熊文玉

摘 要：筆者結合既往實際工作經歷與經驗，就涔天河泄洪洞在Ⅴ類圍巖情況下的進洞施工方法進行相關分析與探討，以期對以往工作經歷進行總結，并對日后類似工作起到借鑒作用。

關鍵詞：涔天河；泄洪洞；圍巖；進洞；施工

中圖分類號：TV651.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）14-0087-02

1 概述

涔天河水庫擴建工程導流洞工程主要為導流洞與2#泄洪洞組合。導流洞與2#泄洪洞部分結合，布置于同一個縱剖面上，全長830m，坡比2%，其中非結合段長146m，斷面尺寸為12×12.5m（寬×高）。進口底板高程238.8m，進口預留高程為247.0m的巖埂，泄洪洞進口底板高程282m；出口底板高程224.5m，出口設有挑流鼻坎。

2 洞口地質情況

洞口地形較陡，平均坡度33°，硐臉為順層邊坡，高33m，巖層產狀為N40°E·NW∠50°～68°，上部強風化巖體破碎，夾層發(fā)育，存在開挖切層后的順層滑動問題。此外，邊坡表部有2～5m的殘坡積層，且基巖面坡度較陡，在雨季或受施工擾動后，存在覆蓋層沿基巖面的塌滑問題。隧洞出口段還有多條小斷層，破碎帶寬度一般幾厘米至0.3m，走向N10°～55°E，傾SE或NW，傾角多大于70°，隧洞出口在沖溝位置。泄洪洞出口洞臉范圍圍巖為Ⅴ類圍巖，圍巖為碎裂與散體結構，且極不穩(wěn)定，巖體風化強，破碎，存在掉塊、塌頂、涌水、流砂問題，甚至冒頂通天，成洞困難，同時因洞口位于山體坡腳處，在洞口開挖過程中，隨著左側山體的不斷開挖減少，左側山體會出現(xiàn)較嚴重的偏壓現(xiàn)象，存在較大安全隱患。

3 進洞施工方法

3.1 施工方法

泄洪洞斷面分三部分開挖成型，第一部分為上半洞全斷面開挖，斷面尺寸約為6*12m，第二部分為下半洞開挖，斷面尺寸約為6*12m，第三部分為底板保護層開挖，斷面尺寸約為2*12m。上半洞斷面開挖采用全斷面開挖；下半洞斷面開挖采用中間爆破拉槽，兩側擴挖及底板保護層緊隨拉槽的開挖方式；底部保護層開挖采用一次開挖成型。距洞口20m范圍內的隧洞進洞開挖方式，采用預留核心土的開挖方式[1]。具體方案如下：

（1）在洞口外側設置混凝土明拱段，針對洞口偏壓的問題，在洞口偏壓側，設置鋼筋混凝土承壓墻；（2）在洞口明拱外側50cm設置一排大管棚對洞口進行支護，管棚采用φ108mm，壁厚6mm，總長度L=20m；（3）洞內開挖主要采用人工開挖，部門區(qū)域可采用小型反鏟開挖。每次開挖進尺不大于50cm，開挖完成后立即進行鋼拱架及錨噴支護施工；（4）核心土開挖視現(xiàn)場情況而定。

3.2 施工工藝

（1）為保證巖體穩(wěn)定及進洞安全，洞口支護采用大管棚支護形式，管棚沿拱頂開挖輪廓線以外0.5m布置單根長度20m，管棚采用351潛孔鉆造孔，管棚縱向20m一次鉆進，環(huán)向間距0.4m，鉆孔角度同洞身角度。①管棚采用熱軋無縫鋼管直徑φ108mm，壁厚6mm，總長度L=20m，節(jié)長9m、9m、2m交錯布置（兩頭套絲，套管連接），在管壁上按間距50cm梅花型布置10mm小孔，鋼管采用套管連接。②鋼管最外端1.5m范圍內不設置注漿孔，孔口用厚3～5mm鋼板開孔焊接與注漿管等直徑的小導管。

（2）洞口段設置長5m的鋼筋混凝土明拱段。①將洞臉部位沿設計洞室開挖線向外側進行40cm擴挖，以便進行明拱段鋼筋砼的施工，明拱段為C20混凝土。②明拱段由鋼格柵架組成，格柵間距30cm，橫斷面尺寸30*30cm，格柵拱架間采用有Φ25、Φ18鋼筋布設鋼筋網連接，鋼筋網間距20cm。明拱段成型后在棚口設置1.5m高擋石護欄。③為增強明拱段與洞內支護的整體穩(wěn)定性，將明拱段的格柵架與洞內系統(tǒng)錨桿焊接在一起。④明拱段的底部高程為根據現(xiàn)場實際情況而定，已不低于現(xiàn)有地面3m埋深為準。⑤格柵設鎖腳錨桿，一端與格柵焊接，另一端錨入圍巖。鎖腳錨桿設置在格柵拱腳左右兩側拱肩及底腳，錨桿直徑Φ28，長度L=4.5m，外露部位與鋼支撐焊接。

（3）管棚及鋼性支護施工方法[2]。①管棚施工方法。鉆孔：利用CM351潛孔鉆機，一次性鉆孔成型，成孔孔徑115mm；清孔：利用高壓水、風將孔內余碴清理干凈，以防塞管時卡管。裝入鋼管：用反鏟分節(jié)將鋼管插入，鋼管連接采用套管連接，相鄰鋼管接頭錯開。高壓注漿：用注漿泵將漿液壓入孔內，通過注漿孔來加固圍巖，注漿材料采用純水泥漿，水灰比（重量比）1：1～0.6：1；注漿壓力：初壓0.1—0.2Mpa，終壓0.3Mpa；注漿結束標準：注漿壓力由小逐漸增大，注漿量由大逐漸變小，直到接近為0，閉漿10min，即可結束注漿。注漿水泥的強度等級為P.O42.5。堵孔止?jié){：堵孔質量的好壞，直接關系到注漿效果。堵孔包括鋼管自身的封堵和鋼管與孔壁之間空隙的封堵。一般在鋼管最外端1.5m范圍內不設置注漿孔，孔口用厚3～5mm鋼板鑿孔焊接與注漿管等直徑的小導管來封堵。鋼管與孔壁間空隙的封堵：利用自制工具將早強水泥砂漿塞入孔口封堵，封堵材料裝入孔內不小于1m長度，確保封堵質量。②明拱段鋼筋格柵加工及架設工藝。鋼格柵加工制作時，構件的連接是關鍵性工藝，按洞身尺寸要求，每榀鋼格柵分別加工頂拱圓弧及邊墻支腿，各單元由鋼筋、連接板焊接而成，焊縫處的厚度hf=10.7mm（翼緣），單元間以4套螺栓（4套M20×60）連接，縱向插入Φ25連接鋼筋連接，環(huán)向間距為0.2m。剛格柵架設在明拱段的土包上，保護層厚度為5cm。

（4）在設置明拱段的基礎上，對洞口左側設置承壓墻，起到減輕洞口偏壓的問題。承壓墻施工參數(shù)如：①承壓墻設置在洞口左側，洞室左側開挖線為承壓墻豎直面邊線，高度約5m，頂部寬1.5m，底部寬3.5m，靠洞身側為豎直面，靠河岸側為斜面。②承壓墻為C20混凝土，在承壓墻底板基巖設置插筋，插筋直徑Φ28，長度L=4.5m，外露1.0m。③將明拱段左側的鋼拱架豎向接腿預埋在承壓墻內，間距按設計布置，并預留連接板。

（5）出口20m長度開挖范圍中，現(xiàn)場采用“短進尺、弱爆破、強支護，勤觀測”的施工方式，降低最大單段起爆藥量，做到邊開挖邊支護，有效防止爆破震動造成的洞頂山坡和洞口巖石發(fā)生震裂、松動和塌方，出口洞段斷層和破碎帶增設隨機錨桿。

4 施工中的注意事項

4.1 加強支護施工

在進洞施工中，支護是施工重點。洞內主要采用系統(tǒng)錨桿、剛性支護相結合的支護方式，噴射混凝土厚度大于20cm。在現(xiàn)場施工中，進尺開挖一結束，應立即進行支護施工。支護施工安排兩個施工班組輪流進行，確保支護施工的及時。

4.2 洞內排水措施

泄洪洞洞內滲水較大，在施工中需進行排水處理?，F(xiàn)場采用在洞頂部設置排水孔的排水措施，同時在洞內設置積水坑和水泵，將積水抽排至洞外。洞內排水孔設置5m長度，50孔徑，孔內裝PVC花管，在噴射混凝土施工過程中要將管口進行封堵保護，噴射混凝土結束后將封堵打開，確保排水孔的暢通性。

4.3 做好下部開挖的施工部署

洞口段的下部開挖是隧洞開挖的施工安全重點。在進行洞口段下部開挖時，同一榀拱架的兩側支撐不能同時挖除，要采用先開挖一側，立即支護一側，在開挖另一側的施工順序。不能讓拱架兩側出現(xiàn)都懸空的狀態(tài)。同時開挖中要嚴格控制進尺，每次開挖最多不得大于1m。

5 結語

涔天河泄洪洞出口進洞施工整體效果較好，未出現(xiàn)質量、安全問題。在進行洞口段開挖時，未出現(xiàn)塌方等質量問題，開挖施工安全連續(xù)，在進度要求時間內達到了進尺樁號。通過在涔天河泄洪洞出口段的進洞開挖施工，對同類型的隧洞施工有了深入的了解，為今后在隧洞施工中的進洞施工方案提供了有力的施工范本。

參考文獻

[1]劉芳春，陳鐵鑫.用超前導洞和蘑菇形斷面擴挖法加快隧洞施工[J].水力發(fā)電，1983（09）：70-71.

[2]郭友剛，尹曉冰，石強.湖北某水電站攔河大壩導截流施工方法研究[J].科技創(chuàng)新導報，2010（32）：56-57.