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(中國水利水電第十工程局有限公司，成都，610072)

1　工程概況

撒多水電站1#引水隧洞布置于水洛河右岸，長2000m。進(jìn)口與閘壩進(jìn)水口相接，隧洞進(jìn)口底板開挖高程為1733.5m，平均底坡坡比為0.292%。其斷面型式為馬蹄型，開挖斷面Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類圍巖段為：底寬7.45m，腰線半徑9.4m，頂拱半徑4.7m，中心角180°，高8.87m；Ⅴ類圍巖段為：底寬7.99m，腰線半徑10m，頂拱半徑5.0m，中心角180°，高9.37m。

進(jìn)口段巖性為千枚巖夾砂質(zhì)板巖，板砂巖中裂隙普遍松弛張開，巖體基本干燥，呈強(qiáng)風(fēng)化、強(qiáng)卸荷破碎結(jié)構(gòu)或碎塊狀結(jié)構(gòu)。

因洞口邊坡發(fā)生變形、開裂，為確保隧洞洞口段安全施工，并考慮后期大壩蓄水后邊坡的安全穩(wěn)定及防滲，必須對洞口采取必要的處理措施。

2　洞口加固方案

洞口段圍巖的自穩(wěn)能力一般比較弱，需充分利用和調(diào)動圍巖的自穩(wěn)能力，提高圍巖的承載力。為盡快進(jìn)行掛口進(jìn)洞施工，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況：采取貼坡混凝土、錨噴支護(hù)、坡面預(yù)注漿技術(shù)、洞臉錨桿。

2.1　貼坡混凝土澆筑

防止地表水、雨水侵入邊坡，增加圍巖的不穩(wěn)定性，沿洞軸線方向，從下而上澆筑貼坡混凝土，并預(yù)留洞門位置。

2.2　錨噴支護(hù)

錨網(wǎng)噴，主要作用有兩點(diǎn)：第一，對邊坡進(jìn)行加固，防止邊坡坍塌，影響洞內(nèi)施工；第二，防止地表水、雨水滲入邊坡，增加圍巖的不穩(wěn)定因素，引起坍塌。

具體做法是：消坡→初噴混凝土→打錨桿→掛網(wǎng)→復(fù)噴。

2.3　坡面預(yù)注漿技術(shù)

適用于破碎、裂隙及孔隙率較大等不良地質(zhì)，在粘性土中的效果不好。主要是以加固圍巖、止水為目的。為了保證壓注效果，采用與圍巖性質(zhì)相適應(yīng)的漿液。采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，孔徑大于100mm，漿液采用水泥漿液，注漿壓力控制在2.0MPa左右。

圖1　洞口加固立面示意

圖2　洞口直墻加固平面示意

2.4　洞臉錨桿

在洞臉沿洞軸方向6m～7m范圍內(nèi)布置7排管棚固結(jié)灌漿孔，排距和間距由內(nèi)向外逐漸變大，由50cm逐漸變至100cm，每排造孔方向平行洞軸線，水平上仰在0°～3°之間。固結(jié)灌漿孔深9m，采用地質(zhì)鉆機(jī)造孔，偏心錘跟進(jìn)導(dǎo)管的方式鉆進(jìn)，在導(dǎo)管內(nèi)下入灌漿管，然后起拔導(dǎo)管，進(jìn)行灌漿；并在輪廓線50cm以外布置三排洞臉加固穩(wěn)定錨桿，間排距30cm。引水隧洞直墻固結(jié)灌漿孔三排，間距50cm～100cm，為斜向布置，長度為5m、10m、15m。

3　洞口段施工穩(wěn)定掌子面的方法

掌子面是隧洞工程施工開挖作業(yè)面。掌子面只有處于正常、安全的狀態(tài)，隧洞施工才能繼續(xù)下去，才能保證工程進(jìn)度，穩(wěn)定掌子面的方法有：

(1)超前錨桿與鋼拱架、鋼格柵配合使用。使用鋼管、錨桿沿隧洞開挖外輪廓線以5°～10°外插角打入開挖面前方，防止掉塊，是加固掌子面前方圍巖、約束圍巖的方法。它一端支在鋼拱架(格柵)上，另一端支在未開挖的圍巖上，相當(dāng)于形成了組合梁，利用自身的抗彎強(qiáng)度來達(dá)到穩(wěn)定圍巖的目的，一般設(shè)計參數(shù)為<25mm鋼筋或<50mm×5mm小鋼管，長5m，在拱部以上打設(shè)，間距30cm～50cm。結(jié)合使用的鋼拱架(格柵)一般間距1m。

(2)掌子面正面噴射混凝土。在開挖后自穩(wěn)性差的開挖面噴射3cm～10cm左右的混凝土，覆蓋掌子面，以防止掌子面松弛，提高掌子面的自穩(wěn)性。噴混凝土是防止剝離的，常與正面錨桿同時使用，通過目視噴射混凝土表面是否有龜裂現(xiàn)象，可以獲得有無崩塌發(fā)生的信息。

4　隧洞洞口段施工開挖方法

隧洞施工中，選擇合理的施工方法對于隧洞洞口防坍塌和施工安全具有重要的意義。通常在洞口段施工時不采用全斷面爆破開挖法，全斷面開挖，對圍巖的擾動大，增大坍塌的可能性。

4.1　開挖分層

上層開挖分兩塊施工，左右寬4.5m～4.65m，高度5.185m～5.5m。

圖3　洞口段開挖分層示意

圖4　洞口段開挖典型斷面分層示意

4.2　施工程序

施工技術(shù)交底-測量放線-超前錨桿-左側(cè)造孔-裝藥-爆破-通風(fēng)散煙-安全處理、噴混凝土封閉巖面-錨桿造孔、安裝-工字鋼安裝、焊接-掛網(wǎng)-噴混凝土至設(shè)計厚度-轉(zhuǎn)入下循環(huán)。

4.3　測量放線

為確保開挖質(zhì)量，根據(jù)開挖需要每槽炮放線，放線采用索佳或拓普康全站儀，免棱鏡獲取數(shù)據(jù)，鉆孔作業(yè)前由測量工程師定出開挖斷面中線、腰線和斷面輪廓，用油漆標(biāo)出炮眼位置。

施工完畢后進(jìn)行斷面測量，斷面測量的間距一般為5m，對斷面變化較大的部位，可適當(dāng)加測斷面。斷面各測點(diǎn)的縱向誤差控制在±50mm之內(nèi)。

4.4　鉆孔

鉆孔采用手風(fēng)鉆，由熟練的鑿巖臺車技工嚴(yán)格按照鉆爆設(shè)計圖進(jìn)行鉆孔作業(yè)，實(shí)行嚴(yán)格的鉆手作業(yè)質(zhì)量責(zé)任制。每排炮按“平、直、齊”的要求進(jìn)行控制，水平周邊孔偏差不得大于5cm，爆破孔偏差不得大于10cm。當(dāng)開挖面凸凹較大時，應(yīng)按實(shí)際情況調(diào)整炮眼深度，并相應(yīng)調(diào)整裝藥量，力求除掏槽眼外的所有炮眼底在同一垂直面上。鉆眼完成后，由值班質(zhì)檢員按炮眼布置圖進(jìn)行檢查并做好記錄，有不符合要求的炮眼應(yīng)重鉆。

4.5　裝藥爆破

開挖遵循弱爆破、短進(jìn)尺、及時封閉、強(qiáng)支護(hù)原則，實(shí)施合理的間排距，認(rèn)真布孔，嚴(yán)格控制間距、排距、孔深、孔向，控制單孔裝藥量和一次起爆藥量，實(shí)施合理的起爆順序，排炮進(jìn)尺控制在1.5m以內(nèi)。

爆破采用五星掏槽，非電毫秒雷管由內(nèi)向外逐段起爆，周邊光爆孔間距30cm～40cm，崩落孔間距70cm～80cm；炸藥選用乳化炸藥，掏槽孔、崩落孔藥卷直徑φ32mm，連續(xù)裝藥，周邊孔選用φ25mm藥卷，間隔裝藥，均用黃泥堵塞；裝藥完成后，由技術(shù)員和專業(yè)炮工檢查，按設(shè)計連結(jié)爆破網(wǎng)絡(luò)，保證準(zhǔn)爆齊爆，并撤退工作面人員、設(shè)備、材料至安全位置。

4.6　安全處理

爆破后不出渣，及時進(jìn)行安全處理，安全處理時暫時不會掉的起挾塊作用的塊體不予處理，避免破壞圍巖的相對穩(wěn)定，及時對開挖面噴5cm厚素混凝土封閉巖面，保護(hù)新開挖面的穩(wěn)定，使開挖面形成封閉的拱圈，提高圍巖的自穩(wěn)和承載能力。

4.7　錨桿支護(hù)

為調(diào)動圍巖整體聯(lián)合受力，提高圍巖承載能力，采用系統(tǒng)錨桿和鎖腳錨桿整體錨固的形式；系統(tǒng)錨桿為φ22mm鋼筋，間距為1.5m×1.5m，長4.0m。鎖腳錨桿長4.0m，布置1～2排，并向下傾斜，角度為15°，間距按1.0m×1.0m；系統(tǒng)錨桿與鎖腳錨桿均與工字鋼焊接。

4.8　工字鋼支護(hù)

素噴混凝土封閉后，用I18工字鋼進(jìn)行支撐，間距按50cm一榀布置，每榀工字鋼之間采用φ25鋼筋縱向焊接，為便于工字鋼安裝，在工字鋼位置增加部分隨機(jī)錨桿，工字鋼與隨機(jī)錨桿進(jìn)行焊接。

工字鋼先按設(shè)計開挖輪廓線在加工廠加工成型，安裝時每段之間采用2cm厚的鋼板雙面焊接。工字鋼安裝隨開挖進(jìn)尺，每開挖一榀的位置安裝一榀，每開挖一層安裝一層，工字鋼必須落實(shí)在基巖上。工字鋼支撐完成后，掛φ8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距20cm×20cm。

4.9　噴混凝土

工字鋼和鋼筋網(wǎng)安裝結(jié)束驗(yàn)收合格后，進(jìn)行噴混凝土支護(hù)，噴混凝土厚度按20cm控制，由于周邊巖層破碎，開挖面不可能非常平整，對超挖部分噴混凝土厚度適當(dāng)加厚，但噴混凝土厚度必須覆蓋工字鋼。

4.10　下層開挖

下層高5.0m～5.5m，寬5.5m～5.65m，上層開挖完后一次爆破；下層開挖已具備一個臨空面，不需要再布置掏槽孔，只布置中部崩落孔，直墻光爆孔，施工過程中嚴(yán)格控制孔間排距、孔深以及裝藥量；如邊墻不需要造孔爆破，則用人工配合反挖撬挖成型，以便保護(hù)圍巖的穩(wěn)定不受擾動。

5　監(jiān)控量測

監(jiān)控量測是新奧法施工中一個十分重要的環(huán)節(jié)，成洞后根據(jù)需要及時埋設(shè)觀測儀器，并進(jìn)行觀測，通過勤量測，及時反饋信息，指導(dǎo)開挖支護(hù)施工，確保成洞穩(wěn)定和施工安全。

6　結(jié)語

隧洞進(jìn)口段施工應(yīng)堅持“強(qiáng)支護(hù)、短進(jìn)尺、弱爆破、少擾動、快封閉、勤量測”的施工原則；施工期應(yīng)做好排水，加強(qiáng)監(jiān)測，確保隧洞在安全的情況下施工。撒多水電站嚴(yán)格按照此原則施工，取得了預(yù)期的效果，為同類型工程施工提供了成功的經(jīng)驗(yàn)。