太原西山供水隧道关键施工技术解析-复杂地质条件下的供水生命线工程
2025-06-15 15:04
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太原西山供水隧道是保障城市供水安全、改善区域水资源配置的重要基础设施工程。2026年1月7日,历经1036个日夜连续施工,隧道实现全线贯通,标志着这一高风险、长距离供水隧道工程取得阶段性决定性成果。该项目不仅施工周期长、技术难度高,更在复杂地质条件与多重外部约束下,对隧道施工技术提出了系统性考验。

一、复杂地质条件下的结构安全控制技术

西山供水隧道沿线地质条件极为复杂,隧道多次穿越湿陷性黄土浅埋段、断层破碎带及岩溶发育区。这类地层围岩自稳能力弱、变形快,一旦控制不当,极易引发拱顶塌落、掌子面失稳及突涌水等安全风险。

针对浅埋湿陷性黄土段,项目采用以“信息化施工”为核心的动态控制思路,构建了“全站仪+收敛仪”联合监测体系,对拱顶沉降、周边收敛进行实时采集与分析,并建立分级预警机制。在监测数据指导下,灵活采取临时套拱加固、掌子面反压回填、加密初期支护参数等措施,有效将地表及隧道变形控制在设计允许范围内,实现了风险段落的安全穿越。

太原西山供水隧道

二、多工法组合的开挖与支护协同技术

面对断层破碎带及不良围岩交替分布的施工环境,单一工法难以兼顾安全与效率。项目根据围岩等级变化,科学选用三台阶七步开挖法与CD法相结合的施工模式,确保开挖过程中围岩暴露面最小化。

在初期支护方面,通过在钢拱架间增设工字钢纵向连接、设置锁脚锚管等结构强化措施,提高了支护体系整体性和抗变形能力,有效抑制了软弱围岩条件下的拱脚沉降和侧向位移,为后续衬砌施工创造了稳定条件。

三、超长独头掘进条件下的通风与运输组织技术

隧道出口段单口独头掘进长度接近4公里,对洞内通风、供电和材料运输提出了极高要求。项目对通风系统进行了专项优化,科学布置通风管网与风机组合,确保掌子面风量、风速及有害气体浓度始终满足规范要求。

同时,针对施工高峰期物流压力大的问题,推行错峰运输与分区调度管理,有效缓解了超长距离运输条件下的效率瓶颈,保障了连续掘进施工的稳定推进。

隧道贯通

四、邻近既有构筑物条件下的精细化控制技术

隧道斜井上跨太古高速公路,并紧邻既有供热隧道施工,对地层扰动控制提出了“毫米级”要求。项目创新应用智能化爆破振动监测系统,对爆破参数进行动态调整,将振动速度精准控制在2.0厘米/秒以内,成功实现高速公路下方的安全、低扰动穿越,避免了对既有结构和交通运行的影响。

五、新型材料与装配式结构的应用

在辅助坑道及局部复杂段落施工中,项目引入“聚丙烯纤维喷射混凝土+装配式钢波纹板”复合支护结构,不仅提升了初期支护的抗裂性能和整体承载能力,也在保证安全的前提下加快了施工进度,体现了新材料在隧道工程中的工程化应用价值。

太原西山供水隧道的顺利贯通,是复杂地质条件下隧道施工技术体系综合应用的典型案例。该工程通过信息化监测、多工法协同、精细化爆破控制以及新型结构材料的系统集成,为长距离供水隧道建设提供了可借鉴的技术路径。随着后续管道铺设和系统调试推进,西山供水隧道将成为保障太原城市供水安全、促进生态修复的重要基础工程,其工程实践经验也将持续释放示范价值。

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