陳燚剛 李全

摘要：本文筆者結(jié)合某工程實(shí)例，通過(guò)分析施工組織，對(duì)隧洞流砂段支護(hù)及開挖的施工技術(shù)進(jìn)行探討?？晒┩袇⒖迹?/p>

關(guān)鍵詞：引水隧洞；支護(hù)；進(jìn)洞；出口

一、工程概況

某水利樞紐工程設(shè)置目標(biāo)是主要是為了緩解大路梁子隧道水溝排水壓力而設(shè)置，其中引水洞進(jìn)口與隧道進(jìn)口的距離為緩坡地帶，大約為170m。引水洞斷面為城門洞型，引水洞全長(zhǎng)780m，斷面凈尺寸為3.5m×3.65m（寬×高），縱向坡度為0.8%。引水洞主體穿越三疊系石灰?guī)r地層，該地段基巖積壓破碎，巖層接近直立，裂隙水及巖溶水發(fā)育，節(jié)理、裂隙發(fā)育。地質(zhì)存在突涌、斷層、巖爆、膨脹巖、瓦斯、流沙、巖溶、滑坡等不良地層情況的可能性極大，隧道穿越地層存在玄武巖、砂巖、石灰?guī)r、頁(yè)巖和泥巖；洞身范圍內(nèi)有煤層、斷層。所以在分析該引水洞地貌的基礎(chǔ)上，因地制宜，在洞口附近設(shè)置拌和站及砂石料堆放場(chǎng)，設(shè)置生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)房屋；工程施工期間，充分利用山上的水來(lái)作施工及生活所需要；生活用電將通過(guò)將電接至施工駐地來(lái)解決，具體是安裝變壓器，為預(yù)防意外情況，備用內(nèi)燃發(fā)電機(jī)。

二、施工技術(shù)組織概況分析

1.施工技術(shù)方案選擇

本工程施工道路布置、開挖出渣方案、壩體填筑施工工藝和特殊段處理等，是本工程施工布置設(shè)計(jì)的重要及關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本工程大路梁子隧道引水洞設(shè)計(jì)全長(zhǎng)780m，圍巖基本情況：二類圍巖，占全隧道長(zhǎng)度為13.8%108 m；三類圍巖444m，占全隧道長(zhǎng)度為56.9%；四類圍巖228m，占全隧道的長(zhǎng)度為29.3%。

2.進(jìn)洞方案

通過(guò)各方面的探究和分析，確定最后的進(jìn)洞方案：首先，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的需求，進(jìn)行洞頂排水溝、截水溝以及水溝；然后上一個(gè)工序檢測(cè)合格后，進(jìn)行坡度刷坡的施工。開挖工序方面，一般采取人工開挖方案，以確保工程穩(wěn)定施工，比如使用工具對(duì)邊仰坡及洞口處進(jìn)行開挖，順序從上到下進(jìn)行施工，完成后對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)防護(hù)。

3.出口方案

方案設(shè)計(jì)的出口端方案為柱式洞門，施工時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙需求對(duì)洞頂進(jìn)行截水溝施工；接著，進(jìn)行邊坡錨噴防護(hù)工序；最后，待前面工序經(jīng)檢測(cè)合格后，進(jìn)行按二類圍巖淺埋段進(jìn)行洞頂?shù)氖┕?。初支完成后，要及時(shí)進(jìn)行二次襯砌施工工序，完成這一工序后，再進(jìn)行洞門端砌筑。

三、隧洞特殊地段超前支護(hù)施工技術(shù)

這一階段的施工技術(shù)，重點(diǎn)在于掌握圍巖地質(zhì)的情況下，應(yīng)配置好有經(jīng)驗(yàn)的管理人員和施工技術(shù)人員，同時(shí)備足鋼格柵（或型鋼拱架）、噴漿機(jī)、注漿機(jī)、高標(biāo)號(hào)水泥、高標(biāo)號(hào)水泥、水玻璃、稻草、方木、花管、焊管、鋼軌等材料。

1.超前探孔工序

在鉆眼前應(yīng)打入6m 長(zhǎng)焊管作超前探眼；且要求每次探眼應(yīng)做到直墻腰部2 根、起拱線位置2 根、頂拱1 根，數(shù)量不得少于5 根，以確保洞穴流砂在開挖爆破過(guò)程中不會(huì)造成

坍方。在探眼掘進(jìn)過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)圍巖比較松軟的現(xiàn)象，或從焊管中涌出裂隙水、流砂等現(xiàn)象，要及時(shí)采取處理措施，如臺(tái)階法施工處理，或采取短進(jìn)心、早封閉、強(qiáng)支護(hù)、弱爆

破等施工處理措施，同時(shí)要做好施工前一些預(yù)防方案的擬定，如為了最大限度引排流砂體內(nèi)的積水，涌水量較大時(shí)可多打花管。

2.超前支護(hù)工序

在設(shè)計(jì)開挖輪廓線基礎(chǔ)方面，待確定流砂層長(zhǎng)度后，輪廓線徑向放大20m～40m，同時(shí)將焊管、花管超前支護(hù)打入起拱線位置；并要求將超前管棚縱向嚴(yán)格按平、順、直等原則要求打入，且橫向不宜留有空隙，以避免發(fā)生流砂滲出縫隙的質(zhì)量問(wèn)題。

四、隧洞特殊地段開挖及支護(hù)技術(shù)

1.臺(tái)階法開挖工序

本工程主要是在施工方案篩選過(guò)程中，考慮到隧洞流砂的流動(dòng)性非常明顯，如果進(jìn)行全斷面開挖容易發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，所以決定選取臺(tái)階法，且先進(jìn)行上半部人工開挖，每環(huán)進(jìn)尺宜<0.5m；開挖完成上半部后，將共管打入滲水位置，且要注意不適宜對(duì)其進(jìn)行封堵處理，還要排放地下滲水；如果實(shí)際情況確實(shí)需要封堵流砂位置，可采用管棚（顆粒比較大的情況下）或稻草（流砂內(nèi)滲水的情況）進(jìn)行處理。根據(jù)已掌握的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在充分了解流砂體流動(dòng)性和涌水、滲水量的情況下，宜對(duì)臺(tái)階長(zhǎng)度進(jìn)行適當(dāng)控制在3～5m。

2.拱部縱向支護(hù)的加強(qiáng)工序

超前管棚在施工過(guò)程中，往往不容易控制在同一平面，這容易造成管棚無(wú)法承受流砂體的垂直壓力、擠壓力，或拱部開挖后出現(xiàn)流砂、滲水滲漏等現(xiàn)象的發(fā)生，若不及時(shí)解決，

最終會(huì)導(dǎo)致拱部沉降、位移。所以，隨上半部開挖地不斷深入，為避免質(zhì)量問(wèn)題的進(jìn)一步擴(kuò)大，必做根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)將超前管棚打入，可適當(dāng)增加超前管棚的數(shù)量，直至其進(jìn)入

非流砂巖層，第二環(huán)達(dá)不到繼續(xù)第三、第四環(huán)等，使其擁有足夠支撐流砂體垂直壓力、擠壓力的質(zhì)量保證；至此，處理完后，還需要及時(shí)封堵流砂，引排滲水，確保工程進(jìn)度順利展開。

3.拱部橫向支護(hù)的加強(qiáng)工序

加強(qiáng)工序，主要是考慮到超脫管棚支護(hù)已是支撐流砂體擠壓力、垂直壓力的重要組成部分，尤其是縱向超前管棚支護(hù)在拱部短進(jìn)尺開挖加強(qiáng)后；接下來(lái)，就要考慮噴身砼支護(hù)、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)的處理，有必要及時(shí)進(jìn)行鋼格柵橫向支撐施工或拱部型鋼拱架的加強(qiáng)施工。通過(guò)收斂量測(cè)，準(zhǔn)確掌握其水平位移速度、洋洋得意位移、沉降速度、沉降量等相關(guān)重要指標(biāo)參數(shù)的狀態(tài)；在施工過(guò)程中，為保證拱部對(duì)流砂體的支撐質(zhì)量，如有必要可在鋼格柵超拱線、型鋼拱架處加設(shè)橫支撐。

4.下部臺(tái)階施工工序

在施工過(guò)程中，因?yàn)榱魃白苑€(wěn)能力非常不好，所以在下部臺(tái)階施工時(shí)，應(yīng)采取短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)施工技術(shù)對(duì)下半部進(jìn)行施工，且控制每次進(jìn)尺在0.5m 左右。同時(shí)，下部宜采取先開挖右側(cè)或左側(cè)下半部的方法，即分左右兩側(cè)邊挖邊護(hù)的施工方法，以保證拱部的支撐效果比較可靠；然后按設(shè)計(jì)要求完成相關(guān)工序，如噴身砼、打設(shè)錨桿、完成掛網(wǎng)、焊接下半部型鋼或鋼格柵，施工下半部的另一側(cè)。此外，為確保后期施工安全，最大限度避免內(nèi)水外滲或外水內(nèi)滲等滲透現(xiàn)象，有效防范進(jìn)一步發(fā)生較為復(fù)雜的位移、沉降、變形、擠壓力等工程質(zhì)量問(wèn)題，可考慮使拱部、邊墻、底板在二期支護(hù)斷面外形成完整的封閉圈，通過(guò)在進(jìn)行二期支護(hù)斷面的設(shè)計(jì)階段時(shí)，會(huì)首先作基底換填、設(shè)計(jì)鋼格柵或橫向鋼拱架、澆筑底板仰拱砼等施工處理。

五、其它方面施工工序技術(shù)要點(diǎn)的處理

（21）隧洞砂巖地段涌水、涌砂、巖溶的處理方案：采用梁跨、板跨或拱跨等跨越措施處理不能堵塞水流，或溶洞較深的情況；采用支撐墻、支撐柱、支撐拱以及嵌補(bǔ)加固等工程措施進(jìn)行支頂加固；采用砼、漿砌片石堵塞、填實(shí)停止發(fā)育的干、小溶洞。對(duì)巖溶水或暗河的處理時(shí)宜疏不宜堵，在處理泥水、暗河突涌時(shí)，宜在施工時(shí)采取超前地質(zhì)鉆孔探測(cè)，且預(yù)備足夠的抽水設(shè)備。（2）隧洞流砂坍方處理方案：為確保拱部坍孔出砂體自身穩(wěn)定，可采用鋼材或木材橫向?qū)⑻杲財(cái)啵豢刹捎盟矶戳魃岸伍_挖支護(hù)、超前支護(hù)處理坍孔封閉。此外，基于洞穴填充物通常會(huì)存在穩(wěn)定性差、下沉量大、易坍塌、松軟等情況，可采取樁基處理、超前注漿加固地層、換填人工基礎(chǔ)或漿砌、干砌片石基礎(chǔ)等處理措施。

六、總結(jié)

綜上所述，筆者通過(guò)引水隧洞施工過(guò)程中積累的一些經(jīng)驗(yàn)，由此看出引水隧洞施工技術(shù)涉及多個(gè)施工細(xì)節(jié)，在隧洞工程引水施工過(guò)程中，遇到過(guò)去沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題，這就需要在今后的工程實(shí)踐中不斷豐富施工經(jīng)驗(yàn)；同時(shí)各個(gè)工序的銜接對(duì)于工期的進(jìn)度、工程質(zhì)量都產(chǎn)生不同程度的影響，在本次工程施工中也體現(xiàn)了這一點(diǎn)，所以要保證工程質(zhì)量，需要加強(qiáng)施工技術(shù)各個(gè)施工階段的質(zhì)量控制。

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