關于特長小斷面引水隧道的施工技術

【摘要】引水隧道屬于是輸水工程的一部分，一直以來，輸水隧道都以其斷面小而成為了項目方案的一個重點內容，也是項目施工的一個控制點。本文就將以山西省中部引黃工程施工20標工程為例，對特長小斷面引水隧道的具體施工技術等作出詳細闡述及分析，

【關鍵詞】小斷面；引水隧道；施工技術

山西省中部引黃工程引水隧道斷面小，平均每個工作面長3km，隧道內部場地十分狹小，凈寬僅有2.5m，對施工非常不便，加上通風條件差、排水難、地質條件復雜等特點，在施工中采取了不同的對應措施。例如：不同圍巖級別采取不同的開挖方法、采取直眼掏槽的方法進行鉆爆、實行光面爆破、洞內采取農用車配合挖掘式裝載機出渣方式等，這些施工方法及措施對保證工期及施工安全起到了非常重要的作用。

1.工程及項目概況

山西省中部引黃總體工程屬于是山西省“十二五規劃”大水網建設中的一項十分重要的工程項目。該工程干線去睡來自天橋水電站庫區，供水范圍覆蓋了四市十六縣（市/區）。其中包括：忻州市：保德縣；呂梁市：興縣、臨縣、離石、柳林、中陽、石樓、交口、孝義、汾陽；臨汾市：隰縣、蒲縣、大寧、汾西；晉中市：靈石、介休。規劃全年供水量可達6.02億m3。

山西省中部引黃工程施工20標由中鐵二十局集團第四工程有限公司負責施工，其位置位于交汾靈支線2#隧道，項目總投資達1.299億元，項目主要內容包括：交汾靈支線2#洞（12km）、交汾靈支線9#-11#施工支洞、回龍渡槽（渡槽進口控制閘、交口靈石分水閘、渡槽出口控制閘、退水閘、退水渠）、相應的臨時工程等，工程項目總工期為958天。隧道為城門洞形斷面，凈寬2.5m、凈高3.04m、直墻段高2.2m、頂拱中心角為135度、半徑1.35m。項目工程設計總流量1.3m3/s（調水期流量為5.0m3/s），設計水深0.68m（調水期水深為1.81m），工程項目施工支洞同樣為城門洞形，寬3.65m，高3.2m。

2.工程重點及難點

2.1隧道地質十分復雜，施工難度較大。通過了解施工圖紙，以及相關的地質資料我們得知：在施工的過程中很有可能會遇到突涌水、坍塌塌方、含煤地層、采空區、有毒有害氣體等情況。

2.2施工中的危險源很多，安全生產的任務非常重，由于本項目具有斷面小、坡度大、地質復雜、隧道長的特點，所以在實際的施工過程中，安全工作必須要做到位。

2.3隧道的斷面小、坡度大、支洞的坡度大，3條支洞的反坡坡度均達到了14.5%，這時候就需要投入大量農用車等設備。而且在施工過程中對于供風供水、通風排煙及反坡排水等輔助施工，同樣有非常高的要求。

3.施工中的關鍵性技術

3.1隧道的開挖

3.1.1洞口的開挖

土石方的開挖為全斷面開挖，每循環開挖長度為1.0-1.5m左右，通過挖掘機進行開挖工作。邊坡及路基底采取人工刷坡及清理，刷坡時候要嚴格按照放線進行開挖并從洞口地面起1m開始每隔2m梅花形布置Φ20鋼筋錨桿加鋼筋網片焊接。待進洞時施工工序應為：首先是要做好洞口邊仰坡截水溝，這是為了把地表水截排出去，自上而下開挖拉鉤，同時對邊仰坡進行有效防護；然后在開挖護拱范圍拉鉤時，要從洞的兩側開挖溝槽一直到墻底的標高；最后是對護拱內的剩余部分進行開挖，并按照要求進行2m的暗洞開挖支護。

3.1.2洞身的開挖

首先是四級圍巖洞段：為了確保圍巖的穩定性，四級圍巖洞段的開挖原方案為上下臺階法，但是由于隧道的斷面小，所以洞內開挖經專家勘探后采取全斷面開挖的方法，進尺控制在1.5-1.8m；其次是五級圍巖洞段：采取臺階分部法進行開挖，上臺階預留核心土環形進行開挖，下臺階左右交替開挖，由于隧道斷面小，所以可以采用全斷面開挖方法，開挖循環進尺在1.8-2.2m；最后是土洞洞段：采取“預留核心土，加強支護”原則，先開挖輪廓線支護后進行核心土挖除，開挖循環進尺在0.7m-1.4m之間

3.1.3光面爆破施工

根據地質條件、技術規范、開挖方法、巖性的不同，并結合以往的施工經驗，爆破設計可以按照“短進尺、弱爆破、少擾動”的原則來進行，在開挖過程中，可以通過地質條件的變化，以及圍巖變形的監測結果來對爆破參數進行動態的調整，這樣可以確保開挖質量和圍巖的穩定性。同時，要根據圍巖級別及噴錨支護結構的抗震要求來控制最大一段的起爆藥量，隧道開挖輪廓采取光面爆破方法，周邊眼間距應為50cm；鉆孔使用YT28 型氣腿式鑿巖機，炮眼直徑42mm，炸藥則應選用直徑為35mm的乳化炸藥；采取不耦合連續裝藥方法進行裝藥；起爆炸藥采取電雷管引爆，采用非電毫秒雷管起爆，爆破的效率控制在75-85%。

4.工程的施工要點

4.1放樣布眼：在鉆研之前，測量員要使用紅油漆標注出開挖的中線以及輪廓線，并且要標出炮眼的準確位置，誤差不允許超過5cm。

4.2定位開眼：在鉆孔時，鉆桿與隧洞軸線要平行，根據炮眼布置圖標注的位置準確鉆孔。對于掏槽眼和周邊眼的鉆眼，精度必須高于其他眼，開眼誤差控制在3-5cm。

4.3鉆眼：鉆工在鉆眼前必須要熟悉炮眼布置圖，鉆周邊眼必須由經驗豐富的老鉆工進行，派專人負責指揮，保證周邊眼有準確的外插角，使兩茬炮交界處的臺階不大于5cm。

4.4清孔：在裝藥前，要使用炮鉤和高壓風管輸入高壓風，吹出炮眼中的石屑。

4.5裝藥：裝藥必須按照炮眼設計圖固定的藥量自上而下進行，炮眼要用炮泥堵塞，而且長度不能小于20cm。

4.6起爆網絡聯結：起爆網絡為復式網絡，以此來確保起爆的準確性和可靠性。聯結時導爆管不可以出現打結和拉細現象，各炮眼雷管的連接次數必須一致，網絡聯好后，要安排專人對其進行檢查。

4.7爆破參數調整：根據最終的檢測情況對爆破參數要進行適當的調整，以便為下一循環光面爆破提供準確的參數。

5.結語

引水隧道屬于輸水工程的一個重要部分。“山西省中部引黃工程施工20標”工程隧道的截面小、工作面較長，而且隧道內部的場地十分狹小，所以十分不利于施工，針對于通風條件差、排水難、地質條件復雜等情況，施工中采取了相應的對策，以此保證了施工的施工及工程的安全質量。

參考文獻：

[1]韓濤.大伙房水庫輸水工程引水隧道施工技術應用分析[J].黑龍江水利科技. 2016（09）

[2]饒和平.小斷面引水隧道施工技術探析[J].中國標準化. 2017（04）