劉 強，馬 軍

（新疆水利廳頭屯河流域管理處，新疆 昌吉 831100）

1 工程概況

隧洞位于頭屯河水庫大壩右岸，全長605 m，洞身為圓形，直徑2.5 m，采用60 cm厚鋼筋混凝土襯砌。由進口明渠、檢修豎井（新建）、引水隧洞及出口閘等工程組成。

2 施工項目

施工內容主要有：石方開挖、混凝土拆除、砂漿錨桿、鋼筋掛網錨噴支護等。

施工工序為：施工準備→測量定位→邊坡明挖→測量復測→井口開挖→混凝土鎖口→豎井開挖→錨噴支護。

3 施工方法及技術措施

3.1 邊坡明挖

根據(jù)現(xiàn)場確定的豎井中心點位置，豎井中心點位于坡腳處，需向下游側開挖部分山體（以不小于4.5 m為宜）。下游側邊坡開挖采用自上而下分兩層進行開挖，挖掘機配合液壓破碎錘進行挖除，在高程995.2 m設置2.0 m寬馬道，邊坡開挖坡比：1∶0.5。

3.2 石方開挖

豎井地層為砂巖、砂巖與泥巖互層，圍巖介于強風化和弱風化地層之間。豎井高程984 m以上石方采用挖掘機配合液壓免爆破碎錘進行開挖，在高程987 m開挖出施工平面后澆筑混凝土鎖口圈梁，鋪筑施工平臺，搭設龍門架，安裝電動吊葫蘆，架設暖棚，棚高4 m，將施工平臺完全遮護，棚頂鋪設木板、篷布以防山坡落石。

使用MGJ-50型鉆機在豎井中心點位置打一個垂直鉆孔，將隧洞頂拱混凝土打穿，孔徑110 mm，可作為開挖臨空面起點和排水通道之用，亦可校核測量定位的豎井中心點位置。

984 m高程以下，將MGJ-50型鉆機放置于高程987 m處鋼木結構施工平臺上，以造好的豎井中心孔為中心，沿同心圓向外層造密集孔，孔徑180 mm，孔距0.6 m（孔心距）,鉆孔梅花形布置。待鉆造至最外側孔時，孔距控制在0.5 m左右，嚴格控制好鉆孔垂直度，以防超挖。

當所有鉆孔完成后，自高程984 m向下采用風鉆、風鎬開挖巖石，人工裝渣入出料斗，電動吊葫蘆提升出料斗，人工用膠輪車運送至臨時棄料點。開挖時吊設豎井中心線，嚴格控制開挖直徑，不允許欠挖。豎井內石方開挖面每下降3 m左右，即停止開挖，修整邊角后進行井壁噴護工作。噴護工作完成后，再進行下一層次的石方開挖，依次循環(huán)。

開挖至高程967 m，巖石堅硬，出料時間加大，人工風鎬開挖進度緩慢，且隧洞內0+212.39～0+238.31 m漸變段混凝土雙層鋼筋網密集，混凝土強度高，拆除初期采用免爆炸藥拆除的方式，效果不佳。改為常規(guī)爆破拆除，采用鉆機密集造孔、小藥量、多頻次爆破進行漸變段混凝土拆除及豎井剩余石方的開挖，從井內自下而上及隧洞自內向外3個通道進行石渣外運。

石方開挖過程中，同時進行固結灌漿造孔，混凝土噴護及混凝土襯砌澆筑前在孔口預埋PVC管并將管口封堵，防止混凝土進入管內堵塞灌漿通道，一期混凝土襯砌澆筑完成后，利用預埋PVC管進行固結灌漿，以避免對鋼筋結構的破壞。

3.3 鋼筋掛網錨噴支護

隧洞檢修豎井開挖面采用鋼筋掛網錨噴支護技術，隨豎井石方分段開挖，鋼筋掛網錨噴支護分段進行，分段長度3 m。人工風鉆造錨桿孔，錨桿長3 m，間距2 m，采用φ22螺紋鋼作為桿體，M20砂漿灌注。錨桿支護利用開挖石渣作為工作平臺，分層將錨桿眼提前完成。采用φ10鋼筋掛網，鋼筋網片固定在錨桿上，噴護15 cm厚混凝土（采用C25F200混凝土），噴護混凝土時臺秤計量、攪拌機拌料，往復循環(huán)進行巖石壁面噴護。

3.3.1 錨桿施工

錨桿采用“先注漿后安裝錨桿”程序施工。根據(jù)錨桿孔布置尺寸，用紅油漆標定打孔位置和方向。采用YT-23型（7655型）風鉆造孔，孔徑不小于40 mm。鉆孔完成后，對鉆孔采用風水聯(lián)合進行清洗，驗收合格后進行灌漿。注漿采用人工注漿，錨桿使用榔頭打入，水泥砂漿水灰比0.40～0.5。砂漿標號不低于M20。

3.3.2 鋼筋網片制作安裝

鋼筋網片采用φ10鋼筋制作，安裝由人工進行，依地勢而行，用榔頭敲打，使鋼筋網片基本貼緊巖面。鋼筋網片與錨桿的連接采用焊接，網格間連接部分采用焊接，部分采用鉛絲綁扎。鋼筋網片安裝完成并驗收合格后進行噴射混凝土施工。

3.3.3 噴混凝土施工

1）施工準備。①做好開挖斷面檢查驗收，受噴面欠挖不能超限；②清除受噴面浮石、松動石塊、巖渣和其他雜物，對污染嚴重的受噴面采用化學清洗劑專門清理；③用高壓風沖洗受噴面，必須把浮在巖壁上的巖粉清洗干凈，直到露出新鮮基巖面，保證噴射混粘結強度；④對受噴面光滑巖石，采用鑿毛或預先噴粗砂水泥砂漿，以使噴射混凝土達到最佳效果，減少回彈；⑤在受噴面設控制噴層厚度標志，供噴射手施噴時隨時掌握。

2）噴混凝土材料及機具設備。

①噴混凝土材料：選用屯河水泥廠生產的42.5R高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥；施工用清潔水；砂、石骨料采用當?shù)厣皥錾唐飞笆橇稀娚浠炷辽肮橇蟽?yōu)良級配見表1。

表1 噴射混凝土砂骨料級配表

②機具和設備：采用強制式攪拌機JS-500，混凝土噴射機選用HPZU-5型，生產能力3～5 m3/h，水平輸送距離80～100 m，垂直輸送距離40～60 m；空氣壓縮機選擇上海英格索蘭移動式柴動空壓機，排氣壓力0.12 MPa、排氣量20 m3/min。

3）噴混凝土配合比選擇。采用一級配C25F200混凝土。配合比在在滿足設計要求的前提下，充分考慮了施工工藝、原材料、可噴性、回彈、粉塵等方面的因素，并參照類似工程經驗，選用四組不同的配合比進行優(yōu)化，見下表2。

表2 噴射混凝土配合比表

4）噴射混凝土施工。噴射作業(yè)開始時，先送水，再送風，后開機，最后再給料，保證供料連續(xù)均勻。噴射作業(yè)分段分片進行，噴頭與受噴面保持垂直，距離保持在0.8～1.0 m，視風壓大小調整噴頭距離，既保證噴混凝土均勻密實，同時又使回彈率保持最低。噴射順序自下而上，噴頭做均勻的圓周運動，每次壓半圈噴射，如此往復。一次噴射厚度以噴混凝土表面不出現(xiàn)拉裂縫、不坍塌為宜。噴射時，噴射手控制好水灰比，保持噴混凝土表面平整，呈濕潤光澤，無干斑或流淌現(xiàn)象。噴射作業(yè)出現(xiàn)故障或中間短暫停歇時，先停料，后停風，水不停。

3.4 通風排煙排水

在淺層開挖時，采用自然通風；豎井開挖到一定深度后，采用5.5 kW壓入式軸流通風機不斷向掌子面送風，包括在鑿眼時也不中斷送風。在實施中設專人負責通風，及時修補風筒，接好接頭，使通風筒盡量順直，以減少漏風和減小風阻，確保鑿巖、開挖、出渣不受通風影響。豎井主要為基巖裂隙水，通過管徑110 mm中空眼排水滿足要求。

4 施工質量驗收評定

該工程共有9個單元工程，經現(xiàn)場實際檢測評定，合格率100%，其中8個單元工程質量等級評定為優(yōu)良，優(yōu)良率88.89%，工程質量優(yōu)良。

5 結語

鋼筋掛網錨噴支護技術在頭屯河水庫隧洞檢修豎井的成功應用，保證了工程施工進度，節(jié)約了施工成本，達到了質量要求，為后續(xù)工程的施工提供了質量和安全保證。實踐證明，此技術運用在泥巖與砂巖互層的地層，效果非常明顯。

[1]林繼鏞，王光綸.水工建筑物（第 5版）[M].北京：中國水利水電出版社.2009.5.

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[3]SL352-2006，水工混凝土施工規(guī)范[S].

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[5]GB/50086—2001，錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范[S].

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