劉文杰

（陜西省桃曲坡水庫(kù)管理局 陜西 銅川 727100）

輸水隧洞作為一種常見(jiàn)的水工建筑物，與明渠引水相比，其征地及青苗、林木賠償費(fèi)用低，施工期的干擾相對(duì)較少，運(yùn)行期間管理方便無(wú)需清淤維修，而且還有利于地表上生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，符合水利工程建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的思路，而被廣泛采用。

從2007年開(kāi)始，桃曲坡水庫(kù)管理局在灌區(qū)的續(xù)建配套與節(jié)水改造工程項(xiàng)目中為調(diào)整供水布局，提高用水保證率，采用小斷面長(zhǎng)隧洞輸水方案，用兩年時(shí)間完成了南支渠與岔口連通工程的建設(shè)任務(wù)，較早地發(fā)揮了工程經(jīng)濟(jì)效益。

1 小斷面長(zhǎng)隧洞的特點(diǎn)

小斷面長(zhǎng)隧洞的特點(diǎn)是“小”而“長(zhǎng)”。小則受斷面面積的限制，無(wú)法在施工中運(yùn)用高效的大型機(jī)械設(shè)備；長(zhǎng)則受距離限制，帶來(lái)通風(fēng)、排煙、供電、運(yùn)輸?shù)纫幌盗袉?wèn)題，因此，小斷面長(zhǎng)隧洞在施工中存在較大困難。盡管如此，但它還有一定的優(yōu)越性：如單位工程量少，受地質(zhì)影響小，安全支護(hù)比較方便，斷面形式變化少等等。只要施工組織科學(xué)合理，施工措施落實(shí)到位，小斷面長(zhǎng)隧洞的施工困難是可以克服的，能夠?qū)崿F(xiàn)快速高效施工。

2 南支渠與岔口連通工程的施工技術(shù)要點(diǎn)及輔助措施

2.1 工程概況

南支渠與岔口連通工程西起210國(guó)道東側(cè)南支渠K7+556.1處，東至岔口引水樞紐右岸，全長(zhǎng)3.157km。工程劃分為進(jìn)口段(k 0+000—0+105),隧 洞 段 (k 0+105—3+090)，出口涵洞段(k 3+090—3+157)三部分。隧洞段長(zhǎng)度2985m，其中2802m長(zhǎng)的土質(zhì)隧洞是整個(gè)工程的關(guān)鍵性工程。隧洞設(shè)計(jì)為無(wú)壓引水，設(shè)計(jì)流量4.0m3/s,校核流量5.0m3/s，設(shè)計(jì)斷面為城門洞型，尺寸為2m×2m，襯砌砼為C20，鋼筋砼結(jié)構(gòu)。

隧洞最小埋深21m，最大埋深33m。

2.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 工程布置

設(shè)置施工支洞具有以下作用：①開(kāi)辟多個(gè)工作面，實(shí)現(xiàn)“長(zhǎng)洞短打”，以縮短工期；②有利于隧洞通風(fēng)排煙；③有利于優(yōu)先進(jìn)洞，避開(kāi)重要建筑物，避免施工干擾。但由于設(shè)置施工支洞將會(huì)增加臨時(shí)工程量，不利于經(jīng)濟(jì)施工，同時(shí)，施工支洞的設(shè)置又受到地形、地質(zhì)、工期及效益的制約，因此，設(shè)置施工支洞在實(shí)際中應(yīng)綜合各方面的條件，慎重考慮。

結(jié)合上述，本工程分別在K1+100和K2+500處設(shè)置了1#和2#兩個(gè)支洞，增加了4個(gè)作業(yè)面，共6個(gè)工作面，單個(gè)工作面控制進(jìn)深約700m。相應(yīng)地劃分進(jìn)口段為一工區(qū)，1#支洞為二工區(qū)，2#支洞為三工區(qū)，這3個(gè)工區(qū)的施工任務(wù)完成后再進(jìn)行出口段的施工，實(shí)踐證明這種布置是合理的。2008年12月19日，進(jìn)口段與1#支洞進(jìn)行貫通；2009年5月1日，1#支洞與2#支洞予以貫通，為全線工程的完工奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.2.2 施工測(cè)量

（1）洞外控制

隧洞外平面控制采用三角測(cè)量，采用萊卡TCR405全站儀于每個(gè)洞口附近山脊等開(kāi)闊位置選取合適的3個(gè)控制點(diǎn)。高程控制采用水準(zhǔn)測(cè)量，每個(gè)洞口布設(shè)2個(gè)精密水準(zhǔn)點(diǎn)。

（2）洞內(nèi)控制

用全站儀對(duì)中線進(jìn)行測(cè)放，開(kāi)挖時(shí)中線點(diǎn)設(shè)置在隧洞頂部、每間距5m設(shè)置1個(gè)，設(shè)置3點(diǎn)懸掛垂球以標(biāo)定開(kāi)挖方向。當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)20m時(shí)，設(shè)立新的臨時(shí)點(diǎn)，以保證其精度。當(dāng)進(jìn)深達(dá)100m～300m時(shí)根據(jù)中線樁，用全站儀復(fù)核開(kāi)挖方向。標(biāo)定高程時(shí)采用腰線法，使用水準(zhǔn)儀測(cè)設(shè)坡度線，每開(kāi)挖20m進(jìn)尺校正一次高程精度。

2.2.3 洞室開(kāi)挖

隧洞段長(zhǎng)度2985m，其中土質(zhì)隧洞2802m，占整個(gè)工程的88%，黃土層較易開(kāi)挖，并考慮到小斷面受作業(yè)空間的限制，高效的大型機(jī)械設(shè)備無(wú)法使用，決定采用人工開(kāi)挖。193m巖質(zhì)洞段采用YT-25型手持風(fēng)鉆打孔，打孔深度1.8m。采用2#巖石硝銨炸藥，毫秒延時(shí)雷管導(dǎo)爆。

2.2.4 隧洞內(nèi)的運(yùn)輸

洞內(nèi)運(yùn)輸是指洞內(nèi)土方、爆破石渣、澆筑砼料、模具等的運(yùn)輸。

洞內(nèi)運(yùn)輸方式?jīng)Q定施工速度快慢，制約工期的主要因素之一。施工中根據(jù)實(shí)際情況采用了如下的運(yùn)輸方案：人工裝土、裝石渣，礦用自卸三輪車（功率16馬力，裝載容積0.4m3）運(yùn)到洞外棄土、渣場(chǎng)地。另外，洞內(nèi)每隔約250m設(shè)置長(zhǎng)4.5m，寬4.0m、高2.0m的避車洞。每個(gè)施工區(qū)配備2臺(tái)該自卸三輪車即可滿足需要。

2.2.5 隧洞襯砌

按照“短掘進(jìn)，快襯砌，強(qiáng)通風(fēng)”的原則，土質(zhì)隧洞在開(kāi)挖進(jìn)尺15m～20m時(shí)就要進(jìn)行拱墻的襯砌，當(dāng)一個(gè)工作面的拱墻砼全部完成后而由內(nèi)向外逐步退出進(jìn)行底板的砼澆筑。

砼襯砌工藝流程：基礎(chǔ)清理→測(cè)量校核→立?！冀睢⒅顾惭b→檢查驗(yàn)收→砼澆筑→拆模、養(yǎng)生。

本工程砼標(biāo)號(hào)C20，澆筑厚度30cm，每延米需2.46m3砼。

（1）支設(shè)模具

拱墻部位模板采用定型制作的組合鋼模板。拱架支設(shè)時(shí)左右對(duì)稱，用￠10螺栓連接，底部用150mm×100mm墊木。鋼拱架按1.0m間距支設(shè)，每排拱架之間用連桿連接。安裝模板時(shí)和拱架按順序編號(hào)配套，用“U”型卡連接。

（2）混凝土澆筑

在洞外由JS350強(qiáng)制式拌合機(jī)拌和砼，礦用0.4m3自卸三輪車運(yùn)輸砼至倉(cāng)面。混凝土入倉(cāng)采用人工入倉(cāng)，每倉(cāng)倉(cāng)面長(zhǎng)度1.0m。側(cè)墻和拱頂采用前進(jìn)法施工，兩側(cè)模板同時(shí)填料入倉(cāng)，以防跑模，一旦出現(xiàn)任何偏差，及時(shí)采用打楔體或用支柱頂?shù)霓k法，予以糾正。根據(jù)攪拌運(yùn)輸、澆筑能力、振搗器性能及氣溫等因素確定砼澆筑層厚度不超40cm，砼振搗時(shí)至少插入到下層10cm。在同一位置振搗時(shí)間，以拌合物不在下沉，不再冒氣泡并泛出水泥漿為準(zhǔn)，不宜過(guò)振。插入式振搗器的移動(dòng)間距不大于其作用半徑的1.5倍，并避免碰撞模板和鋼筋。混凝土澆筑保持連續(xù)性，允許間隙時(shí)間不小于1h，若超過(guò)允許間歇時(shí)間，則應(yīng)按工作縫處理。

2.3 輔助施工措施

通風(fēng)、排煙、供電、供風(fēng)等是隧洞作業(yè)的輔助施工措施，對(duì)安全施工和人員的身心健康關(guān)系極大，而且，其組織的優(yōu)劣影響著工期，一定程度上決定著工程的投資大小。本工程的地下水位埋深較大，無(wú)需考慮排水問(wèn)題。

2.3.1 通風(fēng)、排煙

混合式通風(fēng)是指吹、吸結(jié)合，效果較好。該工程每個(gè)工作面采用混合接力式通風(fēng)，于洞口設(shè)一臺(tái)YBT型11kW軸流風(fēng)機(jī)將風(fēng)壓入。風(fēng)管采用￠400PVC柔性軟管，單節(jié)長(zhǎng)度15.0m，吊掛風(fēng)管做到平、直、緊、穩(wěn)、順。由于隧洞埋深較淺，地勢(shì)較為平坦，黃土層易于鉆孔成型，因此，沿洞軸線方向每隔150m鉆造￠600mm的豎向通氣孔，并在其下安裝750W的換氣扇1臺(tái)將污風(fēng)吸出洞外。當(dāng)進(jìn)尺達(dá)到350m后再串聯(lián)一臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)。通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)有專人負(fù)責(zé)維護(hù)和管理，做到既高效方便，又整齊美觀。

2.3.2 隧洞供電

每個(gè)工區(qū)洞外接引附近的380V／220V供電線路。洞內(nèi)敷設(shè)2組線路,一組380V／220V鋁芯BLXF-4×10mm2線路專供軸流風(fēng)機(jī)、換氣扇及砼澆筑時(shí)振搗棒使用。另外，敷設(shè)一組220V護(hù)套2×6mm2照明線路供成洞照明，距掌子面150m照明，采用設(shè)置MJ-7KW行燈變壓器一臺(tái)提供36V的安全電壓。

2.3.3 供風(fēng)

出口巖質(zhì)洞段的高壓供風(fēng)是在洞口設(shè)置2臺(tái)6m3的柴油動(dòng)力空壓機(jī)，￠500無(wú)縫鋼管送風(fēng)至掌子面。

2.3.4 供水

巖質(zhì)洞段的用水采用直接抽取附近河道中的水，用2寸塑料管送至掌子面，可滿足需要。

3 實(shí)踐總結(jié)

南支渠與岔口連通工程，由于施工組織科學(xué)合理，施工技術(shù)措施落實(shí)到位，比合同工期提前5個(gè)月完成施工任務(wù)，高標(biāo)準(zhǔn)保證工程質(zhì)量，真正實(shí)現(xiàn)了快速高效施工，受到業(yè)主的認(rèn)可。它的順利竣工對(duì)以后的同類工程如紅星金定渠輸水工程、低干渠輸水工程起到了很好的借鑒和示范作用。陜西水利