吳葉菲

（山西省水利建筑工程局集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006）

1 工程概況

馬蹄山輸水隧洞為無壓隧洞，其中樁號12+608.068—12+896.068段，由于埋深較淺，由暗挖改為明挖，總長288 m，開挖深度14～16.5 m，開挖土方量約24萬m3。根據(jù)設(shè)計(jì)要求砂層開挖邊坡地下水位以下為1∶2，以上為1∶1.25；土層開挖邊坡，地下水位線以下為1∶1、以上為1∶1.25，開挖溝槽底寬為7.5 m，設(shè)置3 m寬馬道。進(jìn)口底高程1 106.44 m，出口底高程1 106.296 m，設(shè)計(jì)底坡為1/2 000，過水內(nèi)斷面維持原設(shè)計(jì)斷面，即“馬蹄形”斷面，頂拱半徑2.0 m，底板厚0.75～1.104 m，側(cè)壁厚0.55～1 m，底板下鋪設(shè)厚0.1 m C15混凝土墊層。開挖基底使用砂卵石墊層，厚度0.8 m，壓實(shí)系數(shù)0.75。

2 地質(zhì)情況

隧洞樁號12+608.068—12+896.068段出露地層有：第四系全新統(tǒng)洪沖積物（Q4pal），地層巖性上部為淺黃、黃褐色低液限粘土層，厚度0～1.8 m，稍濕，可塑，表層含大量植物根系；下部為黑褐色級配不良砂層，局部夾薄層低液限透鏡體，主要由變質(zhì)巖及云母組成，中粗粒，結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)透水性，厚7.5～9.5 m。第四系全新統(tǒng)洪沖積物分布于后溝溝底。第四系上更新統(tǒng)坡洪積物（Q3dal），巖性為淡黃色～黃褐色低液限粉（粘）土夾級配不良砂層，干燥～稍濕，結(jié)構(gòu)較松散；厚度10～34 m，分布于后溝兩岸岸坡。第四系中更新統(tǒng)洪積（Q2pl）淺紅色低液限粘土層夾級配不良砂層，低液限粘土層濕～飽和，可塑～硬塑，結(jié)構(gòu)較密實(shí)。厚度＞20 m，溝底下伏于第四系全新統(tǒng)洪沖積物之下，兩岸處于第四系上更新統(tǒng)低夜限（粉）粘土層之下。后溝溝底地下水位距地面3.8～5.0 m，地下水位較淺。

3 圍堰填筑及施工導(dǎo)流

樁號12+608.068—12+896.068段明挖，分兩段施工：A段樁號12+608.068—12+752.068，B段樁號12+752.068—2+896.068。

3.1 圍堰填筑

為保護(hù)明挖段基坑安全，開挖前在樁號12+600右側(cè)30 m處，設(shè)置擋水圍堰，主要作用為預(yù)防汛期突發(fā)降雨及不可預(yù)測的上游來水。

圍堰基礎(chǔ)用壓路機(jī)壓實(shí)，構(gòu)筑材料采用半干的均質(zhì)黏土分層（50 cm/層）碾壓密實(shí)，圍堰填筑坡度為迎水面1∶2.0，背水面邊坡1∶1.5，頂寬2.0 m，長80 m，圍堰最大高度為2 m，其它地段根據(jù)圍堰處河底深度不同高度相應(yīng)調(diào)整，但圍堰頂標(biāo)高相同。

圍堰填筑使用裝載機(jī)或挖掘機(jī)裝車，自卸汽車運(yùn)輸，推土機(jī)推平，分層壓實(shí)。因圍堰使用時間很短，堰面不做防護(hù)。圍堰壩橫斷面見圖1。

圖1 明挖段圍堰壩橫斷面圖（單位：m）

3.2 施工導(dǎo)流

按照導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及導(dǎo)流建筑物的設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)流確定為分期導(dǎo)流，先完成上游A段的導(dǎo)流明渠，待此段施工完成后，再實(shí)施下游B段的導(dǎo)流明渠；導(dǎo)流明渠底寬6.0 m，深2.0 m，邊坡1∶1.5，兩期長度共計(jì)500 m。明渠開挖使用1 m3反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，回填使用74 kW推土機(jī)推土并壓實(shí)，推土機(jī)無法壓實(shí)的地方使用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)。回填土利用明渠開挖臨時堆放于明渠邊的土方。導(dǎo)流明渠斷面見圖2。

圖2 明挖段導(dǎo)流明渠橫斷面圖（單位：m）

明挖基坑施工前，首先在基坑開口線5 m處設(shè)置一道截（排）水溝，預(yù)防地表水流入基坑。截（排）水溝溝底縱坡根據(jù)地形設(shè)置，不小于3%，截水溝為梯形斷面：底寬60 cm、深度80 cm，坡度為1∶1，基坑上部附近截（排）水溝需采用土工膜進(jìn)行防滲處理，防止?jié)B水影響邊坡穩(wěn)定；由于此段在汛期施工，為防止雨水對邊坡的沖刷，保證安全，開挖完畢后的邊坡用塑料布進(jìn)行滿面鋪設(shè)。

4 施工方法

4.1 工藝流程

明挖前準(zhǔn)備、測量放線、現(xiàn)場平整、臨時施工道路及擋水圍堰施工、A段開挖及基坑內(nèi)施工便道施工、A段構(gòu)筑物施工、A段基坑回填、改流導(dǎo)流明渠、B段開挖及施工便道施工、B段構(gòu)筑物施工、B段基坑回填。

4.2 基坑開挖及支護(hù)

開挖邊坡及高邊坡處設(shè)置警示標(biāo)志，設(shè)置柵欄圍擋?；娱_挖按照放坡敞口開挖的方式進(jìn)行開挖，A段（上游）先施工，施工便道（運(yùn)輸土方道路）從A段施工時就預(yù)留直至B段施工完畢。開挖時從上而下分層施工，分層厚度2～2.5 m?；舆吰掳凑赵O(shè)計(jì)要求斷面實(shí)施。A段（上游）施工完成后，開挖B段（下游）基坑?；铀闹荞R道寬3 m。開挖示意見圖3。

圖3 縱斷面開挖示意圖

通往基坑道路開挖時自上而下分層進(jìn)行，開挖分層厚度為2～2.5 m。由于此段基坑開挖在地下水位線以下，從地表2.5 m見地下水，開挖基坑內(nèi)存在約8 m厚的中砂結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)透水性，砂層與上、下土層的分離部位失穩(wěn)的可能性大，此處需要掛網(wǎng)錨噴支護(hù)。支護(hù)參數(shù)：掛網(wǎng)（直徑8mm，間距200 mm×200 mm）、錨桿（直徑20 mm、長度3 m）、C20噴射混凝土（厚20 cm）支護(hù)。基坑開挖平面見圖4。

圖4 開挖平面示意圖

4.3 土方回填

明挖段隧洞主體工程施工完成，待混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度后開始土方回填，對稱分層夯實(shí)，每層厚度不大于0.3 m，洞頂回填宜以恢復(fù)地面為原則，并根據(jù)地形變化留好排水坡度。

5 質(zhì)量控制

5.1 高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測

在開挖過程中，開挖開口線在高邊坡坐落的基礎(chǔ)之外，未擾動高邊坡基礎(chǔ)，但是由于基坑開挖深度大，上下游兩個開挖端頭和東邊樁號12+820—12+780段有高度約30 m的山體，需在基坑開挖的過程中對周圍山體和深基坑的安全穩(wěn)定進(jìn)行監(jiān)測，主要監(jiān)測設(shè)施為土體預(yù)設(shè)沉降儀、位移計(jì)、土壓力計(jì)、孔隙水壓力計(jì)，監(jiān)測周圍山體和基坑內(nèi)部的變形、應(yīng)力、滲透水壓力等。周圍山體設(shè)置6個沉降儀、6個位移計(jì)、6個土壓力計(jì)，基坑內(nèi)部在樁號12+750、12+815、12+885三個斷面分別設(shè)置沉降儀、位移計(jì)、土壓力計(jì)、孔隙水壓力計(jì)。當(dāng)監(jiān)測儀器出現(xiàn)異常情況后，立刻撤離施工人員及設(shè)備，待處置安全后再施工。

5.2 質(zhì)量監(jiān)控

基坑開挖施工期內(nèi)，定時定路線進(jìn)行巡視檢查，檢查施工進(jìn)度、施工質(zhì)量、臨建完好程度等，確?；觾?nèi)施工安全。

6 結(jié)語

輸水隧洞明挖段后溝河段賦水性較好，地下水主要為孔隙水，與周邊供水井含水層有一定水力聯(lián)系，施工降水對水井水位有一定影響，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測；考慮到本工程汛期施工存在一定風(fēng)險(xiǎn)，建議盡量安排在非汛期施工，結(jié)合溝道地形條件，分期導(dǎo)流施工。該方案的實(shí)施，使該隧洞增加了兩個工作面，能有效提高隧洞工期、更好節(jié)約成本，提高應(yīng)有效益。