劉 超 付大鵬 張社紅

（渭南市洛惠渠管理局 陜西 大荔 715100）

1 工程概況

洛惠渠五號(hào)隧洞（以下簡(jiǎn)稱五洞）全長(zhǎng)3467m，建成于1947年，1950年正式通水。該洞由于所處地質(zhì)條件惡劣，在運(yùn)行過程中多次發(fā)生坍陷堵塞、洞身變形等重大事故，因而1982年被迫對(duì)其尾段1400m洞身進(jìn)行了內(nèi)襯鋼筋砼加固，致使其洞身過水?dāng)嗝嬗?.7m×2.7m減小為2.2m×2.2m，過水能力由設(shè)計(jì)15m3/s減小為9.8m3/s，嚴(yán)重影響了五洞下游大荔灌區(qū)48萬畝農(nóng)田的灌溉。為解決這一問題，洛惠渠灌區(qū)實(shí)施了五洞擴(kuò)大工程，從加固縮小段處另辟新洞，斷面設(shè)計(jì)為2.7m×2.7m馬蹄形，襯砌厚度為30cm素砼，洞線長(zhǎng)度1000m，以恢復(fù)全洞過水能力。

由于五洞下游加固縮小段平面為反S形，而新開隧洞平面為直線，兩洞出口相距約80m（新洞口在左側(cè)），因而兩洞身有兩次交叉。第一次交叉位于五洞樁號(hào)1+997.798處與老洞銜接，為新洞起點(diǎn)，平面為人字形稱為1#岔洞；第二次交叉位于五洞樁號(hào)2+151.298處，與老洞斜向交叉，兩洞夾角45°，稱為2#岔洞。五洞2#岔洞就是新開隧洞（新洞）與原洞身（老洞）的交叉，距離上游的新洞1#堅(jiān)井75.5m。

2#岔洞上游新洞為人工開挖現(xiàn)澆砼施工，下游新洞為盾構(gòu)機(jī)械開挖預(yù)制管片安裝施工。岔洞處老洞為兩層襯砌，外層為漿砌料石，洞內(nèi)徑為3.0m×3.0m；內(nèi)層為加固的鋼筋砼，洞內(nèi)徑2.2m×2.2m，平均加固厚度40cm。

2 施工方案分析

根據(jù)五洞擴(kuò)大工程施工工期安排，2#岔洞上游的人工開挖施工和下游的盾構(gòu)施工同時(shí)到達(dá)岔洞位置，時(shí)處灌溉高峰，五洞滿負(fù)荷通水。根據(jù)建設(shè)單位意見，2#岔洞施工不能影響灌溉，五洞暫時(shí)不能停水，兩洞交叉施工只能在五洞停水后進(jìn)行，并要求在來年冬灌開始前完成施工。但是五洞停水期只有兩個(gè)月時(shí)間，而五洞僅拆除鋼筋混凝土及漿砌石方量估計(jì)在100m3以上，并且岔洞施工作業(yè)在地下進(jìn)行，工作面狹小，施工條件差，并受地下水干擾，因此按期完工難度較大，勢(shì)必影響冬灌。

綜合考慮上述因素，對(duì)2#岔洞的施工提出了兩種設(shè)想：

設(shè)想一：不拆除老洞，保證洞內(nèi)繼續(xù)通水，從老洞洞身下部在停水前先行貫通岔洞，呈地下倒虹形式。停水后完成拆除施工及上部結(jié)構(gòu)施工。

設(shè)想二：不拆除老洞，保證洞內(nèi)繼續(xù)通水，從老洞洞身頂部跨越老洞在停水前先行貫通岔洞，施工好岔洞上部結(jié)構(gòu)。停水后完成拆除施工及底板施工。

經(jīng)過對(duì)比分析，第一方案施工開挖量小，但五洞地下水豐富，施工期間排水困難，施工完全在水下，且在老洞下部挖通后，洞身懸空很不安全，并且后期岔洞上部結(jié)構(gòu)施工不便，更不安全，運(yùn)行后岔洞處水流不暢；第二方案在老洞上部包圍老洞進(jìn)行施工，排水方便，并可利用老洞作為支護(hù)，圍巖暴露面積較小，施工完成早的情況下可以利用行水期進(jìn)行老洞外層砌體拆除，停水后僅完成洞底施工即可，工期可大大提前。并且此法先完成岔洞拱部結(jié)構(gòu)施工，后期施工安全性較大。因此，岔洞施工采用第二方案。

3 方案設(shè)計(jì)

對(duì)由老洞頂跨越貫通新洞的方案設(shè)計(jì)如下：

岔洞長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為8.0m，斷面凈跨為6.0m，凈高為6.0m，高于老洞頂3m，以便進(jìn)行頂部穿越。岔洞斷面為城門洞形，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，襯砌厚度40cm。為保證岔洞和新老洞高度方向銜接，設(shè)計(jì)岔洞與新老洞在距岔洞前7m處開始抬高洞頂，洞身高度由3.0m抬高至6.0m，岔洞上游新洞升高段利用1#堅(jiān)井作為施工通道；岔洞下游新洞降低段利用2#豎井作為施工通道，在完成新洞與岔洞上下游貫通后，再在岔洞內(nèi)施工老洞方向的升高段和降低段，最后在岔洞的保護(hù)下拆除老洞，完成底板砼澆筑。

4 岔洞施工

4.1 新洞升高段和降低段施工

根據(jù)設(shè)計(jì)在地面制作木拱架、木模板，共計(jì)7模，每模進(jìn)尺1.0m，高度由3.0m至6.0m，寬度不變，木模制作完成后在地面形成升高段模型。隨后人工進(jìn)行洞身開挖，每次開挖進(jìn)尺1.0m后進(jìn)行圍巖支護(hù)，綁扎鋼筋，安裝模板后澆筑砼，連續(xù)施工完成整個(gè)升高段拱墻施工，隨后封堵掌子面，進(jìn)行底拱澆筑。

新洞降低段的施工由盾構(gòu)側(cè)施工完成，施工方法同升高段，同時(shí)進(jìn)行。

4.2 岔洞段施工

新洞兩側(cè)的升高段施工完成后，正式進(jìn)行岔洞施工，岔洞拱架因跨度較大而采用重軌制作。拱部半徑為3.0m半圓，分五段組成，螺栓連接；側(cè)墻高度3.0m，由兩段組成，螺栓連接。整個(gè)拱架共分七段組成，根據(jù)岔洞長(zhǎng)度共計(jì)制作9榀。

岔洞施工考慮施工組織和安全，單獨(dú)由1#豎井側(cè)施工，每次開挖澆筑長(zhǎng)度定為1.0m。由于岔洞高度大，跨度大，如采用全斷面開挖，則圍巖支護(hù)困難，且開挖和砼施工歷時(shí)長(zhǎng)，因而圍巖暴露時(shí)間太長(zhǎng)，對(duì)五洞所處地質(zhì)條件危險(xiǎn)性較大，因而岔洞施工采用分部施工：即先完成拱部施工，再完成側(cè)墻施工。拱部施工根據(jù)老洞在岔洞內(nèi)的左右位置變化情況采用左右側(cè)分部施工，這樣不僅大大縮短開挖澆筑歷時(shí)，增加施工安全性，也可在進(jìn)行岔洞拱部施工時(shí)，利用老洞頂部作為支撐和施工平臺(tái)，極大地方便施工，對(duì)在岔洞拱部施工中因岔洞跨度形成出露的老洞升高段和降低段掌子面臨時(shí)進(jìn)行封堵。

實(shí)際施工證明，這一方案非常合理，岔洞頂拱施工難度大大降低，并且加快了施工速度和保證了施工安全。

在岔洞拱部施工中，由于新洞底和老洞頂高度達(dá)3.0m～4.0m，加之空間狹小，上料出土水平和垂直運(yùn)輸都較困難。因此，在進(jìn)行土體開挖和砼施工時(shí)，在升高段內(nèi)設(shè)置了一臺(tái)7.0m長(zhǎng)的皮帶運(yùn)輸機(jī)，進(jìn)行物料運(yùn)輸，極大地方便了施工，使得整個(gè)岔洞施工用于上料運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間大大縮短。

4.3 岔洞側(cè)墻施工

由于岔洞包圍老洞施工，兩者相交，老洞將岔洞側(cè)墻兩側(cè)分開，故側(cè)墻施工可分兩側(cè)單獨(dú)進(jìn)行，這樣減小了土體開挖量和圍巖暴露面積，增加了施工速度和安全性。

施工時(shí)為保證拱部拱架的穩(wěn)定，先開槽將側(cè)墻拱架進(jìn)行連接支撐，然后再進(jìn)行開挖土體、支護(hù)、模板安裝和澆筑砼。

4.4 老洞升高段和降低段施工

岔洞施工過程中，對(duì)于岔洞和老洞銜接的升高降低段出露的掌子面，在岔洞拱部施工時(shí)進(jìn)行了臨時(shí)封堵。在岔洞拱部完成施工后，開始拆除封堵進(jìn)行銜接施工，高度由岔洞頂至老洞頂。在與老洞頂銜接時(shí)，先拆除老洞外層砌體，露出內(nèi)層砼后鉆孔預(yù)埋鋼筋和岔洞鋼筋相連，安裝模板和澆筑砼。

該部分施工由于開挖斷面逐漸減小且長(zhǎng)度較小，故升高段和降低段均采用全斷面開挖和澆筑，其澆筑進(jìn)尺為2.0m。

4.5 通風(fēng)

在岔洞施工過程中，由于岔洞距離1#豎井75m，空氣無法形成對(duì)流，因而岔洞處空氣沉悶，氣味難聞。為了保證岔洞施工通風(fēng)，施工中根據(jù)五洞為無壓洞的特點(diǎn)，利用老洞停水間歇時(shí)間在老洞頂部鑿孔預(yù)埋了Φ300鋼管作為岔洞施工過程中的通風(fēng)通道，效果較好。

4.6 拆除

岔洞側(cè)墻施工完成時(shí)，洞內(nèi)行水已經(jīng)停止，老洞拆除工作開始進(jìn)行。拆除采用風(fēng)鎬施工，空壓機(jī)（8m3）置于1#豎井上地面，Φ50管道送風(fēng)，距離175m，由于老洞在已成岔洞內(nèi)拆除，空間大，有岔洞拱部保護(hù)，拆除工作進(jìn)展十分順利。

4.7 底板澆筑及修補(bǔ)

老洞拆除完成后，進(jìn)行廢渣清理，逐模開挖底板進(jìn)行砼澆筑。澆筑完成后對(duì)上下游新老兩洞銜接部位進(jìn)行修補(bǔ)處理，清理洞內(nèi)物料，岔洞施工徹底完成，達(dá)到了預(yù)定目標(biāo)和工期要求。

5 結(jié)語

2#岔洞自開始施工到最后完成，歷時(shí)126天，共消耗材料砼180m3、鋼材8.0T，用工近6000工日，開挖土方800m3，拆除鋼筋砼35m3，拆除砌體90m3，整個(gè)施工過程工序緊湊，安排合理，未發(fā)生任何安全事故。

地下工程施工風(fēng)險(xiǎn)大，不可預(yù)見因素多，但只要認(rèn)真細(xì)致分析，科學(xué)制定方案，謹(jǐn)慎安全施工，就一定能解決施工中遇到的各種難題，促進(jìn)工程施工技術(shù)的發(fā)展。陜西水利