王 巖，于長(zhǎng)林，滿 銳

(1.黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江大慶163311;2.林甸縣水利勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)，黑龍江林甸166300)

1 工程概述

尾調(diào)通氣洞典型斷面為寬450 cm、高550 cm的城門洞型，總長(zhǎng)303.94 m，其中1#尾調(diào)通氣洞與1#尾水調(diào)壓室相連，長(zhǎng)82.33 m，2#尾調(diào)通氣洞分別與2#尾水調(diào)壓室及通氣兼自流排水洞相連，長(zhǎng)221.61 m，尾調(diào)通氣洞是尾水調(diào)壓室開(kāi)挖、支護(hù)及混凝土澆筑的施工通道。

尾調(diào)通氣洞典型開(kāi)挖斷面支護(hù)形式為系統(tǒng)錨桿φ22，L=250 cm，入巖245 cm，間排距150 cm×150 cm，每排9根，噴混凝土C25厚10 cm;斷層開(kāi)挖斷面為寬470 cm、高560 cm的城門洞型，支護(hù)形式為 φ42小導(dǎo)管，L=350 cm，環(huán)向間距30 cm，格柵鋼架14 cm×14 cm，間距100 cm，系統(tǒng)錨桿 φ22，L=250 cm，入巖245 cm，間排距150 cm×150 cm，每排12根，噴鋼纖維混凝土CF25厚20 cm;鎖口錨桿φ22，L=300 cm，入巖290 cm，間排距100 cm×100 cm。

2 地質(zhì)條件

根據(jù)PD6平洞揭露，尾調(diào)通氣洞圍巖為茅山組中段(D1～2ms2)微風(fēng)化中～厚層巖屑砂巖夾薄～中層狀粉砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)粉砂巖，該洞段發(fā)育有軟弱巖層，層厚20～50 cm，層面見(jiàn)巖屑夾泥型的軟弱夾層，單層厚0.5～2 cm，巖層產(chǎn)狀N40～50°W，NE∠10～20°。F220斷層在尾調(diào)通氣洞出露部位圍巖不穩(wěn)定～極不穩(wěn)定，施工時(shí)，需及時(shí)對(duì)斷層帶巖體進(jìn)行支護(hù)及采取排水措施。

3 施工方案的選擇

由于各方面因素的影響，尾調(diào)通氣洞、尾調(diào)室(井)工期非常緊張，若按常規(guī)PD6洞擴(kuò)挖完后再施工，該線路已演變成一條關(guān)鍵路線，如要盡早完工，必須在施工方法、工藝上有所突破，為此經(jīng)慎重考慮，采用從上層排水廊道施工斜井經(jīng)PD6洞里端引風(fēng)、水、電系統(tǒng)至尾調(diào)通氣洞工作面，與PD6洞擴(kuò)挖同步進(jìn)行的方法，在PD6洞擴(kuò)挖完成前完成尾調(diào)通氣洞開(kāi)挖，則PD6洞擴(kuò)挖完后可直接進(jìn)行尾調(diào)上室的開(kāi)挖，可節(jié)約工期約75 d，在工期上贏得寶貴時(shí)間，使尾水系統(tǒng)這一次關(guān)鍵線路演變成一條工期有一定富裕度的普通線路，工期上風(fēng)險(xiǎn)大大降低，并尾調(diào)通氣洞為F220斷層處理及意外情況處理贏得時(shí)間。

4 主要施工情況

4.1 施工布置

根據(jù)總進(jìn)度計(jì)劃，尾調(diào)通氣洞開(kāi)挖與支護(hù)在通氣兼自流排水洞擴(kuò)挖完成后進(jìn)行，為加快尾水系統(tǒng)施工進(jìn)度，提前進(jìn)行尾調(diào)通氣洞開(kāi)挖，決定從廠頂施工支洞經(jīng)上層排水廊道及上層排水廊道斜井布置供風(fēng)管路及供電線路，引至尾調(diào)通氣洞工作面，具體布置見(jiàn)如下:

施工用電:從廠頂施工支洞630 KVA變壓器上引電源，用聚氯乙烯鋁蕊185 mm2×3+75 mm2電纜引至上層排水廊道抽水泵站處(距上層排水廊道斜井約5 m)并設(shè)一開(kāi)關(guān)箱，再?gòu)拇颂幰?20 mm2×3+35 mm2電纜至上層排水廊道斜井與PD6交岔口附近并設(shè)一開(kāi)關(guān)箱，再?gòu)拇碎_(kāi)關(guān)箱上分別引120 mm2×3+35 mm2電纜線至尾調(diào)通氣洞工作面。

施工供風(fēng):從廠頂施工支洞主風(fēng)管上接75 mm鋼管經(jīng)上層排水廊道、上層排水廊道斜井及PD6洞引至尾調(diào)通氣洞洞口，再接膠管引至工作面。

施工供水:充分利用洞內(nèi)的地下滲水，將滲水引至約在樁號(hào)通氣1+375處集水坑內(nèi)，過(guò)濾沉淀后用50 mm水泵接50 mm鋼管送至尾調(diào)通氣洞洞口，再接膠管引至工作面。

施工通風(fēng):在尾調(diào)室與PD6交岔口附近設(shè)一臺(tái)90－1通風(fēng)機(jī)，接60cm風(fēng)管送風(fēng)至工作面，并在與1#尾調(diào)通氣洞設(shè)岔管送風(fēng)至1#尾調(diào)通氣洞。

施工排水:由于尾調(diào)通氣洞為倒坡開(kāi)挖，在隧洞一側(cè)設(shè)排水溝將生產(chǎn)廢水直接排至PD6洞，自流至洞外，通過(guò)洞外排水明溝流至洞口臨時(shí)沉淀池，經(jīng)沉淀和隔油處理后排放至下庫(kù)。施工供電及供風(fēng)線路詳見(jiàn)圖1。

4.2 施工程序

先進(jìn)行尾調(diào)通氣洞1+190處鎖口支護(hù)，鎖口支護(hù)完畢后進(jìn)行2#尾調(diào)通氣洞開(kāi)挖與支護(hù)，當(dāng)開(kāi)挖至1#、2#尾調(diào)通氣洞交岔段時(shí)，適時(shí)對(duì)1#尾調(diào)通氣洞進(jìn)行鎖口支護(hù)，2#尾調(diào)通氣洞再進(jìn)尺20 m后即可安排與1#尾調(diào)通氣洞同時(shí)進(jìn)行開(kāi)挖與支護(hù)。

圖1 施工供電及供風(fēng)線路圖

4.3 主要施工方法

4.3.1 開(kāi)挖

尾調(diào)通氣洞開(kāi)挖結(jié)構(gòu)尺寸寬×高為4.5 m×5.5 m。以通氣兼自流排水洞作為施工通道。尾調(diào)通氣洞開(kāi)挖與支護(hù)的施工采用YT27手風(fēng)鉆鉆孔，全斷面光面爆破，每循環(huán)進(jìn)尺約為2.2 m。出渣方式為1 m3裝載機(jī)裝農(nóng)用車，卸至PD6洞口適當(dāng)位置，再由3 m3裝載機(jī)裝20 t自卸車運(yùn)至西梅園棄渣場(chǎng)，總運(yùn)距約為4.0 km。

4.3.2 支護(hù)

4.3.2.1 錨桿施工

錨桿為系統(tǒng)錨桿，直徑φ22，L=250 cm，間排距@ ×@=150 cm×150 cm，錨桿施工主要采用手風(fēng)鉆鉆孔，自制鉆架作業(yè)平臺(tái)配合人工安插錨桿。鉆孔工作結(jié)束后，用高壓水將孔內(nèi)的鉆孔巖屑和泥砂沖洗干凈，直到回水變清，并用木塞臨時(shí)封閉孔口，以免雜物掉入。

砂漿錨桿安裝前，用高壓風(fēng)排出孔內(nèi)積水，檢驗(yàn)合格后注漿安裝錨桿。錨桿按“先注漿后安裝錨桿”的施工工藝，用MZ－1注漿機(jī)注漿，人工安插錨桿。錨桿注漿后，在砂漿凝固前，不得敲擊、碰撞和拉拔錨桿。在砂漿錨桿養(yǎng)護(hù)28 d后，采用拉拔器進(jìn)行抗拉拔試驗(yàn)。拉力方向與錨桿軸線一致，當(dāng)拉拔力達(dá)到規(guī)定值時(shí)，立即停止加載，結(jié)束試驗(yàn)。

4.3.2.2 噴混凝土施工

標(biāo)準(zhǔn)斷面為C25噴混凝土厚10 cm，斷層帶為CF25鋼纖維混凝土厚20 cm。

1)噴射作業(yè)分段分片依次進(jìn)行，自下而上順序噴射;一次噴射厚度以噴層不產(chǎn)生墜落和滑移為適度。分層噴射時(shí)，后一層噴射在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，若間隔時(shí)間超過(guò)1 h，則噴層表面的浮膜、浮塵等雜物用風(fēng)、水沖洗干凈。

2)噴射機(jī)要連續(xù)供料，噴射機(jī)工作風(fēng)壓力穩(wěn)定。為保證噴射質(zhì)量，噴嘴距巖面0.8～1.2 m，并盡量與巖面保持垂直，在巖石上均勻往復(fù)噴射。完成或因故中斷作業(yè)時(shí)，噴射機(jī)和輸料管內(nèi)的積料要清除干凈。

3)噴射混凝土的回彈率:頂拱＜25%，邊墻＜15%。

4)養(yǎng)護(hù):噴射混凝土終凝2 h后，及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù);養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7 d，重要工程部位≥14 d;氣溫低于+5°C時(shí)，不可噴水養(yǎng)護(hù)。

5)圍巖地質(zhì)條件不好時(shí)，支護(hù)作業(yè)應(yīng)緊跟開(kāi)挖工作面。

4.3.3 F220斷層施工

斷層在尾調(diào)通氣洞出露部位圍巖不穩(wěn)定～極不穩(wěn)定，施工時(shí)，需及時(shí)對(duì)斷層帶巖體進(jìn)行支護(hù)并及時(shí)采取排水措施。

施工中遵循確保安全，穩(wěn)扎穩(wěn)打的原則，采取超前支護(hù)、短進(jìn)尺、快循環(huán)、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)的施工方法，以確保施工安全。

4.3.3.1 超前支護(hù)

周邊頂拱范圍采用超前小導(dǎo)管注漿，小導(dǎo)管采用φ42熱軋無(wú)縫鋼管制成，前部鉆注漿孔，孔徑6～8 mm，孔間距10～20 cm，呈梅花形布置，前端加工成錐形，尾部長(zhǎng)度≥30 cm，小導(dǎo)管長(zhǎng)3.5 m，環(huán)向間距30 cm，縱向搭茬 ＞100 cm，外插角20°。小導(dǎo)管鉆孔采用手風(fēng)鉆，注漿采用M20水泥砂漿，跳孔施工注漿至密實(shí)。小導(dǎo)管注漿完畢后，根據(jù)圍巖情況可在兩根小導(dǎo)管之間增打一根超前錨桿，錨桿長(zhǎng)3.5 m，直徑22 mm，外插角20°。超前錨桿與格柵主筋焊接牢固。

4.3.3.2 開(kāi)挖

開(kāi)挖時(shí)遵循短進(jìn)尺、多鉆孔、弱藥量、快循環(huán)的原則，循環(huán)進(jìn)尺控制在1.5 m以內(nèi)，擴(kuò)挖后立即進(jìn)行噴混凝土3～5 cm封閉巖壁，再安裝鋼格柵，格柵安裝后，進(jìn)行系統(tǒng)噴混凝土支護(hù)。開(kāi)挖過(guò)程中，錨噴支護(hù)跟進(jìn)施工，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及施工現(xiàn)場(chǎng)圍巖狀況，采取必要的支護(hù)措施。在斷層處視其實(shí)際情況采用超前錨桿、小導(dǎo)管、掛鋼筋網(wǎng)、噴混凝土、鋼支撐等支護(hù)，并經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)，增設(shè)隨機(jī)錨桿，保證圍巖的穩(wěn)定。

4.3.3.3 一次支護(hù)

鋼格柵主筋采用4φ22螺紋鋼筋制成，付筋采用φ10@200，截面寬×高=14 cm×14 cm，格柵間距100 cm，每榀格柵由頂拱格柵和邊墻格柵組成，格柵間通過(guò)螺栓連接形成受力整體。兩榀格柵間設(shè)φ22連接筋，環(huán)向間距1 m，連接筋與鋼格柵焊接牢固。鋼架按設(shè)計(jì)位置架設(shè)，拱腳必須放在牢固的基礎(chǔ)上。格柵與圍巖盡量靠近，留2～3 cm間隙作混保護(hù)層。如格柵與圍巖間隙過(guò)大時(shí)，設(shè)墊塊。格柵垂直于隧道中線，上下、左右允許偏差±5 cm，格柵傾斜度≤2°。拱腳標(biāo)高不足時(shí)，設(shè)置鋼板進(jìn)行調(diào)整，必要時(shí)用混凝土加固基底。視圍巖情況可在兩榀格柵間掛鋼筋網(wǎng)，環(huán)向網(wǎng)筋φ8，縱向網(wǎng)筋φ6，網(wǎng)格尺寸20 cm×20 cm，縱向網(wǎng)筋與格柵主筋焊牢，網(wǎng)筋交叉點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)焊。格柵支立完畢后，進(jìn)行系統(tǒng)噴混凝土支護(hù)，噴混凝土厚度為20 cm。格柵與洞壁間的空隙用預(yù)制混凝土塊楔緊。為確保施工安全，經(jīng)監(jiān)理同意后鋼格柵支護(hù)向斷層上下游各延伸一定長(zhǎng)度。

4.3.3.4 監(jiān)控測(cè)量

施工中注意觀察地下水、圍巖及地質(zhì)和支護(hù)狀況，加強(qiáng)信息反饋，及時(shí)修改支護(hù)參數(shù)，確保施工安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

尾調(diào)通氣洞經(jīng)改進(jìn)施工后，節(jié)約工期約75 d，在工期上贏得寶貴時(shí)間，使尾水系統(tǒng)這一次關(guān)鍵線路演變成一條工期有一定富裕度的普通線路，工期上風(fēng)險(xiǎn)大大降低，并尾調(diào)通氣洞為F220斷層處理及意外情況處理贏得時(shí)間，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

［1］林鵬，周雅能，朱曉旭，王仁坤，趙文光.大跨徑尾水岔洞開(kāi)挖與襯砌穩(wěn)定分析［J］.巖土力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2010，29(增):3177－3183.