（山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司 山西太原 030024）

1 工程概況

靈石小水網(wǎng)供水工程位于山西省晉中市靈石縣梁家墕鄉(xiāng)、段純鎮(zhèn)、南關(guān)鎮(zhèn)及仁義鎮(zhèn)范圍內(nèi)，距靈石縣城約10 km。

本工程自中部引黃工程交汾靈支線2#隧洞（樁號38+920）處主洞內(nèi)地下節(jié)制分水閘（溫家?guī)X附近）分水，經(jīng)分水洞后接漿砌石渠道進(jìn)入前進(jìn)水庫，再由前進(jìn)水庫沿著深井溝、段純河至汾河，再沿著汾河至下游南關(guān)鎮(zhèn)后向汾河支流仁義河上游逍遙村東方鋁廠受水點(diǎn)供水。全線受水點(diǎn)共有五個(gè):分別為段純鎮(zhèn)、云義、志家莊、南關(guān)鎮(zhèn)和東方鋁廠。

主要建設(shè)內(nèi)容為:新建分水洞長約5.81 km及漿砌石渠道0.3 km、新建38.46 km的供水管線及其附屬建筑物。

因隧洞穿越地層地下水位較淺，且局部穿越煤系地層，因此，部分洞段存在涌水、突泥及存在煤層氣有害氣體的可能。施工過程中應(yīng)做好超前預(yù)報(bào)工作，并采取必要的工程措施加以防護(hù)。供水管線從前進(jìn)水庫開始沿著深井溝、段純河、汾河、仁義河河床、漫灘布置，部分河溝內(nèi)現(xiàn)鋪設(shè)有燃?xì)夤艿溃瑫r(shí)線路上有多處穿橋梁和道路。沿汾河河道內(nèi)地下交叉建筑物復(fù)雜多樣，線路多次下穿主河槽及橋梁等，且河道水流較大，施工難度大。工程沿河呈線性分布，線路較長，工作面多，可同時(shí)作業(yè)，有利于高強(qiáng)度施工，施工供水，供電條件較好。氣候較寒冷，不利于全年施工。分水洞、沿河近一半管線及穿河段地下水位高，施工時(shí)需做好排水。

2 主體工程施工

2.1 供水管線施工

2.1.1 土石方工程

1）土石方

供水管線沿線卵石混合土開挖采用1 m3反鏟挖掘機(jī)挖土，挖深超過4.0 m的采用分層開挖，用于回填的土料一部分用于圍堰填筑，一部分堆放在開挖溝槽旁臨時(shí)堆放，堆高不大于5 m。

石方開挖采用人工手持風(fēng)鉆鉆孔擠裂方法進(jìn)行施工，1 m3容量挖掘機(jī)配合8 t自卸汽車運(yùn)輸至指定棄渣場。

卵石混合土回填溝槽時(shí)，從管底基礎(chǔ)部位開始到管頂以上50 cm范圍內(nèi)必須采用人工回填，為防止管道側(cè)向位移，管道兩側(cè)采用小型機(jī)械配合人工以管道軸線為中心同時(shí)回填夯實(shí)；每層回填高度應(yīng)不大于20 cm。管頂50 cm以上采用推土機(jī)推土回填、平土、碾壓。

所缺土方就近1 km內(nèi)取土，采用1 m3挖掘機(jī)挖裝，5 t自卸汽車運(yùn)輸。多余石方1 m3挖掘機(jī)挖裝，8 t自卸汽車運(yùn)至棄渣場。

2）鋼板樁

根據(jù)工程現(xiàn)狀情況，部分供水線路所在河道內(nèi)現(xiàn)鋪設(shè)有燃?xì)夤艿?、中水輸送管道及供水管道等，與本設(shè)計(jì)中的供水管線存在交叉或者平行布置距離過近的情況，基坑開挖時(shí)受到限制，不具備大開挖條件，采用鋼板樁臨時(shí)支護(hù)措施。

根據(jù)管槽開挖最大深度確定鋼板樁長9 m。采用9 m400×100 U型鋼板樁。

鋼板樁施工程序?yàn)?樁位軸線定位→打U型鋼板樁→鋼板樁兩側(cè)槽鋼圍檁安裝→管線開挖→管道安裝→管線回填→U型鋼板樁拔除→在樁的縫隙處用中砂回填密實(shí)。

鋼板樁采用錘擊打入法施打，選用樁機(jī)前臂將鋼板樁吊至插樁點(diǎn)處進(jìn)行插樁，插樁時(shí)鎖口要對準(zhǔn)，每插一塊即套上樁帽，并輕輕地加以錘擊，通過打樁機(jī)液壓振錘鋼板樁插入至設(shè)計(jì)深度，后續(xù)鋼板樁沿前一根樁的扣槽插入至設(shè)計(jì)深度。鋼板樁拔除采用吊車與振動錘相結(jié)合來進(jìn)行。

鋼板樁拔除后留下的土孔應(yīng)及時(shí)回填處理。施工時(shí)管槽坡頂嚴(yán)禁堆放重物及附加荷載。

2.1.2 混凝土工程

混凝土工程采用0.4 m3混凝土攪拌機(jī)拌制，機(jī)動翻斗車運(yùn)輸，人工立模，人工綁扎鋼筋，2.2 kW插入式振搗器振搗。

2.1.3 球墨鑄鐵管施工

采用10 t汽車起重機(jī)吊運(yùn)管道入溝槽，外拉法進(jìn)行管道對接，并進(jìn)行管道接口打壓試驗(yàn)，確保接口不漏水，然后進(jìn)行溝槽回填。

2.1.4 鉛絲石籠施工

鉛絲石籠采用自卸汽車運(yùn)輸石料，石籠就地組裝，機(jī)動翻斗車搬運(yùn)石料，人工填石料。

2.1.5 穿公路頂管施工

供水管線穿越公路時(shí)采用頂管法施工，采用DN1500鋼筋混凝土管頂管。

頂管法施工工序見圖1。

圖1 頂管法施工工序

施工過程中管節(jié)內(nèi)地下水和工作井內(nèi)的積水采用潛水泵抽至工作井內(nèi)的集水坑和地面的沉淀池中，經(jīng)過沉淀處理后再向外排放。

2.1.6 施工排水

根據(jù)地質(zhì)勘測資料，供水管線開挖基底大部分處于地下水位以下。因此，存在基坑大量涌水現(xiàn)象。施工排水時(shí)采用明排方式，在基坑內(nèi)沿基坑輪廓線依托有利地形在建基面上布置排水溝，利用自然落差將地下涌水匯入集水井，最后通過水泵抽排。

經(jīng)地質(zhì)涌水量計(jì)算得出，涌水地段需要每50 m在開挖溝槽的兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)集水井，并在每個(gè)集水井內(nèi)布設(shè)一臺WQX50-8-2.2型污水潛水電泵。共需開挖集水井644個(gè)。

2.2 分水洞施工

2.2.1 支洞設(shè)計(jì)

施工支洞采用城門洞形斷面，凈寬3.65 m，凈高為 3.2 m，直墻高度為 2.0 m，縱坡為 8.25°（14.5%），長度為800.0 m。根據(jù)圍巖類別不同，噴護(hù)厚度為0.10～0.15 m，并采用錨桿支護(hù)。

施工支洞圍巖類別為Ⅲ～Ⅴ類，支護(hù)方式如下:

1）III類圍巖:除底板外，噴 C20混凝土 10 cm厚；頂拱范圍內(nèi)局部不穩(wěn)定巖塊采用長2.0 mΦ20隨機(jī)錨桿錨固。

2）IV類圍巖:除底板外，噴C20混凝土15 cm厚；頂拱范圍內(nèi)設(shè)置Φ20系統(tǒng)錨桿，長度2.0 m，間排距1.0 m，梅花型布置；全斷面C25鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度30 cm，頂拱100°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿，灌漿壓力0.2 MPa。圍巖破碎地帶采用16工字鋼做鋼拱架超前支護(hù)。

3）V類圍巖:除底板以外，需掛Φ8鋼筋網(wǎng)（200mm×200 mm），噴C20混凝土15 cm厚；頂拱范圍內(nèi)設(shè)置Φ20系統(tǒng)錨桿，長度2.0 m，間排距1.0 m，梅花型布置；全斷面用襯砌厚度為35 cm的C25鋼筋混凝土進(jìn)行襯砌，頂拱100°范圍內(nèi)用灌漿壓力為0.2 MPa回填灌漿。局部地段根據(jù)圍巖破碎程度的不同可采用16工字鋼加Φ20超前錨桿或16工字鋼加Φ42超前小導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù)。

支洞與分水洞樁號2+500處相交，采用雙聯(lián)正交形式。斜井內(nèi)設(shè)雙軌車道，交叉段設(shè)單車道，交叉段斷面凈寬2.5 m。

2.2.2 開挖及出渣

開挖采用全斷面光面爆破。采用氣腿式風(fēng)鉆鉆孔。

主洞出渣:分水洞斷面型式為城門洞形，斷面尺寸凈寬2.5 m，凈高3.04 m。洞內(nèi)采用有軌運(yùn)輸，軌道采用762型窄軌，采用0.26 m3風(fēng)動裝巖機(jī)裝，1.0 m3翻斗式礦車運(yùn)輸，掌子面采用一臺2.5 t電瓶機(jī)車調(diào)車，洞內(nèi)運(yùn)輸采用5 t電瓶機(jī)車牽引4～6節(jié)礦車至洞口或支洞斜井底部。

洞內(nèi)采用5 t電瓶機(jī)車牽引1.0 m3翻斗車運(yùn)輸，0.26 m3裝巖機(jī)裝渣，洞外由2 m3裝載機(jī)裝15 t自卸汽車運(yùn)渣至棄渣場。

洞口附近設(shè)轉(zhuǎn)渣場，2 m3挖掘機(jī)裝15 t自卸汽車運(yùn)輸至棄渣場。

2.2.3 支護(hù)

混凝土噴射采用濕式和干式相結(jié)合施工。噴射材料在洞外拌合站拌進(jìn)行攪拌，由1 m3礦車運(yùn)輸至工作面，通過皮帶機(jī)向噴射機(jī)供料。噴射時(shí)采用先拱后墻，自下而上的順序。噴射混凝土前應(yīng)先清理松動石塊并保持壁面平整，再敷設(shè)鋼筋網(wǎng)后進(jìn)行混凝土噴射。鋼筋網(wǎng)采用人工在自制平臺車上敷設(shè)，有錨桿的部位采用焊接法將鋼筋網(wǎng)與錨桿連接為一體。

錨桿施工采用氣腿式風(fēng)鉆鉆孔，人工安設(shè)。錨桿孔深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，在安裝前必須對孔內(nèi)的巖粉和積水應(yīng)沖洗干凈。

2.2.4 混凝土襯砌

混凝土襯砌施工步驟:先進(jìn)行底板施工，然后再進(jìn)行頂拱及側(cè)墻施工。

混凝土拌合:洞外由0.8 m3混凝土攪拌機(jī)攪拌。然后由礦車軌道運(yùn)輸混凝土運(yùn)輸至工作面，上料至混凝土泵，使用導(dǎo)管送混凝土入倉，插入式振搗器振搗?；炷烈r砌在開挖完后進(jìn)行。

2.2.5 施工排水

根據(jù)地質(zhì)資料分水洞樁號D0+000～D4+533.5洞段及支洞樁號0+341～0+800洞段處于地下水位以下，施工存在排水問題。出口工作面施工采用自流；支洞工作面施工采用潛水泵集水，通過洞內(nèi)設(shè)置的排水干管匯水到主支洞交匯口集水井內(nèi)，再由水泵排出洞外。

經(jīng)地質(zhì)涌水量計(jì)算，在主洞與支洞交匯處、支洞高程964 m附近、1 002 m附近共設(shè)集水井3個(gè)，每個(gè)集水井布設(shè)三臺WQd130-5-55型污水潛水泵。支洞下游工作面設(shè)集水井，布設(shè)一臺WQd120-4.5-2.2型污水潛水泵。

3 結(jié)語

在項(xiàng)目的施工中，一定要對施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的監(jiān)督和控制，確保整個(gè)項(xiàng)目的施工有序，防止流于形式。施工組織設(shè)計(jì)是工程質(zhì)量、安全、進(jìn)度的有力保障?？茖W(xué)合理的施工組織設(shè)計(jì)，才能實(shí)現(xiàn)工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，安全可靠，達(dá)到施工效益與經(jīng)濟(jì)效益雙贏的目的。