終南山輸水洞技術總結

楊偉剛

（中鐵一局集團有限公司云桂鐵路項目部 云南昆明市 652211）

終南山輸水洞技術總結

楊偉剛

（中鐵一局集團有限公司云桂鐵路項目部 云南昆明市 652211）

引乾濟石調水工程輸水隧洞是利用秦嶺終南山特長公路隧道，將商洛市柞水縣境內乾佑河上游部分富裕水量穿秦嶺調入西安市長安區境內石砭峪河，由于工程可與西康公路秦嶺終南山隧道建設相結合并同步實施，具有投資少、見效快、效益好等特點。

終南山；施工技術；技術

1 工程概況

1.1 工程簡介

引乾濟石調水工程受水區為西安市城區，該工程是是西安市建設的城區六大水源工程之一。調水量經過既有石砭峪水庫調蓄后向西安市城區供水，增加城市生活和工業供水量，并補充城區和下游河道生態環境及農業用水，對解決西安市水資源短缺，改變生態環境，保障和促進城市建設和經濟社會的可持續性發展具有重要意義。

引乾濟石調水工程的隧洞進水口位于柞水縣縣城西北約20km處公路隧道南口附近，出水口位于長安區秦嶺北坡的青岔村附近。該工程引水干渠為平行于公路隧道的18.045km的輸水隧洞，采用自流方式引水。輸水隧洞位于公路西線隧道西側，中線間距20m，縱坡采用單面坡，洞底低于公路路面約1.65～17.89m。由于輸水隧洞可與公路隧道建設相結合并同步實施，并利用在公路隧道內開設施工斜井的方式將輸水隧洞分成若干段，實現長隧短打，縮短工期，節省投資的目的，同時還可利用公路隧道現有的施工隊伍及臨時工程如施工場地、電源、機具、通風、照明、排水等設施。工程實施后，對改善西安城市供水及生態用水緊張的現狀，對于實施“山川秀美”工程有積極的促進作用。輸水隧洞進水口高程1022.99m，出水口高程890.92m，洞口內最大縱坡為+1.1％，隧道最大埋深1600m，埋深超過1000m地段約4km。

輸水隧洞主要的技術標準：

（1）按4級建筑物設計。

（2）防洪標準按20年一遇洪水設計，50年一遇洪水校核。

（3）隧洞最大輸水流量為8m3/s，長約18.045km。

（4）地震設防烈度為Ⅶ度。

（5）隧洞內輪廓凈寬2.5m，凈高為3.05m。

根據鐵道部工程管理中心的總體安排，利用現已貫通的公路東線隧道及已經開工的公路西線隧道，通過斜井進入輸水隧洞施工，以實現“長隧短打、縮短工期”的總體目標。本次輸水隧洞我指揮部承擔的施工管段為洞口SK64+825至隧道中部SK69+345，全長4520m，按此任務進行組織施工。

1.2 地形地貌

輸水隧洞區屬于北秦嶺中山區，地形呈北陡南緩，北鄰渭河盆地南緣殘區，南連南秦嶺中低山河谷區。北秦嶺大致呈東西向展布，南北寬約24km。隧道所經主峰為牛背梁，高程約2802m。輸水隧洞進出口與主峰相對高差1700～1900m。秦嶺山區山巒重疊，溝壑縱橫，地勢險要，山坡植被茂密，交通不便。

隧道進口洞門位于巖堆上，該巖堆沿線路方向長約60m，垂直路線方向寬約250m，厚約10～50m，由大塊石及碎石土組成。

1.3 水文氣象

北秦嶺為我國兩大水系-黃河與長江的分水嶺，北坡地形陡峻，谷深流急，自東向西分布的較大溝峪都呈南北向匯入渭河，本段隧洞位于石砭峪河。北秦嶺南坡地形較緩，雨量充沛，水系發育，溝谷多呈樹枝狀向源侵蝕，剝蝕明顯。其中老林河呈東西向發育于F2斷裂帶中，其支流大東溝呈近南北方向，與隧道大致平行。

本隧洞處于亞濕潤溫暖山地氣候區，全年最大降水量1073mm，秦嶺山區平均氣溫1.3～12.5°據氣象資料分析，隧道進口最大凍結深度為0.75m。

輸水隧洞地區按水文地質富水程度劃分為構造斷裂中等富水區、構造裂隙富水區及節理裂隙貧水區三類區段。SK67+761～SK69+416段屬構造斷裂中等富水區，計算隧洞通過時可能單位正常涌水量為：1330.94m3/h；SK67+145～SK67+761段屬構造裂隙富水區，計算隧洞通過時可能單位正常涌水量為：580.52m3/h；SK64+825～SK67+145段屬節理裂隙貧水區。地下水無侵蝕性。

1.4 工程地質

輸水隧洞區位于我國華北古陸與揚子古陸兩大陸臺的結合帶，地處北秦嶺褶皺斷裂帶的中部，為一復雜構造帶。該帶歷經了多期構造運動、變質作用、巖漿活動和混合巖化作用，地質構造和地層巖性復雜。SK64+825～SK68+695段，巖性以混合片麻巖為主，間夾有較多的殘留體，殘留體主要為片巖，殘留體分布不均勻，自北向南逐漸減少。大部分巖體受構造影響嚴重，節理發育至較發育。SK68+695～SK70+800段，巖性以混合花崗巖為主，局部間夾混合片麻巖團塊，與兩側的混合片麻巖呈漸變過渡接觸。巖石堅硬，受構造影響嚴重至很嚴重，節理發育至較發育。本段發育有一條F4區域性大斷層，還發育有19條小斷層，斷帶物質由碎裂巖及少量斷層泥礫組成，巖體呈碎石狀壓碎結構，局部為松散結構，為Ⅲ～Ⅳ類圍巖。

1.5 主要工程量

該管段共長4520m，具體工程量見表1。

表1 主要工程數量表

2 施工方案的確定

2.1 輸水洞開挖工序

2.1.1 開挖方式

此輸水洞正洞采用新奧法進行施工。開挖過后不立即進行支護，對圍巖進行監控觀測，等圍巖有一定的變形后再進行支護，充分利用圍巖的自穩能力。由于開挖斷面比較小，進入正洞后，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類圍巖均采用簡易平臺按全斷面法開挖，按照“開挖一段，支護一段”的原則組織支護。Ⅳ類圍巖還采用小導管預注漿進行超前支護；Ⅲ類圍巖采用初期錨噴支護緊跟開挖斷面，二次襯砌根據監控數據及時施做。Ⅰ、Ⅱ類圍巖初期支護滯后于開挖，等圍巖穩定以后及時支護。

2.1.2 超欠挖控制

根據業主要求開挖斷面必須開挖出光爆效果，我指揮部通過以下方式嚴格控制超欠挖：

①避免減少錯臺，采用短進尺多循環開挖方式施做；②為了使開挖輪廓線圓順，嚴格控制周邊眼間距；③嚴格控制施鉆方式及鉆進角度；④采用光爆索進行光面爆破；⑤及時處理局部出現的欠挖。通過以上開挖方式及時有效的控制了超欠挖，順利實現了光面爆破的要求。

2.1.3 提高開挖進度

該管段開挖長度為4520m，而業主規定的開挖工期2004.1初～12月底，一月份做開挖準備工作實際上沒有開挖，開挖時間僅11個月，通過2、3、4月份開挖的進度來看根本不可能按期完成任務。

對2月、3月、4月的施工進度情況進行了統計分析如表2。

表2

為了圓滿兌現合同，工程技術管理人員經過仔細的方案比對、優化和可行性分析，在原有施工方案的基礎上繼續優化，尋找突破，同時制定嚴密的管理制度配套此方案的落地生根，確保安全、指標等如期實現；對于現場要求嚴格管控，緊盯容易忽略的環節。

優化管理、加強施工：

為了提高開挖施工進度與施工質量，制定了嚴格的配套管理制度，以項目經理牽頭，副經理全權負責抓生產、抓質量，總工全面負責技術指導。為了協調施工隊施工我指揮部設立調度中心負責現場施工進度管理，配合施工隊伍抓進度，安質部全面負責現場質量、安全監督；配合監理對每一道施工工序做到全面認真的檢查，負責現場現場安全施工及定期對施工現場檢查，發現問題及時解決，將安全隱患消滅在萌芽狀態。工程部負責現場技術，控制開挖中線及水平，負責對不同圍巖做監控量測以便及時對圍巖進行支護。其他部門為現場施工做好配合工作。

2.1.4 斜井開挖

1#斜井開挖，由于設計坡度比較大無法行駛重車，因此采用降坡度去開挖。設計坡度是37.1％，實際開挖坡度控制在13.2％以內，即保證了重車的順利通行，又使得施工進度得以保障。正洞鉆爆法開挖共4520m，充分利用已打通的公路東線和正在開挖的公路西線平導作為運輸通道，節約了運輸成本及工序銜接的時間；開始開挖時利用設計訂的1#、2#、3#斜井進行平導施工作業，經過一段時間的測試，不能滿足現場進度要求，隨后又增加了六個臨時施工斜井十二個作業面，以滿足現場進度要求，最后得到驗證，此方案安全、有效的解決了現場進度問題，收到了良好效果。

2.2 襯砌施工

施工操作：

該指揮部管段設計襯砌835m，后來變更74m，新增六個斜井增加90m，后又變更取消315m，最終正洞襯砌為639m。

3 結語

本文對終南山輸水洞技術進行了總結報告，對本工程輸水隧洞先進行了簡介，再闡述了有關施工技術及實際操作方案。順利在有限時間內完成了施工工作，并取得了良好的效果。

U455.4

A

1004-7344（2016）02-0138-02

2016-1-5

楊偉剛（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事土木類施工管理工作。