楊偉剛

（中鐵一局集團(tuán)有限公司云桂鐵路項(xiàng)目部 云南昆明市 652211）

終南山輸水洞技術(shù)總結(jié)

楊偉剛

（中鐵一局集團(tuán)有限公司云桂鐵路項(xiàng)目部 云南昆明市 652211）

引乾濟(jì)石調(diào)水工程輸水隧洞是利用秦嶺終南山特長公路隧道，將商洛市柞水縣境內(nèi)乾佑河上游部分富裕水量穿秦嶺調(diào)入西安市長安區(qū)境內(nèi)石砭峪河，由于工程可與西康公路秦嶺終南山隧道建設(shè)相結(jié)合并同步實(shí)施，具有投資少、見效快、效益好等特點(diǎn)。

終南山；施工技術(shù)；技術(shù)

1 工程概況

1.1 工程簡介

引乾濟(jì)石調(diào)水工程受水區(qū)為西安市城區(qū)，該工程是是西安市建設(shè)的城區(qū)六大水源工程之一。調(diào)水量經(jīng)過既有石砭峪水庫調(diào)蓄后向西安市城區(qū)供水，增加城市生活和工業(yè)供水量，并補(bǔ)充城區(qū)和下游河道生態(tài)環(huán)境及農(nóng)業(yè)用水，對(duì)解決西安市水資源短缺，改變生態(tài)環(huán)境，保障和促進(jìn)城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展具有重要意義。

引乾濟(jì)石調(diào)水工程的隧洞進(jìn)水口位于柞水縣縣城西北約20km處公路隧道南口附近，出水口位于長安區(qū)秦嶺北坡的青岔村附近。該工程引水干渠為平行于公路隧道的18.045km的輸水隧洞，采用自流方式引水。輸水隧洞位于公路西線隧道西側(cè)，中線間距20m，縱坡采用單面坡，洞底低于公路路面約1.65～17.89m。由于輸水隧洞可與公路隧道建設(shè)相結(jié)合并同步實(shí)施，并利用在公路隧道內(nèi)開設(shè)施工斜井的方式將輸水隧洞分成若干段，實(shí)現(xiàn)長隧短打，縮短工期，節(jié)省投資的目的，同時(shí)還可利用公路隧道現(xiàn)有的施工隊(duì)伍及臨時(shí)工程如施工場(chǎng)地、電源、機(jī)具、通風(fēng)、照明、排水等設(shè)施。工程實(shí)施后，對(duì)改善西安城市供水及生態(tài)用水緊張的現(xiàn)狀，對(duì)于實(shí)施“山川秀美”工程有積極的促進(jìn)作用。輸水隧洞進(jìn)水口高程1022.99m，出水口高程890.92m，洞口內(nèi)最大縱坡為+1.1％，隧道最大埋深1600m，埋深超過1000m地段約4km。

輸水隧洞主要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：

（1）按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。

（2）防洪標(biāo)準(zhǔn)按20年一遇洪水設(shè)計(jì)，50年一遇洪水校核。

（3）隧洞最大輸水流量為8m3/s，長約18.045km。

（4）地震設(shè)防烈度為Ⅶ度。

（5）隧洞內(nèi)輪廓凈寬2.5m，凈高為3.05m。

根據(jù)鐵道部工程管理中心的總體安排，利用現(xiàn)已貫通的公路東線隧道及已經(jīng)開工的公路西線隧道，通過斜井進(jìn)入輸水隧洞施工，以實(shí)現(xiàn)“長隧短打、縮短工期”的總體目標(biāo)。本次輸水隧洞我指揮部承擔(dān)的施工管段為洞口SK64+825至隧道中部SK69+345，全長4520m，按此任務(wù)進(jìn)行組織施工。

1.2 地形地貌

輸水隧洞區(qū)屬于北秦嶺中山區(qū)，地形呈北陡南緩，北鄰渭河盆地南緣殘區(qū)，南連南秦嶺中低山河谷區(qū)。北秦嶺大致呈東西向展布，南北寬約24km。隧道所經(jīng)主峰為牛背梁，高程約2802m。輸水隧洞進(jìn)出口與主峰相對(duì)高差1700～1900m。秦嶺山區(qū)山巒重疊，溝壑縱橫，地勢(shì)險(xiǎn)要，山坡植被茂密，交通不便。

隧道進(jìn)口洞門位于巖堆上，該巖堆沿線路方向長約60m，垂直路線方向?qū)捈s250m，厚約10～50m，由大塊石及碎石土組成。

1.3 水文氣象

北秦嶺為我國兩大水系-黃河與長江的分水嶺，北坡地形陡峻，谷深流急，自東向西分布的較大溝峪都呈南北向匯入渭河，本段隧洞位于石砭峪河。北秦嶺南坡地形較緩，雨量充沛，水系發(fā)育，溝谷多呈樹枝狀向源侵蝕，剝蝕明顯。其中老林河呈東西向發(fā)育于F2斷裂帶中，其支流大東溝呈近南北方向，與隧道大致平行。

本隧洞處于亞濕潤溫暖山地氣候區(qū)，全年最大降水量1073mm，秦嶺山區(qū)平均氣溫1.3～12.5°據(jù)氣象資料分析，隧道進(jìn)口最大凍結(jié)深度為0.75m。

輸水隧洞地區(qū)按水文地質(zhì)富水程度劃分為構(gòu)造斷裂中等富水區(qū)、構(gòu)造裂隙富水區(qū)及節(jié)理裂隙貧水區(qū)三類區(qū)段。SK67+761～SK69+416段屬構(gòu)造斷裂中等富水區(qū)，計(jì)算隧洞通過時(shí)可能單位正常涌水量為：1330.94m3/h；SK67+145～SK67+761段屬構(gòu)造裂隙富水區(qū)，計(jì)算隧洞通過時(shí)可能單位正常涌水量為：580.52m3/h；SK64+825～SK67+145段屬節(jié)理裂隙貧水區(qū)。地下水無侵蝕性。

1.4 工程地質(zhì)

輸水隧洞區(qū)位于我國華北古陸與揚(yáng)子古陸兩大陸臺(tái)的結(jié)合帶，地處北秦嶺褶皺斷裂帶的中部，為一復(fù)雜構(gòu)造帶。該帶歷經(jīng)了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、變質(zhì)作用、巖漿活動(dòng)和混合巖化作用，地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性復(fù)雜。SK64+825～SK68+695段，巖性以混合片麻巖為主，間夾有較多的殘留體，殘留體主要為片巖，殘留體分布不均勻，自北向南逐漸減少。大部分巖體受構(gòu)造影響嚴(yán)重，節(jié)理發(fā)育至較發(fā)育。SK68+695～SK70+800段，巖性以混合花崗巖為主，局部間夾混合片麻巖團(tuán)塊，與兩側(cè)的混合片麻巖呈漸變過渡接觸。巖石堅(jiān)硬，受構(gòu)造影響嚴(yán)重至很嚴(yán)重，節(jié)理發(fā)育至較發(fā)育。本段發(fā)育有一條F4區(qū)域性大斷層，還發(fā)育有19條小斷層，斷帶物質(zhì)由碎裂巖及少量斷層泥礫組成，巖體呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)，局部為松散結(jié)構(gòu)，為Ⅲ～Ⅳ類圍巖。

1.5 主要工程量

該管段共長4520m，具體工程量見表1。

表1 主要工程數(shù)量表

2 施工方案的確定

2.1 輸水洞開挖工序

2.1.1 開挖方式

此輸水洞正洞采用新奧法進(jìn)行施工。開挖過后不立即進(jìn)行支護(hù)，對(duì)圍巖進(jìn)行監(jiān)控觀測(cè)，等圍巖有一定的變形后再進(jìn)行支護(hù)，充分利用圍巖的自穩(wěn)能力。由于開挖斷面比較小，進(jìn)入正洞后，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類圍巖均采用簡易平臺(tái)按全斷面法開挖，按照“開挖一段，支護(hù)一段”的原則組織支護(hù)。Ⅳ類圍巖還采用小導(dǎo)管預(yù)注漿進(jìn)行超前支護(hù)；Ⅲ類圍巖采用初期錨噴支護(hù)緊跟開挖斷面，二次襯砌根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及時(shí)施做。Ⅰ、Ⅱ類圍巖初期支護(hù)滯后于開挖，等圍巖穩(wěn)定以后及時(shí)支護(hù)。

2.1.2 超欠挖控制

根據(jù)業(yè)主要求開挖斷面必須開挖出光爆效果，我指揮部通過以下方式嚴(yán)格控制超欠挖：

①避免減少錯(cuò)臺(tái)，采用短進(jìn)尺多循環(huán)開挖方式施做；②為了使開挖輪廓線圓順，嚴(yán)格控制周邊眼間距；③嚴(yán)格控制施鉆方式及鉆進(jìn)角度；④采用光爆索進(jìn)行光面爆破；⑤及時(shí)處理局部出現(xiàn)的欠挖。通過以上開挖方式及時(shí)有效的控制了超欠挖，順利實(shí)現(xiàn)了光面爆破的要求。

2.1.3 提高開挖進(jìn)度

該管段開挖長度為4520m，而業(yè)主規(guī)定的開挖工期2004.1初～12月底，一月份做開挖準(zhǔn)備工作實(shí)際上沒有開挖，開挖時(shí)間僅11個(gè)月，通過2、3、4月份開挖的進(jìn)度來看根本不可能按期完成任務(wù)。

對(duì)2月、3月、4月的施工進(jìn)度情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析如表2。

表2

為了圓滿兌現(xiàn)合同，工程技術(shù)管理人員經(jīng)過仔細(xì)的方案比對(duì)、優(yōu)化和可行性分析，在原有施工方案的基礎(chǔ)上繼續(xù)優(yōu)化，尋找突破，同時(shí)制定嚴(yán)密的管理制度配套此方案的落地生根，確保安全、指標(biāo)等如期實(shí)現(xiàn)；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)要求嚴(yán)格管控，緊盯容易忽略的環(huán)節(jié)。

優(yōu)化管理、加強(qiáng)施工：

為了提高開挖施工進(jìn)度與施工質(zhì)量，制定了嚴(yán)格的配套管理制度，以項(xiàng)目經(jīng)理牽頭，副經(jīng)理全權(quán)負(fù)責(zé)抓生產(chǎn)、抓質(zhì)量，總工全面負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)。為了協(xié)調(diào)施工隊(duì)施工我指揮部設(shè)立調(diào)度中心負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度管理，配合施工隊(duì)伍抓進(jìn)度，安質(zhì)部全面負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量、安全監(jiān)督；配合監(jiān)理對(duì)每一道施工工序做到全面認(rèn)真的檢查，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)安全施工及定期對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)。工程部負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)，控制開挖中線及水平，負(fù)責(zé)對(duì)不同圍巖做監(jiān)控量測(cè)以便及時(shí)對(duì)圍巖進(jìn)行支護(hù)。其他部門為現(xiàn)場(chǎng)施工做好配合工作。

2.1.4 斜井開挖

1#斜井開挖，由于設(shè)計(jì)坡度比較大無法行駛重車，因此采用降坡度去開挖。設(shè)計(jì)坡度是37.1％，實(shí)際開挖坡度控制在13.2％以內(nèi)，即保證了重車的順利通行，又使得施工進(jìn)度得以保障。正洞鉆爆法開挖共4520m，充分利用已打通的公路東線和正在開挖的公路西線平導(dǎo)作為運(yùn)輸通道，節(jié)約了運(yùn)輸成本及工序銜接的時(shí)間；開始開挖時(shí)利用設(shè)計(jì)訂的1#、2#、3#斜井進(jìn)行平導(dǎo)施工作業(yè)，經(jīng)過一段時(shí)間的測(cè)試，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度要求，隨后又增加了六個(gè)臨時(shí)施工斜井十二個(gè)作業(yè)面，以滿足現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度要求，最后得到驗(yàn)證，此方案安全、有效的解決了現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度問題，收到了良好效果。

2.2 襯砌施工

施工操作：

該指揮部管段設(shè)計(jì)襯砌835m，后來變更74m，新增六個(gè)斜井增加90m，后又變更取消315m，最終正洞襯砌為639m。

3 結(jié)語

本文對(duì)終南山輸水洞技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)報(bào)告，對(duì)本工程輸水隧洞先進(jìn)行了簡介，再闡述了有關(guān)施工技術(shù)及實(shí)際操作方案。順利在有限時(shí)間內(nèi)完成了施工工作，并取得了良好的效果。

U455.4

A

1004-7344（2016）02-0138-02

2016-1-5

楊偉剛（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事土木類施工管理工作。