淺談放水隧洞開挖施工方法與管理

【摘要】水庫山塘除險加固中，浙江省水庫山塘加固設計導則中推薦采用隧洞輸水，取消大壩下放水涵管可以減少放水涵管滲漏對水庫大壩安全的威脅。然而放水隧洞施工難度遠大于明挖施工，隧洞施工也因地質條件的不同，施工難度也不同；遇有不良地質會給隧洞施工增加難度和施工安全。所以，隧洞施工中的很多內容需要我們進行分析、研究、處理，很多隧洞施工中的問題需要我們去解決，本文在此結合工程實例略作敘述。

【關鍵詞】隧洞；開挖施工；方法與管理

1. 前言

在近年的水庫、山塘除險加固工程項目中，能夠用輸水隧洞解決放水的工程項目，一般都采用輸水隧洞，輸水隧洞取代壩下放水涵管的最大優點在于使壩下消除了安全的定時炸彈。隧洞施工難度和施工安全保障的難度相比明挖施工大，也有所增加。隧道施工方法隨著現代科學技術的發展而發展，但在小型水庫山塘除險加固中，大都還是延用傳統的鉆眼光面爆破作業方式。隧洞施工一般可分為洞口開挖、洞體挖掘、洞體襯砌支護三大部分。

2. 施工方法

2.1洞口施工。洞口段及洞門施工，洞口邊仰坡，施工前須先完成山頂截水溝，，排除洞口外雨水等防護排水系統，檢查邊坡巖石的穩定性，防止開挖施工時上部塊石下落，一般應該將洞口高度以上二倍高度范圍的松巖要求得到清除，必要時需要對坡面邊開挖邊施做錨噴掛網支護。洞門施工時需要控制好洞底標高和隧洞的挖進中心線。 洞門開挖采用松動爆破，人工配合清底，清底后應進行方位及標高的復核。如果巖基處在強風化段，應進行砌護或支護后再掘進，洞口應做好防護棚。

2.2施工測量。 開工前，首先復測設計中線，并布設三角控制網聯系進出洞口方向，達到設計精度，進出口高程要進行復測閉合，采用統一高程。施工中，在洞內布設導線，建立中線與導線互控網絡，經常將洞內點引出洞外與三角網系進行檢測復核。

2.3開挖掘進施工。開挖掘進施工時應選用正確的機械鉆孔，正確的爆破方法和用藥量，根據確定的眼深作業，應不斷地注意地質變化，發現與地質資料不符的不良地質時，應暫停施工，邀請相關技術人員進行確認后續施工；每完成一次掘進后需進行方位確定。安全、修規、清理，每次爆破后要進行“敲邦問頂”處理浮石、懸石，以確保安全生產。

2.3.1不良地質地段的施工。 施工中若遇到不良地質地段，可采用超前注漿管棚（或注漿導管）、格柵支撐、錨桿、網噴混凝土等綜合支護。總之，嚴格遵循“管超前、強支護、弱爆破、勤量測、緊襯砌”的原則，穩扎穩打，以順利通過不良地質地段。某山塘輸水隧洞設計長117.7M，寬2.0M，高2.4M。進口處呈強風化破碎巖狀，設計采用進出口處混凝土襯砌，進口處襯砌長度為15M、出口處襯砌長度10M。地質勘察資料提示隧洞中段有斷層和破碎帶的不利地質構造。在隧洞開挖中發現斷層時，便停止掘進施工，通過工程有關技術人員對該段勘察、分析確認后再繼續施工。

2.3.2通風、排煙、防塵應該及時、充足，通風可采用混合式通風方式；工作面通風量一般500～800 m3/min，可選用BKJ66-11型礦井軸流通風機，布置在隧洞口，配50cm橡膠質風管布置在右側洞壁上。防塵可采用灑水噴霧處理。

2.3.3安全用電是隧洞施工中最為生要的管理內容之一，隧洞施工應當將動力電與照明電區分使用，照明電應該為安全電壓，隨著隧洞的掘進，電力線應當架高在隧洞的頂方。電源必須符全建筑施工用電標準采取三級安全配電。如筆都在某一隧洞工地檢查時發現該施工用電的配電箱設置在洞口處，為一級配電，外機用電和照明用電都是直接從這里接入，而且有些插線是用木竹棒；洞內電線就放置在地上；洞內作業人員用餐時飲酒；啤酒瓶和滿瓶啤酒放在待運的巖渣上；洞內地面滿是積水；洞內松動巖石隨處可見等嚴重威脅安全的現象。

3. 隧洞施工中的管理

3.1水庫工程除險加固工程量大、工期緊，一般最多只有8個月的工期，即在次年的主汛期前必須完成主體要程的施工任務。而從目前本地隧洞施工進度一般只能每天掘進4M的速度，加上施工人員是24小時的工作，無論從工作時間和其它條件來講，工期是一個主要問題。所以在進行隧洞施工時，在庫水位放空的情況下，可以打取從兩頭掘進方法組織施工，如果是在庫水位短時間內無法放空的情況下，可采取隧洞施工提前進行的方法進行。以保證不因隧洞施工影響整個工程的進度。

3.2洞口的支護。支護襯砌應按設計施工，拱腳必須放在牢固的基礎上，與圍巖之間的間隙過大時應設楔塊，楔塊可使用鋼板或混凝土塊，完畢后再灌混凝土。拱腳標高不足時，應設置鋼板進行調整，必要時可用混凝土加固基底。混凝土灌填先用無壓現用壓力灌后用壓力灌。

3.3二次襯砌施工。如果在隧洞施工中需要進行 二次襯砌， 二次襯砌混凝土可采用C30防水混凝土，Fs型混凝土防水劑。混凝土二次襯砌施工時間根據現場監控量測結果確定，Ⅱ類圍巖及Ⅲ類圍巖淺埋段應盡快施作二次襯砌，且仰拱要先于二次襯砌施工，以保證初期支護安全。Ⅲ類圍巖深埋段及Ⅳ、Ⅴ類圍巖在初期支護基本穩定，圍巖及初期支護變形速率趨于減緩時再進行隧道二次襯砌，并將襯砌工作面與開挖工作面拉開50～70m的距離，以減少兩工作間的相互干擾。二次襯砌施工時，首先要測量定位，通過軌道將臺車移至襯砌部位，調好標高，按隧道襯砌內輪廓線尺寸調整好模板支撐桿臂，并將底部基坑內雜物和積水清除干凈。二次襯砌宜采用液壓襯砌臺車立模，混凝土可在拌合站集中拌合，混凝土輸送泵泵送混凝土入倉，插入式和附著式振動棒（器）搗固。二次襯砌每循環灌注12米，要分層連續對稱一次灌注至拱頂，每層厚度控制在30厘米左右。拱頂襯砌中預埋一根塑料管，檢查混凝土是否回填密實，如果不密實，采用壓漿處理。

3.4施工中的排水。 隧洞施工必須做好隧道排水，施工前根據工程地質、水文地質資料制定排水方案。隧道開工前，首先應對洞頂上方及其附近的泉、積水池等水源進行了解，設置好暢通的排水系統。

3.5洞內供電。架設三相五線380/220V輸電線路，照明線與動力線分開，沿洞壁固定在絕緣瓷瓶上，供照明、風機、水泵等用電。工作面照明用電使用經降至36V的安全電壓。風機、水泵等電器設備采用保護裝置啟動。

3.6隧洞掘進過程中，如遇斷層、破碎帶等不穩定巖層，首先讓地質工程師探明該不穩定地段的地質構造情況，采取隨掘隨支護，“多打眼、少裝藥、短掘進、早封閉、勤量測”的施工方法。臨時支護以錨噴砼支護為主；特殊地段可采用超前錨桿、系統錨桿、金屬支架、網噴砼等聯合支護方式做臨時支護。遇涌水地段，先行鉆導孔或超前止水。

3.7掘進可采用YI'- 27型氣腿式鑿巖機，鉆爆法造孔。挖掏槽眼、輔助眼及底板眼采用32 mm×2Cmm、2#巖石炸藥；光爆眼采用25 mm×300 mm、起爆采用塑料毫秒雷管；掏槽方式采用平行直孔掏槽中的四空孔十字型掏槽；炮眼數目的多少可根據設計確定。

4. 結束語

隧洞施工安全是關鍵，進度可能會影響工程的工期，所以需要我們在施工前進行嚴密地計劃、精心地組織施工，以保證安全、質量、工期的實現。