南支渠與岔口連通工程的施工實踐

劉文杰

（陜西省桃曲坡水庫管理局 陜西 銅川 727100）

輸水隧洞作為一種常見的水工建筑物，與明渠引水相比，其征地及青苗、林木賠償費用低，施工期的干擾相對較少，運行期間管理方便無需清淤維修，而且還有利于地表上生態環境的保護，符合水利工程建設可持續發展的思路，而被廣泛采用。

從2007年開始，桃曲坡水庫管理局在灌區的續建配套與節水改造工程項目中為調整供水布局，提高用水保證率，采用小斷面長隧洞輸水方案，用兩年時間完成了南支渠與岔口連通工程的建設任務，較早地發揮了工程經濟效益。

1 小斷面長隧洞的特點

小斷面長隧洞的特點是“小”而“長”。小則受斷面面積的限制，無法在施工中運用高效的大型機械設備；長則受距離限制，帶來通風、排煙、供電、運輸等一系列問題，因此，小斷面長隧洞在施工中存在較大困難。盡管如此，但它還有一定的優越性：如單位工程量少，受地質影響小，安全支護比較方便，斷面形式變化少等等。只要施工組織科學合理，施工措施落實到位，小斷面長隧洞的施工困難是可以克服的，能夠實現快速高效施工。

2 南支渠與岔口連通工程的施工技術要點及輔助措施

2.1 工程概況

南支渠與岔口連通工程西起210國道東側南支渠K7+556.1處，東至岔口引水樞紐右岸，全長3.157km。工程劃分為進口段(k 0+000—0+105),隧 洞 段 (k 0+105—3+090)，出口涵洞段(k 3+090—3+157)三部分。隧洞段長度2985m，其中2802m長的土質隧洞是整個工程的關鍵性工程。隧洞設計為無壓引水，設計流量4.0m3/s,校核流量5.0m3/s，設計斷面為城門洞型，尺寸為2m×2m，襯砌砼為C20，鋼筋砼結構。

隧洞最小埋深21m，最大埋深33m。

2.2 施工技術要點

2.2.1 工程布置

設置施工支洞具有以下作用：①開辟多個工作面，實現“長洞短打”，以縮短工期；②有利于隧洞通風排煙；③有利于優先進洞，避開重要建筑物，避免施工干擾。但由于設置施工支洞將會增加臨時工程量，不利于經濟施工，同時，施工支洞的設置又受到地形、地質、工期及效益的制約，因此，設置施工支洞在實際中應綜合各方面的條件，慎重考慮。

結合上述，本工程分別在K1+100和K2+500處設置了1#和2#兩個支洞，增加了4個作業面，共6個工作面，單個工作面控制進深約700m。相應地劃分進口段為一工區，1#支洞為二工區，2#支洞為三工區，這3個工區的施工任務完成后再進行出口段的施工，實踐證明這種布置是合理的。2008年12月19日，進口段與1#支洞進行貫通；2009年5月1日，1#支洞與2#支洞予以貫通，為全線工程的完工奠定了堅實基礎。

2.2.2 施工測量

（1）洞外控制

隧洞外平面控制采用三角測量，采用萊卡TCR405全站儀于每個洞口附近山脊等開闊位置選取合適的3個控制點。高程控制采用水準測量，每個洞口布設2個精密水準點。

（2）洞內控制

用全站儀對中線進行測放，開挖時中線點設置在隧洞頂部、每間距5m設置1個，設置3點懸掛垂球以標定開挖方向。當長度超過20m時，設立新的臨時點，以保證其精度。當進深達100m～300m時根據中線樁，用全站儀復核開挖方向。標定高程時采用腰線法，使用水準儀測設坡度線，每開挖20m進尺校正一次高程精度。

2.2.3 洞室開挖

隧洞段長度2985m，其中土質隧洞2802m，占整個工程的88%，黃土層較易開挖，并考慮到小斷面受作業空間的限制，高效的大型機械設備無法使用，決定采用人工開挖。193m巖質洞段采用YT-25型手持風鉆打孔，打孔深度1.8m。采用2#巖石硝銨炸藥，毫秒延時雷管導爆。

2.2.4 隧洞內的運輸

洞內運輸是指洞內土方、爆破石渣、澆筑砼料、模具等的運輸。

洞內運輸方式決定施工速度快慢，制約工期的主要因素之一。施工中根據實際情況采用了如下的運輸方案：人工裝土、裝石渣，礦用自卸三輪車（功率16馬力，裝載容積0.4m3）運到洞外棄土、渣場地。另外，洞內每隔約250m設置長4.5m，寬4.0m、高2.0m的避車洞。每個施工區配備2臺該自卸三輪車即可滿足需要。

2.2.5 隧洞襯砌

按照“短掘進，快襯砌，強通風”的原則，土質隧洞在開挖進尺15m～20m時就要進行拱墻的襯砌，當一個工作面的拱墻砼全部完成后而由內向外逐步退出進行底板的砼澆筑。

砼襯砌工藝流程：基礎清理→測量校核→立模→布筋、止水安裝→檢查驗收→砼澆筑→拆模、養生。

本工程砼標號C20，澆筑厚度30cm，每延米需2.46m3砼。

（1）支設模具

拱墻部位模板采用定型制作的組合鋼模板。拱架支設時左右對稱，用￠10螺栓連接，底部用150mm×100mm墊木。鋼拱架按1.0m間距支設，每排拱架之間用連桿連接。安裝模板時和拱架按順序編號配套，用“U”型卡連接。

（2）混凝土澆筑

在洞外由JS350強制式拌合機拌和砼，礦用0.4m3自卸三輪車運輸砼至倉面。混凝土入倉采用人工入倉，每倉倉面長度1.0m。側墻和拱頂采用前進法施工，兩側模板同時填料入倉，以防跑模，一旦出現任何偏差，及時采用打楔體或用支柱頂的辦法，予以糾正。根據攪拌運輸、澆筑能力、振搗器性能及氣溫等因素確定砼澆筑層厚度不超40cm，砼振搗時至少插入到下層10cm。在同一位置振搗時間，以拌合物不在下沉，不再冒氣泡并泛出水泥漿為準，不宜過振。插入式振搗器的移動間距不大于其作用半徑的1.5倍，并避免碰撞模板和鋼筋。混凝土澆筑保持連續性，允許間隙時間不小于1h，若超過允許間歇時間，則應按工作縫處理。

2.3 輔助施工措施

通風、排煙、供電、供風等是隧洞作業的輔助施工措施，對安全施工和人員的身心健康關系極大，而且，其組織的優劣影響著工期，一定程度上決定著工程的投資大小。本工程的地下水位埋深較大，無需考慮排水問題。

2.3.1 通風、排煙

混合式通風是指吹、吸結合，效果較好。該工程每個工作面采用混合接力式通風，于洞口設一臺YBT型11kW軸流風機將風壓入。風管采用￠400PVC柔性軟管，單節長度15.0m，吊掛風管做到平、直、緊、穩、順。由于隧洞埋深較淺，地勢較為平坦，黃土層易于鉆孔成型，因此，沿洞軸線方向每隔150m鉆造￠600mm的豎向通氣孔，并在其下安裝750W的換氣扇1臺將污風吸出洞外。當進尺達到350m后再串聯一臺軸流風機。通風系統設有專人負責維護和管理，做到既高效方便，又整齊美觀。

2.3.2 隧洞供電

每個工區洞外接引附近的380V／220V供電線路。洞內敷設2組線路,一組380V／220V鋁芯BLXF-4×10mm2線路專供軸流風機、換氣扇及砼澆筑時振搗棒使用。另外，敷設一組220V護套2×6mm2照明線路供成洞照明，距掌子面150m照明，采用設置MJ-7KW行燈變壓器一臺提供36V的安全電壓。

2.3.3 供風

出口巖質洞段的高壓供風是在洞口設置2臺6m3的柴油動力空壓機，￠500無縫鋼管送風至掌子面。

2.3.4 供水

巖質洞段的用水采用直接抽取附近河道中的水，用2寸塑料管送至掌子面，可滿足需要。

3 實踐總結

南支渠與岔口連通工程，由于施工組織科學合理，施工技術措施落實到位，比合同工期提前5個月完成施工任務，高標準保證工程質量，真正實現了快速高效施工，受到業主的認可。它的順利竣工對以后的同類工程如紅星金定渠輸水工程、低干渠輸水工程起到了很好的借鑒和示范作用。陜西水利