甘肅省引洮供水二期工程第四批主體工程43標(biāo)洞簾施工方案

臧景平

（甘肅省水務(wù)投資有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730030）

甘肅省引洮供水二期工程第四批主體工程43標(biāo)洞簾施工方案

臧景平

（甘肅省水務(wù)投資有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730030）

洞簾開(kāi)挖是隧洞工程進(jìn)入主洞洞身開(kāi)挖的第一步，也是最為關(guān)鍵的一步，隧洞進(jìn)洞方案根據(jù)工程特點(diǎn)及施工區(qū)地形地貌進(jìn)行合理科學(xué)的設(shè)計(jì)，優(yōu)選最安全、最經(jīng)濟(jì)的施工方案，保證洞口分部支護(hù)的安全性和穩(wěn)定性，為主洞洞身開(kāi)挖提供安全穩(wěn)定的工作面，為隧洞工程的全面展開(kāi)創(chuàng)造有利的施工條件。

隧洞洞簾；支護(hù)施工；方案設(shè)計(jì)

一、工程概況

甘肅省引洮供水二期工程供水范圍涉及定西市安定區(qū)、隴西縣、通渭縣，白銀市會(huì)寧縣，天水市武山縣、甘谷縣、秦安縣及平?jīng)鍪徐o寧縣。工程供水總?cè)丝?67.76萬(wàn)人，以城鄉(xiāng)生活、工業(yè)供水為主，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉，為當(dāng)?shù)厝罕娒撠氈赂患案纳粕鷳B(tài)環(huán)境創(chuàng)造條件。

本標(biāo)段隧洞工程共計(jì)長(zhǎng)度為3 725m，4條隧洞單洞長(zhǎng)度均小于600m，且為獨(dú)立分段，可進(jìn)行平行作業(yè)施工，共設(shè)計(jì)8個(gè)工作面同時(shí)進(jìn)行開(kāi)挖，每條隧洞進(jìn)洞前均需根據(jù)隧洞斷面大小巖石級(jí)別、地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況，地形地貌對(duì)洞口部分進(jìn)行覆蓋層剝離、洞口明挖、掛鋼筋網(wǎng)片、打系統(tǒng)錨桿、噴混凝土支護(hù)等處理措施，待洞簾滿足安全，堅(jiān)固穩(wěn)定后進(jìn)行洞身開(kāi)挖工程施工。現(xiàn)就本標(biāo)段洞簾采用的設(shè)計(jì)施工方案予以概述：

二、施工區(qū)水文地質(zhì)情況

地形地貌：本標(biāo)段處于祖厲河和葫蘆河分水嶺東側(cè)，大部分沿該分水嶺東側(cè)的黃土斜梁及溝掌地布置，山體渾圓，溝壑縱橫，地形坡度15～30°不等，相對(duì)高差100～150m。

地層巖性：工程區(qū)出露的地層巖性有新近系砂礫巖夾砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖第四系松散堆積物等。巖石強(qiáng)度低，屬極軟巖；中厚層狀構(gòu)造，主要結(jié)構(gòu)面為層面，層理不明顯；遇水極易軟化、崩解，失水干縮，巖層產(chǎn)狀平緩，為隧洞圍巖的主體巖性。工程區(qū)淺表部位分布最廣泛的地層，根據(jù)成因可分為風(fēng)積馬蘭黃土和洪積黃土狀土兩類。質(zhì)地均勻，結(jié)構(gòu)松散，具大孔隙，層理不顯，垂直節(jié)理發(fā)育，厚度一般10～25m。

隧洞進(jìn)出口均位于溝掌地后緣山坡坡腳，自然邊坡為10～20°，現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定，地形較完整，現(xiàn)多為梯田耕地。隧洞進(jìn)出口巖性均為eolQ32馬蘭黃土，根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)出口洞位置及建筑高程，進(jìn)出口黃土開(kāi)挖坡高一般為6～12m，各隧洞進(jìn)、出口均需開(kāi)挖洞臉進(jìn)洞，建議洞臉邊坡1∶0.75～1∶1，坡高大于8m時(shí)需設(shè)馬道在邊坡外圍設(shè)排水溝對(duì)坡面水進(jìn)行疏導(dǎo)，以防坡面水對(duì)邊坡的沖刷破壞。

三、主要施工工序

（一）洞口加固工程

進(jìn)洞前依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)洞簾區(qū)進(jìn)行校核復(fù)測(cè)，確定開(kāi)挖邊界及輪廓線，洞口土石方施工和洞口加固，與洞口場(chǎng)地一并施工。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際考察接合水文地質(zhì)資料，洞簾局部土質(zhì)呈塊狀結(jié)構(gòu)，初擬用推土機(jī)自上而下直接推運(yùn)場(chǎng)地土方，石方采用小炮松動(dòng)爆破，對(duì)爆破后的巖石采用機(jī)械開(kāi)挖，人工配合清理浮渣及松動(dòng)巖石，涂刷邊坡，開(kāi)挖后的土石方用于就近平整施工場(chǎng)地，渣料均按本合同要求分類堆放在指定的棄渣場(chǎng)。

在洞口土石方施工同時(shí)，作好洞口截水溝，雨季如降水量過(guò)大應(yīng)該修建臨時(shí)圍堰，防止雨水倒灌。在坡底設(shè)置臨時(shí)截水溝槽，將地表滲水和季節(jié)降雨排出施工區(qū)。

（二）錨桿施工工藝

對(duì)邊坡、仰坡采用布設(shè)系統(tǒng)錨桿加固方案，錨桿采用φ22mm、L=3.0m的螺紋鋼，間距1.5m按梅花形布置，入巖深度2.9m；定位：孔位允許偏差為±15mm；錨桿孔距誤差不超過(guò)150mm。錨桿材料質(zhì)量要滿足相關(guān)規(guī)范要求且做好進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)檢測(cè)工作，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可采用。

鉆孔：錨桿采用氣腿式風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度為較錨桿長(zhǎng)度小5～10mm，允許偏差為±50mm；鉆孔方向盡量與巖層主要結(jié)構(gòu)面垂直；孔徑大于錨桿直徑15mm。

鉆孔清洗：用高壓風(fēng)管將孔內(nèi)粉塵和雜物吹出，必要時(shí)用高壓水槍進(jìn)行沖洗，保證孔內(nèi)無(wú)殘?jiān)?/p>

砂漿制備：采用不低于42.5級(jí)且具有抵抗水侵蝕的化學(xué)穩(wěn)定性的普通硅酸鹽水泥，按施工配合比采用強(qiáng)制式350拌合機(jī)進(jìn)行拌制，砂漿拌和均勻，隨拌隨用，一次拌和的砂漿要在初凝前用完。

錨桿準(zhǔn)備：按設(shè)計(jì)要求截取錨桿長(zhǎng)度、調(diào)直、除銹。注漿：孔深、孔徑驗(yàn)收合格后灌注水泥砂漿；注漿孔口壓力控制在0.4～0.6MPa之間；注漿管要插至距離孔底5～10cm處，隨水泥砂漿的注入緩慢勻速拔出，直到注滿為止。

插錨桿：注漿結(jié)束后隨即迅速將錨桿插入，錨桿插入孔內(nèi)的長(zhǎng)度不得短于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的95%。若孔口無(wú)砂漿流出，必須將錨桿拔出重新注漿。

（三）鋼筋掛網(wǎng)及噴射混凝土

錨桿施工完成后進(jìn)行鋼筋網(wǎng)掛設(shè)，采用φ10mm的鋼材進(jìn)行加工，間距20cm×20cm，；進(jìn)行噴射混凝土厚10cm，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C20干噴法施工，設(shè)計(jì)配置強(qiáng)度為28.2MPa，石子最大粒徑為10mm，水灰比0.49，材料重量配合比為水泥：408kg、砂780kg、石845kg、水200kg、速凝劑16kg；對(duì)坡面進(jìn)行加固和防護(hù)（見(jiàn)圖1）。

洞口加固：進(jìn)洞前沿拱部開(kāi)挖輪廓線外緣打設(shè)三排φ22mm超前鋼筋錨桿，間距1.0m×1.0m，梅花形布置，掛φ6mm，20cm×20cm鋼筋網(wǎng)，噴8cm厚混凝土與仰坡錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土連為一體，對(duì)洞口進(jìn)行加固。

洞口開(kāi)挖時(shí)，在開(kāi)挖輪廓線的周邊，采用密鉆眼，對(duì)巖體進(jìn)行切割拱部，眼距為20cm，邊墻眼距為30cm。掛口采用短進(jìn)尺（第一次為0.5m）弱爆破，周邊眼采用小藥卷，間斷裝藥。

四、洞門工程

隧洞進(jìn)出口均處在山區(qū)地帶，距地表補(bǔ)給水源近，隧洞及洞門施工前，先施工進(jìn)出口的引水渠段后再進(jìn)行洞門開(kāi)挖作業(yè)。進(jìn)洞施工完畢盡量恢復(fù)原地面，仰坡設(shè)置馬道及排水溝，坡面掛網(wǎng)噴射10cm厚混凝土永久護(hù)坡，并加設(shè)系統(tǒng)錨桿。兩側(cè)邊坡采用10cm厚網(wǎng)噴混凝土及系統(tǒng)錨桿維護(hù)洞口的邊坡、仰坡施工期間的穩(wěn)定，臨時(shí)邊坡、仰坡開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)作業(yè)。

具體施工方法：洞口上方危巖體，施工前先予以清除；在洞外放出隧洞中線，由測(cè)量人員對(duì)洞口段的自然坡面進(jìn)行測(cè)繪，與設(shè)計(jì)對(duì)照，根據(jù)實(shí)際情況放出包括明暗洞交界的仰坡邊線、明洞開(kāi)挖邊線、洞口開(kāi)挖邊線等開(kāi)挖線。重點(diǎn)作好洞口及邊坡、仰坡范圍的截水溝、排水溝，保證洞口范圍排水通暢。天溝、水溝采用M5水泥砂漿漿砌片石施工，保證水土不流失。覆蓋層采用挖掘機(jī)挖裝，自卸汽車運(yùn)輸，將土石運(yùn)至隧洞出口施工場(chǎng)地用于平整臨時(shí)場(chǎng)地和修建臨時(shí)道路。局部石方采用小炮松動(dòng)爆破開(kāi)挖人工配合清刷邊坡。按以上方法對(duì)仰坡面加固處理，并經(jīng)相關(guān)方面階段驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行洞挖施工,及時(shí)施工洞門護(hù)面墻，對(duì)未進(jìn)行噴射混凝土支護(hù)的邊仰坡盡早進(jìn)行綠化。

由于引水隧洞洞口邊坡、仰坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)較差，多為覆蓋層，且開(kāi)挖高差較大，刷坡及明洞開(kāi)挖采用自上而下分層開(kāi)挖，加強(qiáng)邊坡、仰坡防護(hù)直至洞底標(biāo)高,并隨著仰坡的開(kāi)挖，設(shè)置10cm厚的掛網(wǎng)噴射混凝土結(jié)合錨桿永久護(hù)坡。在邊坡面采用噴錨網(wǎng)封閉邊坡面：φ18早強(qiáng)砂漿錨桿，長(zhǎng)度為3.0m，間距1.0m×1.0m，梅花形布置；φ6鋼筋網(wǎng)，間距15mm×15mm，鋼筋網(wǎng)盡量與仰坡巖面密貼；C20噴射砼，厚度為10cm。在明暗交接處用φ32，長(zhǎng)度L=3.5m的注漿小導(dǎo)管進(jìn)行周壁預(yù)注漿，對(duì)洞口進(jìn)行鎖固。洞口用I18的工字鋼洞門拱架與超前注漿小導(dǎo)管管頭焊接在一起，再用噴射混凝土將工字鋼封閉，保證洞內(nèi)第一榀鋼拱架安裝前超前小導(dǎo)管能支撐圍巖受力。

五、結(jié)束語(yǔ)

甘肅省引洮供水二期工程第四批主體工程43標(biāo)段洞簾施工方案已獲監(jiān)理、業(yè)主批準(zhǔn)，各項(xiàng)施工參數(shù)滿足施工安全要求，經(jīng)長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的洞身開(kāi)挖施工，各洞口洞簾均穩(wěn)定無(wú)變形，未發(fā)生洞簾坍塌現(xiàn)象，保證了洞身開(kāi)挖的安全性，洞簾施工方案是切實(shí)可行，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，為順利進(jìn)洞和洞身的正常開(kāi)挖奠定了良好的基礎(chǔ)。

（編輯：王駿杰）

TV554文獻(xiàn)識(shí)別碼：B

1673-9019（2017）02-0047-02

2016-12-05

臧景平（1978-），男，甘肅靜寧人，工程師，主要從事水利工程管理工作。