五、电工及金属结构
（一）电工
1、基本同意穿黄段两岸均设35/0.4千伏变电站，工作电源引自总干渠35千伏供电系统，0.4千伏侧设柴油发电机组作为备用电源。
2、基本同意35/0.4千伏变电站主接线方案，变配电设备采用靠近负荷中心、室内安装方式。下阶段应根据主要电气及监控设备布置需求复核配套建筑面积。
3、同意以PLC为基础构成现地监控单元，系统具备全线自控和现地独立手动控制功能。设计应进一步比选监控设备选型及配置（含闸门及变电站等监控），依此复核设备投资。应统筹考虑全线自动化监控系统运行软件的配置。
4、基本同意该段采用光纤通信方式。设计应根据所在区段各监视对象特点及运行管理要求，复核视频监视系统通信需求及主干和区段光端设备选型；并与中线总体设计协调确定管理监视站设置方案。
5、采用共用接地网方案时，其接地电阻值应根据监控及通信等系统要求核定。
（二）金属结构
1、基本同意穿黄隧洞选用的拦污栅和单轨移动式启闭机、平板定轮事故检修闸门和固定卷扬式启闭机、弧形工作闸门和液压启闭机、叠梁检修闸门和门式启闭机、退水闸选用平板定轮工作闸门、平板滑动检修闸门共用台车式启闭机的设计方案和布置型式。下阶段应进一步论证隧洞出口检修闸门的设置位置。
2、原则同意新蟒河倒虹吸选用的闸门和启闭机型式和布置方案。下阶段应进一步比较论证出口闸门的工作方式及型式。
3、基本同意各类闸门选用的结构材料、数量、支承型式、支承材料、启闭机容量和启闭机扬程等主要技术参数。
4、基本同意选用防冰冻和熔冰的设计原则。下阶段应进一步的完善设计方案和措施。
5、基本同意各类金属结构设备选用的防腐蚀设计方案。
六、施工组织设计
（一）同意黄河北岸结合穿黄隧洞竖井的布置设施工竖井，后期改建为输水隧洞竖井；基本同意黄河南岸布置临时施工竖井，两岸施工竖井工作平台度汛洪水标准均为20年一遇。考虑施工安全，施工竖井工作平台应具备抵御超标准洪水的应急防护工程措施，以确保井口不得进水。
（二）同意施工竖井平台尺寸及两座竖井相互独立的布置方式。基本同意竖井内径尺寸、结构设计和防水措施，下阶段可进一步研究减少竖井井深的合理性。
（三）基本同意新、老蟒河导流建筑物级别为4级，施工导流洪水标准取5年一遇。两处均采用断流围堰、明渠导流方式。老蟒河主体工程量不大，可在一个枯水期内完工，下阶段应按非汛期施工导流进行相应调整。
（四）基本同意北岸丹河天然砂砾料场、馒头山石料场和陈家沟土料场的规划选择和开采加工方式。南岸选择东竹园石料场，全部采用人工加工方式生产混凝土粗、细骨料。
（五）同意穿黄过河隧洞及南岸邙山隧洞采用盾构机施工。基本同意其他部位主体工程施工方法和主要设备选型。北岸施工竖井深度超过40米，垂直运输量较大，按规范要求应设置导向设备。
（六）基本同意南、北岸分别进场的对外交通布置及公路等级标准。
（七）基本同意场内主要交通干线布置及公路等级标准。
（八）基本同意主要施工工厂、预制管片加工厂、泥水系统生产规模及工艺流程设计。
（九）同意南、北岸施工用电均按一类负荷采用两路独立电源供电。下阶段应研究盾构机供电电源采用国内通用标准10千伏的可能性，以减少供电电压等级。
（十）基本同意南、北岸穿黄隧洞进出口分别布置独立施工工区的施工总布置方案。
（十一）基本同意南、北岸分别进行的土石方挖填平衡成果及弃碴场地规划。
（十二）基本同意施工进度计划安排，关键线路为盾构机定货、组装、掘进、二次衬砌及竖井混凝土浇筑，施工强度适中，准备工程和主体工程施工工期51个月为合理工期。盾构机定货应在准备工程开始前三个月完成。
七、工程占地及移民安置
（一）基本同意工程征地范围。永久征地范围包括建筑物占地、削坡占地、防护林带用地及管理区用地；施工临时用地包括施工营地及工厂、料场、弃碴场用地等。
（二）工程占地实物指标在2003年进行了全面调查，以后根据工程方案变化进行了适当调整，调整后工程永久征地为4690亩，临时占地3965亩，移民276人，拆迁房屋3.56万平方米，涉及中学一所，6KV以上输电线路28条，电信线路26条，以及输油管、输水管等专项设施。
（三）同意就近后靠的移民安置方案。移民生产用地大部分在本村调剂解决；对占地比重较大的村，从邻村或乡镇农场划拨耕地安置移民。
（四）根据工程占地特点，移民建房以分散安置为主是可行的。下阶段应结合耕地调整情况，在条件允许时适当集中布置。
（五）基本同意各专业项目的迁建补偿方案。
（六）同意征地移民补偿投资编制原则和方法，耕地补偿补助倍数暂按10倍计算。
（七）根据有关规定，耕地开垦费按70%计列。
八、环境保护设计
（一）基本同意采用沉沙池和隔油沉淀池处理施工期生产废水的措施设计。下阶段应按生产废水排放量进一步优化沉沙池的 设计。
（二）基本同意在两个生活区修建化粪池并配置一体化生活污水净化装置，对施工期生活污水进行处理的措施。下阶段应从技术、经济方面对生活污水净化设备进行比选，择优使用。
（三）原则同意生活区生活垃圾的处理方式，为维护施工营地及其周围环境的清洁卫生，应做好施工期生活垃圾的收集与处理措施。
（四）基本同意降噪防尘措施设计。
（五）基本同意施工期环保管理措施和施工期环境监测计划。
（六）基本同意环境保护工程投资概算编制依据和方法。
九、水土保持设计
（一）基本同意水土流失防治责任范围的界定,其面积共计570.3公顷，其中项目建设区535.97公顷，直接影响区34.33公顷。
（二）同意水土流失防治分区采用二级分区，其中一级分区为主体工程区、料场区、弃渣场区、施工营地附属企业区、施工道路区、工程运行管理区、临时堆渣区、施工道路影响区、排泥场影响区和移民安置区。
（三）基本同意分区水土保持措施设计。主体工程区采取渠道两侧防护林带、进出口建筑物周边绿化及拦挡措施；料场区采取土地整治、林网、种草和临时防护措施；弃渣场区采取拦挡、排水和植被恢复措施；施工道路区采取种植行道树和排水措施；工程运行管理区采取绿化措施；临时堆渣区、施工道路影响区和排泥场影响区采取临时拦挡措施；移民安置区采取护坡、排水和绿化措施。
（四）基本同意水土保持监测设计。
篇3：穿黄工程
1 新材料
1.1 聚羧酸系外加剂
聚羧酸系高性能减水剂是目前国内外前沿的一类高性能减水剂, 其优异的性能越来越被得到认可, 特别是最近几年随着国内聚羧酸产品的开发与推广, 其在工程上的应用也日趋频繁。
穿黄工程在隧洞外衬管片中采用新型聚羧酸系外加剂, 有效地减少了水泥用量, 降低了混凝土中的碱含量, 提高了混凝土的拌和质量, 达到了设计要求, 节约了工程投资。
管片混凝土设计指标:
强度等级:C50;抗渗等级:W12;抗冻等级:F200;级配:二级配
施工坍落度:5～7cm;蒸养后 (8～10小时) 强度:≥15MPa
混凝土总碱含量:≤2.5kg/m3
经过反复试验摸索, 管片混凝土配比试验成功, 混凝土检验结果, 各项指标均达到设计要求, 碱含量最大值2.22kg/m3。由于明显减少了水泥用量, 预计能节约工程投资200多万元。
1.2 弹性防排水垫层
穿黄工程隧洞横断面为圆形, 内径7m, 外径8.7m, 由双层衬砌构成。外衬为预制钢筋混凝土管片, 厚40cm, 盾构掘进同时完成安装。内衬为预应力环锚结构, 厚45m, 在外衬完成后进行现浇施工, 并进行环向张拉。内外层衬砌之间设有弹性防排水垫层, 原设计其构造为两布一膜, 后又在两布外侧增设透水格栅。
(1) 弹性防排水垫层作用
弹性防排水垫层主要是分隔内外层衬砌, 使得内外层衬砌单独受力, 内衬承受内水压力, 外衬承受外水压力和外土压力。防水膜为不透水层, 分隔通过内外衬渗入的水体, 达到防水作用。格栅主要是排掉通过内外衬渗入的水体, 水体最终流入纵向排水管排向隧洞端头。
(2) 弹性防排水垫层的要求
弹性防排水垫层要求具有良好的防渗性能、通畅的排水性能以及一定的强度和足够的耐久性。
在施工中应注意安装平整, 定位精确、防止挂破、防止水泥浆於堵。
(3) 弹性防排水垫层室内试验
室内试验的项目有:土工布的渗透试验、化学淤堵试验和格栅的淤堵试验等。通过反复连续性试验, 选择的防排水垫层无论内衬采用自密实混凝土、附壁式振捣混凝土、常态泵送混凝土情况下, 渗透系数仍保持在100～10-1数量级, 说明土工布及格栅具有良好的排水性能。
通过试验确定弹性防排水垫层的结构型式从外向内依次为:土工布、格栅、土工布、PE膜、土工布。
在1:1仿真试验中, 对弹性防排水垫层进行现场试验, 效果良好, 进一步确定了弹性防排水垫层的结构型式。
2 新工艺—深置换灰浆墙施工工艺
穿黄工程始发竖井外15m处布置一道自凝灰浆防渗墙, 一为降低竖井施工时的外部荷载, 二保证盾构始发时始发区基础稳定, 增加始发时的安全系数。
竖井外围灰浆防渗墙跑道形布置, 分直线段和圆弧段, 直线段长28m, 圆弧段半径25.4m, 轴线长度215.6m, 设计墙厚0.8m, 墙深71.6m, 与地连墙同期进行施工。
灰浆墙体设计指标:抗压强度:R28≥0.5MPa;渗透系数:k≤1×10-6cm/s;
允许渗透比降:J>40;初始切线模量:E0=120~240MPa。
2.1 施工存在问题及解决方案
北岸竖井设计采用自凝灰浆工艺, 但由于自凝灰浆墙施工深度超过70m, 下部地层比较复杂, 造孔时灰浆须兼作固壁浆液, 成槽施工必须在灰浆丧失流动性前完成, 在目前技术条件下, 在成槽时间上很难保证, 自凝灰浆工艺难以实施。根据设计灰浆墙体材料性能和国内现有工艺设备状况, 经多方调研、现场试验和专家咨询, 改用泵送置换法成墙工艺方案。
2.2 施工机械设备
(1) 成槽设备:意大利土力公司BH-12型液压抓斗两台, 国产液压抓斗一台, CBC25/MBC30双轮铣槽机一台。
(2) 清孔设备:压力0.7MPa、风量6m3/min的空压机一台, JHD200型泥浆净化机一台。
(3) 置换灰浆设备:采用泵送置换法建造灰浆防渗墙关键要解决好灰浆密度与送浆能力问题。国外一般采用大型高速搅拌机制浆, 采用大型螺杆泵送灰浆;目前国内尚无这种大容量、高密度专用设备。根据国内现有泥浆泵性能状况和现场条件, 经现场试验, 选用性能状况最佳的4PNL型泥浆泵压送灰浆。
2.3 成墙质量检验
墙体龄期达到28d后, 对墙体进行钻孔取芯和注水试验检查。取芯孔钻取显示灰浆墙体芯样均完整, 呈灰色, 颜色均匀, 未见混浆夹泥, 已全部固结。
芯样力学性能检测:抗压强度0.52MPa, 渗透系数9.82×10-7cm/s, 允许渗透比降大于60, 初始切线模量126MPa。对芯孔分段做注水试验, 渗透系数最大值9.8×10-7cm/s, 最小值4.96×10-7cm/s, 平均6.45×10-7cm/s。
成墙质量良好, 说明置换灰浆工艺取得成功。
摘要：穿黄工程是南水北调中线总干渠穿越黄河的关键性工程。工程于2005年9月27日开工, 隧洞盾构机于2007年7月8日进洞始发, 正在掘进, 工程总体进展顺利, 施工中采用了多项新材料、新工艺, 施工质量优良。
关键词：穿黄工程,新材料,新工艺
参考文献
[1]南水北调中线一期穿黄工程联合项目组.南水北调中线一期穿黄工程初步设计报告[R].武汉:南水北调中线一期穿黄工程联合项目组, 2004.
[2]赵春彦.南水北调穿黄工程始发井地下连续墙施工技术[J].地下空间与工程学报学报, 2007 (4) .
篇4：穿黄工程
3月中下旬，有网友爆料称有一家非法炼油厂位于河南温县赵堡镇汜水滩村往南5公里的黄河岸边，在其西边就是南水北调穿黄工程。这家非法炼油厂用废旧轮胎进行国家明令禁止的土法炼油，在离炼油厂很远的地方就能闻到一股刺鼻的气味。
据了解，土法炼油缺乏必要的环保设施以及安全生产设施，在炼制过程中会产生大量的有害氣体，包括二噁英、二氧化硫、苯乙烯、甲苯、甲硫醚、硫醇等石化副产品和煤燃烧副产品。人长期暴露在这些有害气体下，会有很高机会患上呼吸道、神经系统、免疫系统、生殖系统等疾病，致残、致癌、致死率远高于生活在正常环境中的居民。而缺乏必要的安全措施，会使裂解炉爆炸的几率增高，对参与土法炼油的人的生命本身更形成严重的威胁。
据当地村民介绍，这样一个危害极大的“定时炸弹”已经在这里存在一年多了。由于炼油厂的老板是本地人，财大气粗，群众是有苦难言。加上当地虽位于黄河北，却属于郑州市荥阳市管辖，是一个典型的三不管地带，更是无人问津。
3月28日下午，记者几经周折，终于找到这家非法炼油厂。此时，这家炼油厂已经停工，工地上空无一人。工厂里堆着大量切割之后用于炼油的废轮胎，有许多管子通到外面的地窖里，用于将炼出的油储存起来。在炼油厂西北方向几百米远的地方，就是国家南水北调穿黄工程。
在炼油厂的墙壁上，记者发现一张“责令停止水事违法行为通知书”。通知书上说，根据《中华人民共和国水法》第六十条第四项之规定，现责令其立即停止违法行为，听候处理。否则，将依法追究其法律责任。责令通知书上盖的章是焦作黄河河务局温县黄河河务局。
3月28日下午，记者联系温县环保局和荥阳市环保局。两地环保局表示，近期将联合执法，将这家炼油厂彻底铲除，还百姓一个良好的环境，确保国家南水北调穿黄工程不受污染。
篇5：穿黄裙子的白燕作文
穿黄裙子的白燕作文
穿黄裙子的.白燕
昨天，大姐送来了两只白燕，还教我怎么放水、喂食。今天早上刚起床，我就跑到阳台上观察它们，准备给它们起个好听的名字。我想了又想，给它们起好了名字：一只叫“吉吉”，一只叫“祥祥”，合起来就是“吉祥”了。我一有空就给它们加水、放食。它们吃谷子的样子可真好玩，尖尖的小嘴一啄一啄的。我不明白，它们是黄色的，为什么叫白燕，不叫黄燕呢?它们的样子很漂亮，一身黄色的羽毛就像穿着黄裙子，真可爱!
篇6：穿黄工程
南水北调中线一期穿黄工程是南水北调中线的关键项目, 隧洞为大型盾构法水工隧洞, 隧洞采用双层衬砌结构, 其中内衬为预应力结构, 结构型式设计复杂, 施工难度高。为确保工程安全和顺利实施, 全面地、系统地掌握双层衬砌单独受力与变形情况, 落实细部构造与设计, 完善各工序施工措施和施工工艺, 按1:1的比例制作隧洞衬砌。
其中, 隧洞无粘结预应力衬砌地面模型长9.6m, 划分为A、B两个区:A区长4.98m, 布置6根一束双圈环绕的无粘结钢绞线 (单根钢绞线公称直径为15.2mm) , B区长4.62m, 布置12根一束单圈环绕的无粘结钢绞线。A区混凝土采用自密实混凝土浇筑, B区混凝土采用常规泵送混凝土浇筑。
2 混凝土配合比优化
2.1 自密实混凝土
经试验室优化设计的C40自密实混凝土配合比见表1。
2.2 常规泵送混凝土
经试验室优化设计的C40泵送混凝土配合比见表2。
3 模板施工工艺
3.1 模板设计
按设计图纸尺寸控制体型边线及轴线, 由于混凝土外观质量要求高, 因此, 圆弧模板全部采用定型钢模板, 制作完成后运至现场拼装加固, 底座及内弧模板采用桁架进行连接支撑加固, 外圆模板现场采用外径48mm钢管支撑组装, 桁架间距750mm。
3.2 模板施工程序
模板施工顺序如下:底座侧模→内部钢支撑搭设→外模下半圆支撑搭设→外模下半圆弧模板立模加固→外模上半圆支撑搭设→外模上半圆模板立模加固→隔板安装→土工膜安装施工→钢筋、预埋件 (包括预应力方面预埋件如、喇叭口、预留槽等) 绑扎安装→底模、角模及内圆模板立模、加固、调节→千斤顶调试接杆固定→立封头模板→仓位验收后混凝土浇筑。
3.3 排气及振捣窗口的设置
为便于排气及振捣, 在模板上开设30cm×45cm的工作窗口, 设置时重点考虑避开无粘结预应力锚束 (锚束间距45cm) 。工作窗口在混凝土浇筑至窗口附近时关闭。
4 防、排水垫层安装工艺
放、排水垫层是分隔隧洞内、外衬的复合土工膜, 起着防渗及排水的作用。安装质量的好坏对隧洞安全运行起着至关重要的作用。安装时, 首先, 将外模板内表面清理干净, 采用专用胶水涂刷30cm×30cm网格状, 涂刷宽度为10cm, 从左下侧开始→顶部→右下侧结束, 分三幅粘接完成。然后, 采用自制工具人工进行对防排水垫层施压15分钟左右, 确保粘接牢固。
5 钢筋施工工艺
(1) 严格按照设计图纸尺寸进行体型控制, 焊接钢筋样架, 架立筋用φ22或φ25钢筋。钢筋绑扎横平竖直, 间排距大小统一, 均采用手工电弧焊连接, 搭接长度及焊接长度要严格按照有关水工规范要求施工。
(2) 由于钢筋及钢绞线过重, 以后在隧道内难以固定, 考虑到今后进行大规模施工, 为达到试验成果指导的目的, 在地面模型施工时进行钢筋及钢绞线固定措施研究。首先, 为确保钢筋骨架的稳定, 钢筋的交叉点采用绑扎焊接相结合的方式;其次, 在两束钢绞线之间的内外层钢筋采取增加三角形架立筋;第三, 腰部以上的钢筋采用焊接弧形钢管梁进行支撑, 排距为1.0m, 绑扎内圈钢筋时拆除该处一品钢管梁, 完成后支撑在第二道钢筋网上, 在安装内模板时, 同样将该处一品钢管梁拆掉, 利用模板对钢筋骨架进行支撑。
6 混凝土浇筑工艺
(1) 每罐混凝土出站前检测合格后, 运至浇筑现场, 再次进行检测, 合格后方可入仓, 并做好记录。对于自密实混凝土检验其流动性、抗离析性和填充性;对于常规泵送混凝土检验其坍落度。
(2) 混凝土入仓采用对称分层浇筑的方式进行, 均匀进仓, 层与层之间压仓衔接好;浇筑基座时, 由北至南各个窗口应循环均匀进仓, 分层高度30~40cm左右;浇筑环状混凝土时, 分层高为30~40cm, 左右对称进行, 即上游侧第一层全部窗口依次由北至南浇筑30cm高后, 则应从下游侧第一层所有窗口反向依次浇筑30cm高, 如此循环进仓。
(3) 顶部采用由下至上冲天式泵管进行混凝土的灌注施工, 浇筑过程中注意排除空气, 控制好灌注压力, 保证拱顶灌筑厚度和密实与模板牢固可靠, 并随时注意观察浇筑情况。
(4) 混凝土达到75%设计强度后进行模板拆除。
7 无粘结预应力环锚施工工艺
(1) 安装钢绞线下料生产线。钢绞线下料生产线依次由开盘架、导向环、型材切割机、绞线承托槽等形成。在安装时需做到:开盘后的钢绞线通过导向环至型材切割机断料口时, 均须顺直地在同一水平线上, 以保证钢绞线的下料精度。
(2) 人工将钢绞线逐根穿入钢筋网内, 固定在导向钢筋上, 并按顺序编帘成形。
(3) 锚索张拉。
(1) 张拉准备
a、张拉机具标定
张拉设备的标定:为保护张拉控制力的准确性, 在张拉作业前需对张拉设备系统 (包括千斤顶、油管、压力表等) 进行“油压值——张拉力”对应关系的率定。
采用YCW4000B型千斤顶和ZB4-500型电动油泵配套进行锚索张拉, 单根预紧及张拉采用YDC240Q型千斤顶。
b、张拉前具备的条件
1) 钢绞线材质抽样检查合格;
2) 张拉前各工序阶段验收合格;
3) 张拉机具已配套标定并出具标定证明文件;
4) 衬砌砼强度均满足设计要求;
(2) HM锚张拉
HM锚为槽外一端张拉, 张拉包角360°;张拉严格按照以下步骤进行:
a、剥除张拉段钢绞线PE膜并清洗钢绞线;
b、检查张拉设备;
c、安装工作锚板、夹片、限位板、弧形垫座 (观测锚索还有测力计) ;
d、安装YDC240Q千斤顶。依照预紧序号进行预紧。同时控制工作锚板在第一轮预紧中的游动量, 第一轮预紧力为41k N;
e、用YDC240Q千斤顶在工具锚板后进行第二轮预紧。预紧中要按设计预紧力及预紧序号逐根进行, 第二轮预紧力为70kN;
f、安装套筒、YCW4000B千斤顶、工具锚板和夹片;
g、张拉锚固。
1) 锚索张拉以应力控制为主, 辅以伸长值校核。HM锚索张拉控制力为σc=0.8, 即2 499.84k N, 张拉分两级, 连续加荷, 第一级张拉力由834.25~1 703.46k N, 第二级张拉力由1 703.46~2 499.84k N。
2) 当锚索实际伸长值超出理论伸长值的±6%时, 暂时停止张拉, 查明原因, 采取调整措施, 方可继续张拉。
3) 记录各级张拉伸长值及相应的油泵油压表读数。
4) 拆除工具锚板、千斤顶、套筒、弧形垫座等, 做好下一束张拉准备。
(3) 锚具槽回填
a、用手提砂轮切割机切除槽外钢绞线, 切除后钢绞线露出夹片的长度不大于50mm。
b、人工将预留槽内混凝土表面凿毛, 清除废渣, 切实将槽内冲洗干净。
c、按设计要求安装防腐组件。
d、将预留槽内洒水湿润, 进行混凝土回填, 用振动棒振捣密实, 混凝土表面与洞壁弧线一致, 原浆反复收光至终凝。
e、浇筑完毕后养护。
8 结语
在南水北调中线一期穿黄工程1:1仿真试验项目中应用的隧洞无粘结预应力环锚衬砌施工技术, 全面、系统地掌握了衬砌结构受力与变形情况、防水条件、张拉锚固工艺、预应力效果、高性能自密实混凝土配合比与施工工艺等。为今后在类似工程中采用该项技术积累了经验。
摘要：本文总结了在南水北调中线一期穿黄工程1:1仿真试验项目中应用的隧洞无粘结预应力环锚衬砌施工工艺。
篇7：穿黄工程
据悉，穿黄隧洞是南水北调工程中规模最大、单项工期最长、技术含量最高、施工难度最复杂的交叉建筑物。穿黄工程于2005年9月27日开工建设，历时9年。该工程位于河南郑州市以西约30公里处，全长19.3公里。其中，隧洞段长4.25公里，双洞线布置，单洞输水直径7米，最小埋深23米，采用泥水平衡盾构工艺成洞。设计流量每秒265立方米，加大流量每秒320立方米。
此次充水试验旨在检验隧洞结构的安全性能，为工程运行前的安全性评估、顺利投运提供重要支撑。充水试验期间，穿黄工程上、下游线隧洞工程结构性能良好，满足设计要求。
篇8：穿黄隧洞盾构施工进度仿真研究
隧洞工程是一项因素众多、关系复杂的系统工程。工程施工过程需要考虑工程的进度、总工期、围岩稳定、施工强度、各个工作面的干扰程度以及交通运输等问题的影响。这些因素及其施工特点使得隧洞施工成为一项任务繁重的工作, 仅依靠设计人员采用传统的方法来分析计算, 难以确定合理的施工机械设备配套方案, 不利于制定合理可行的施工进度计划和施工组织设计方案, 适应施工现场变化的能力差, 不易优化。
计算机仿真技术作为一种新技术, 近20年来在水利水电工程中得到了广泛的应用。通过对实际系统的模拟, 可以增进对实际工程的了解, 获得一些有参考价值的参数, 从而为施工组织设计提供依据, 并减轻了设计人员的计算强度, 缩短方案制定时间。将仿真技术应用于隧洞工程, 可实现施工管理的信息化, 可使现场的操作人员方便、简明地掌握隧洞施工参数及施工状况, 进而及时地调整各参数到最佳状态, 确保隧洞的施工质量, 施工安全, 提高工效、降低成本、保证工期[1]。
穿黄工程具有施工工期长、技术含量高、施工难度大的特点, 因而成为控制和决定南水北调中线总干渠全线按期完工的标志性关键工程。穿越黄河河床底部的双线隧洞工程, 又是整体穿黄单项工程的重中之重的骨干和要害项目。隧洞工程采用盾构隧洞掘进、管片衬砌与壁后注浆、隧洞环向预应力混凝土二次衬砌的整套技术进行施工。像这样穿越黄河河床底部复杂地质岩层、洞径7 m、长3.45 km、采用盾构施工的大型隧道开凿、衬砌工程, 特别是它特殊的运行工况对隧洞建筑物的严格质量要求, 是当今我国已建和在建的同类地下工程所无可比拟的。同时, 用大型盾构机在软弱地质特别是高水压软弱土层中进行隧洞施工在我国水利工程中还无先例。穿黄工程的开工建设, 也揭开了我国使用大型盾构机穿越黄河的序幕。利用系统仿真技术对穿黄隧洞施工过程进行研究, 对保障穿黄工程施工的顺利进行, 提高穿黄工程的科学化管理水平都有重要的实用价值。加上对盾构机进行施工仿真研究在国内外尚不多见, 因此, 本文的研究探索具有一定创新意义。
1系统建模理论与方法
研究隧洞施工系统模拟时, 施工状态和各施工机械在一个时间点上的状态属性受随机产生的影响系统变化的“事件”驱动而变化, 这些内容所反映的变量都随时间呈非连续、跳跃性的变化, 因此, 可以将隧洞施工系统作为离散事件系统进行模拟研究[4]。
由于受地质因素、土质改良方法和掘进参数等一系列因素的影响, 在盾构参数计算的方法上存在很多的不确定因素[2]。至今应用的盾构参数计算方法在很大程度上只是处于研究、探索阶段, 甚至很大程度上是一些经验性的计算方法。本文采用随机模拟的方法建立仿真模型, 对盾构施工参数进行随机模拟, 并计算工期、统计资源强度等。
1.1泥水盾构施工机理描述
盾构机是软土地层中修建隧洞的施工设备。施工时在护盾的保护下, 一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳, 一边进行隧洞掘进、出渣, 并在盾构机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆, 从而在不扰动围岩的基础上修筑隧洞。
泥水盾构刀盘掘削下来的土砂进入泥水舱后, 经搅拌装置搅拌后含掘削土砂的高浓度泥水, 经泥浆泵泵送到地表的泥水分离系统, 待土、水分离后, 再把滤除掘削土砂的泥水重新压送回泥水舱。盾构每推进一环距离, 就在盾尾支护下拼装一环衬砌, 并及时向紧靠盾尾后面的开挖坑道周边与衬砌环外周之间的空隙中压注足够的浆体, 以防止隧洞及地面下沉。如此不断循环完成掘削、排土、推进[3]。
1.2建模分析
盾构施工的过程是一个由掘削、排土、推进等活动反复循环的过程, 每道活动的作业时间多是随机的, 所以建模时, 相关参数应根据盾构机的工作原理和实际工程施工情况进行选取, 具体选择方法如下。
1.2.1盾构掘进速度的选择
盾构机的掘进速度受盾构所经过的地质条件、泥水处理系统和中央控制系统工作状态、施工技术水平、刀具磨损程度、材料供应等因素的影响。其计算方法尚处于探索阶段, 本文采用下述方法进行计算。
对盾构机掘进速度影响最大的因素为地质条件, 根据工程经验及盾构机的性能, 盾构穿过不同地层的掘进速度参见表。仿真时根据盾构通过的地层条件, 在表中选取相应的掘进速度范围, 在其掘进速度范围内取一均匀分布随机数进行模拟计算。
由于掘进速度还受其他一系列因素的影响, 如盾构机可能因为管片不能及时供应、壁后注浆不能满足要求等情况降低掘进速度或停止向前掘进, 这些情况是随机的, 不能确定实际施工过程中究竟什么时候会发生该情况。仿真时在每一环掘进过程中放置一个随机种子, 盾构掘进时根据随机种子的大小对其掘进速度进行折减, 即在其掘进速度上乘以一个系数。
经过多次试算, 本文模拟时采用正态分布随机数N (1, 1) 的左支作为随机种子, 因为此时仿真成果稳定性较好, 且模拟工期和设计工期比较接近。
1.2.2盾构掘进时间的选择
通过相关资料查询, 穿黄隧洞工程中每台盾构机平均每环推进时间为80 min, 管片安装时间为60 min。施工每日3班, 一班维护, 两班工作, 即盾构每天大概工作16 h。由于盾构完成一环需要2 h左右 (80+60=140 min) , 盾构需要完成一环之后才进行维护, 故仿真模拟中假定盾构下一环掘进开始时间大于1 030 min (16×60+140/2=1 030 min) 即结束当天的工作进入维护状态。
盾构每环推进时间T盾构由其推进速度计算。
式中:V盾构为盾构掘进速度;L管片为管片宽度, 即盾构掘进一环长度。
1.2.3管片安装和壁后注浆时间的选择
管片的安装速度和管片的备货量、工人的熟悉程度、现场的配合默契程度、机械完好程度等有关。如果运管片小车能及时供应管片, 在保证设备完好与熟练操作的前提下, 安装1块管片只需10 min左右, 7块管片安装完成大概70 min。一般安装2～3块管片即可推进盾构机, 加上盾构掘进间歇时间最好不超过30 min, 管片不能及时供应等情况对施工进度的影响考虑到盾构掘进速度折减中。仿真模拟中取管片安装时间在20～70之间均匀分布。
壁后注浆和盾构掘进同时进行, 不占直线工期, 模拟中对其忽略, 它对施工进度的影响也考虑到盾构掘进速度的折减中。
1.2.4盾构掘进长度和掘削量的计算
盾构掘进长度和掘削量的计算见式 (2) 和式 (3) 。
式中:L为盾构掘削长度;L管片为管片宽度, 即盾构掘进一环长度;n为盾构安装管片环数。
式中:Q为盾构掘削量;D外径为盾构机外径。
2穿黄隧洞黄河段盾构施工进度仿真研究
2.1模拟假定
为了减少建模和编制程序的复杂性, 针对盾构机隧洞施工的特点, 穿黄隧洞黄河段盾构施工进度仿真过程中做了以下假定。
(1) 仿真中不考虑工作竖井的地基加固处理和2次衬砌工作, 仅对盾构机掘进成洞过程进行进度仿真研究。
(2) 假设盾构机每天都开工, 遇突发情况等对盾构掘进进度的影响考虑到盾构机掘进速度中。
(3) 假设盾构掘进一环的过程中掘进速度为一定值。
(4) 由于管片安装和壁后注浆等资料不全, 模拟中对这两个工序进行了简化。
2.2模型建立
盾构施工是一个随时间变化的动态过程, 可以按每推进一个长度单位作为一个时段, 再考虑不同地质层对进度的影响, 并对每一时段末的形象面貌进行定量描述, 形成施工过程的动态模拟。
具体仿真思路为首先设置全程仿真钟, 采用事件步长法, 以盾构工作一天为增量进行仿真, 判断盾构前一天是否达到仿真所需要完成的状态, 即隧洞是否全线贯通, 达到则认为全程仿真钟结束, 退出仿真;否则全程仿真钟保持当前状态, 启用本地仿真钟。本地仿真钟也采用事件步长法推进, 盾构当天分i个台班向前推进, 盾构掘削一环即统计盾构推进距离、盾构工作及管片安装的时间、盾构掘削量等参数, 判断该台班是否完成, 未完成则继续该台班的工作;若完成则判断当天盾构工作是否完成, 完成即可关闭本地仿真中, 返回相关参数, 启用全程仿真钟;若当天掘进未完成, 则继续下一台班工作。系统仿真流程见图1。
3模拟成果与结论
模拟参数根据长委设计院提供的相关数据选取。系统部分模拟成果见图2、图3和表2。
本文针对南水北调穿黄隧洞黄河段的地质条件及泥水盾构机的施工特性, 利用计算机系统模拟技术, 对工程施工进度进行了仿真研究, 初步建立了穿黄隧洞盾构施工仿真模型。
通过仿真研究相关数据的统计分析可得如下结论。
(1) 穿黄隧洞黄河段上游线隧洞施工从2005年10月1日开始, 到2007年3月23日全线贯通, 平均每天掘进6.39 m;下游线隧洞比上游线隧洞迟开工2个月, 施工期为2005年12月1日到2007年5月18日, 平均每天掘进6.45 m。仿真结果与设计施工进度 (18个月) 基本吻合。
(2) 穿黄隧洞盾构施工进度仿真系统采用的仿真方法是可行的。
摘要：盾构法是穿黄工程中的核心技术, 对盾构机进行施工仿真研究在国内外尚不多见。由于受地质条件、掘进参数等一系列因素的影响, 在盾构机参数的选择上存在很多的不确定因素。针对南水北调穿黄隧洞黄河段的地质条件及泥水盾构机的施工特性, 利用计算机系统模拟技术, 提出用工程类比和正态分布随机数相结合的方法对盾构机掘进速度进行模拟, 并计算工期、统计资源强度等。仿真结果与设计施工进度基本吻合, 仿真效果较好, 表明该仿真研究可为隧洞施工组织设计提供科学有力的分析工具, 可作为现场参数调整的依据, 对保障穿黄隧洞黄河段施工工作的顺利进行, 提高穿黄工程的科学化管理水平都有一定的实用价值。
关键词：穿黄隧洞,盾构机,施工进度,仿真
参考文献
[1]钟登华, 刘东海.大型地下洞室群施工系统仿真理论方法与应用[M].北京:中国水利水电出版社, 2003.
[2]陈馈.南水北调中线一期穿黄工程盾构选型[J].建筑机械, 2005 (12) :26-31.
[3]张凤祥, 朱合华, 傅德明.盾构隧洞[M].北京:人民交通出版社, 2004.
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