侯 娟

（中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西 西安 710068）

0 前言

1#泄洪排沙洞進(jìn)口布置在攔沙壩右岸上游。與施工期導(dǎo)流洞相結(jié)合，設(shè)有壓短管進(jìn)口的無(wú)壓隧洞,洞身段長(zhǎng)度為2170.438 m；進(jìn)口閘室段長(zhǎng)度為12.5 m,孔口尺寸為10.54 m×12.77m；進(jìn)口連接段長(zhǎng)度為12.5 m，進(jìn)口底板開(kāi)挖高程EL919.00 m，采用潛孔式平面閘門(mén)。洞身坡比3.0546%，進(jìn)口開(kāi)挖高程EL920.50 m，出口開(kāi)挖高程EL854.203 m，出口采用挑流消能。1#泄洪排沙洞開(kāi)挖典型斷面為：8.4（寬）m×10.2（高）m和9.2（寬）m×11.6（寬）m。本工程工期緊，任務(wù)重，監(jiān)理業(yè)主對(duì)隧洞的初期支護(hù)要求高，正確處理與合理安排隧洞開(kāi)挖與噴錨支護(hù)的關(guān)系，是保證工程工期的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。本次研究的重點(diǎn)側(cè)重于通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工情況解決隧洞開(kāi)挖和錨噴支護(hù)的關(guān)系問(wèn)題。

1 施工方法及工藝要求

1.1 洞室開(kāi)挖主要施工方法

1.1.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備主要包括技術(shù)準(zhǔn)備，施工人員和設(shè)備、材料的準(zhǔn)備，施工風(fēng)、水、電管線的延伸以及道路修筑等。

1.1.2 測(cè)量放樣

測(cè)量人員采用全站儀測(cè)放隧洞中心線、頂拱中心線、設(shè)計(jì)輪廓線、兩側(cè)腰線，使用水準(zhǔn)儀對(duì)底板高程進(jìn)行控制，每個(gè)循環(huán)鉆孔前進(jìn)行設(shè)計(jì)線測(cè)量放樣，并檢查上一循環(huán)超欠挖情況；斷面測(cè)量滯后開(kāi)挖面10 m～15 m，每5 m為一斷面進(jìn)行測(cè)量。

1.1.3 布孔、鉆孔及驗(yàn)收

采用自制鉆爆臺(tái)車(chē)（見(jiàn)圖1）作為施工作業(yè)平臺(tái)，根據(jù)圍巖分類(lèi)情況，采用YT28型手風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔。Ⅱ、Ⅲ類(lèi)圍巖鉆孔深度按3 m控制；Ⅳ類(lèi)圍巖鉆孔深度按2 m控制，使用高壓風(fēng)沖洗鉆孔，并經(jīng)檢查驗(yàn)收合格后，進(jìn)行裝藥。

圖1 鉆爆臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)圖

1.1.4 裝藥、爆破

按照爆破設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鉆孔、裝藥、堵塞及聯(lián)網(wǎng),作業(yè)時(shí)嚴(yán)格按照監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的爆破設(shè)計(jì)成果進(jìn)行操作，裝藥嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)圖（爆破參數(shù)在實(shí)施過(guò)程中不斷調(diào)整優(yōu)化）進(jìn)行。

1.1.5 排煙

在洞口各布置一臺(tái)通風(fēng)量為2×55 kW的軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)排煙，確保洞內(nèi)有害氣體和粉塵含量在規(guī)范允許范圍內(nèi)，并定期進(jìn)行有毒有害氣體和氡氣檢測(cè)。

1.1.6 出渣

開(kāi)挖石渣采用側(cè)卸裝載機(jī)配20 t自卸車(chē)運(yùn)輸出渣，開(kāi)挖出的渣料運(yùn)輸路線為經(jīng)漫水橋走左岸低線道路到指定棄渣場(chǎng)。

1.2 洞室支護(hù)施工

1.2.1 洞內(nèi)支護(hù)形式

根據(jù)圍巖類(lèi)型不同，洞身段開(kāi)挖支護(hù)斷面形式分三種型式。

Ⅱ類(lèi)圍巖頂拱支護(hù)形式采用C25系統(tǒng)錨桿，L=4.5 m/6 m，深入巖石4.0 m/5.9 m，外漏0.1 m,間排距2.5 m，梅花型布置，掛網(wǎng)鋼筋A(yù)6.5，間排距15 cm×15 cm，噴C25混凝土，厚10 cm；側(cè)墻支護(hù)形式采用C25系統(tǒng)錨桿，L=4.5 m，深入巖石4 m，外漏0.5 m,間排距2.5 m，梅花型布置，隨機(jī)掛網(wǎng)鋼筋A(yù)6.5@15 cm×15 cm，噴C25混凝土，厚10 cm。

Ⅲ類(lèi)圍巖側(cè)墻及頂拱支護(hù)形式采用C25系統(tǒng)錨桿，L=4.5 m，深入巖石4 m，外漏0.5 m,間排距2.5 m，梅花型布置，掛網(wǎng)鋼筋A(yù)6.5，間排距15 cm×15 cm，噴C25混凝土，厚10 cm。

Ⅳ類(lèi)圍巖頂拱支護(hù)形式采用C25系統(tǒng)錨桿，L=4.5 m，間排距2 m，梅花型布置，深入巖石4 m，外漏0.5 m。地質(zhì)條件較差地段采用I20 a工字鋼臨時(shí)支護(hù)，間排距1 m，C22縱向連接筋連接，通過(guò)鎖腳錨桿固定，當(dāng)系統(tǒng)錨桿與鎖腳錨桿重疊時(shí)，采用鎖腳錨桿固定。掛網(wǎng)鋼筋A(yù)6.5，間排距15 cm×15 cm，噴C25混凝土，厚10 cm。

II、III類(lèi)圍巖開(kāi)挖，支護(hù)滯后開(kāi)挖不大于30 m，IV類(lèi)圍巖開(kāi)挖，支護(hù)緊跟開(kāi)挖。對(duì)于揭露出來(lái)的地質(zhì)缺陷所顯現(xiàn)的不穩(wěn)定巖體，隨時(shí)進(jìn)行隨機(jī)錨桿錨固；在特別松散、軟弱破碎的巖體中開(kāi)挖洞室時(shí)，采取“一掘一支護(hù)”的方式進(jìn)行支護(hù)施工。

1.2.2 洞室支護(hù)施工設(shè)備配置原則

（1）錨桿有4.5 m、6 m長(zhǎng)錨桿兩種，錨桿鉆孔配備16臺(tái)YT28手風(fēng)鉆鉆孔,。

（2）噴射混凝土施工配置PZ-7噴錨機(jī)施工，噴射料在拌合站拌制，混凝土車(chē)運(yùn)輸進(jìn)洞，人工轉(zhuǎn)料進(jìn)噴射機(jī)設(shè)備。

1.2.3 作業(yè)平臺(tái)

洞室支護(hù)作業(yè)平臺(tái)均采用自制臺(tái)車(chē)形式。自制臺(tái)車(chē)由型鋼加工成剛性結(jié)構(gòu)體，長(zhǎng)、寬、高與作業(yè)面相宜，臺(tái)車(chē)采用裝載機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)。

1.3 錨桿施工

1.3.1 施工工藝流程

錨桿施工采用先注漿后插桿的施工方法，工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 錨桿施工工藝流程框圖

1.3.2 水泥砂漿錨桿施工方法

（1）鉆頭選用要符合要求，鉆孔點(diǎn)有明顯標(biāo)志，錨桿孔的開(kāi)孔應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙布置的位置進(jìn)行，其孔位偏差應(yīng)小于10 cm。

（2）錨桿孔的孔軸方向滿足施工圖紙的要求。施工圖紙未作規(guī)定時(shí)，系統(tǒng)錨桿的孔軸方向應(yīng)垂直于開(kāi)挖面(或建基面)。錨孔深度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，孔深偏差值不大于5 cm。

（3）鉆孔結(jié)束，對(duì)每一鉆孔的孔徑、孔向、孔深及孔底清潔度進(jìn)行認(rèn)真檢查記錄。

（4）鉆孔完成后用高壓風(fēng)清孔，將孔內(nèi)松散巖粉、土屑粒清除干凈。

1.4 噴砼施工

1.4.1 施工工藝流程

噴混凝土采PZ-7型噴錨機(jī)，混凝土采用8 m3混凝土罐車(chē)運(yùn)輸進(jìn)洞。噴射混凝土施工工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3 噴射混凝土施工工藝流程框圖

1.4.2 施工方法和要點(diǎn)

（1）掛網(wǎng)施工

鋼筋網(wǎng)在加工場(chǎng)加工成1.7 m×1.7 m的鋼筋網(wǎng)片，搭接長(zhǎng)度10 cm。鋼筋網(wǎng)與錨桿端頭用點(diǎn)焊或綁扎連接固定，鋼筋網(wǎng)與巖面之間采用插鋼筋支墊等方式，確保鋼筋網(wǎng)在噴層內(nèi)居中，保護(hù)層厚度不小于5 cm。

（2）噴射作業(yè)

噴射混凝土采用噴錨機(jī)噴射，受?chē)娒骓樞蜃鳂I(yè)運(yùn)用自下而上,分段長(zhǎng)度不應(yīng)大于6 m，噴射時(shí)先將低洼處大致噴平，再自下而上往復(fù)噴射。一次噴混凝土的厚度以噴混凝土不滑移不墜落為度，既不能因厚度太大而影響噴混凝土的粘結(jié)力和凝聚力，也不能太薄而增加回彈量。邊墻一次噴射混凝土厚度控制在7 cm～10 cm，拱部控制在5 cm～6 cm，并保持噴層厚度均勻。

（3）混凝土養(yǎng)生

噴射混凝土終凝2 h后，及時(shí)采取有效措施進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14 d。在混凝土養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)制定專(zhuān)人每天進(jìn)行養(yǎng)護(hù)灑水，對(duì)溫度進(jìn)行記錄。

1.5 拱架施工

1.5.1 鋼支撐加工

（1）鋼拱架放樣、制模

模具制作采用實(shí)地放樣的方法，對(duì)模具先放大樣，再用工字鋼彎曲機(jī)把工字鋼彎曲，多次校對(duì)后，最后使得工字鋼的弦長(zhǎng)、內(nèi)外弧長(zhǎng)度、半徑符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，再精確找出接頭板的正確位置。

（2）鋼拱架彎曲、切割

每榀鋼拱架分6個(gè)單元加工，設(shè)置5處接頭。頂拱段為2個(gè)單元（A單元、B單元），A單元弧長(zhǎng)7 m,B單元弧長(zhǎng)5.065 m，均為兩端設(shè)置23 cm長(zhǎng)×23 cm寬，厚16 mm連接鋼板,采用M20螺栓與相鄰單元連接）；兩側(cè)直墻段為各為2個(gè)單元（C單元、D單元），C單元長(zhǎng)4.114 m,兩端設(shè)置連接鋼板，D單元弧長(zhǎng)5.23 m，一端設(shè)置連接鋼板。單根9 m長(zhǎng)工字鋼彎曲結(jié)束之前需暫停彎曲，并將下一根9 m長(zhǎng)工字鋼與其進(jìn)行牢固焊接，然后繼續(xù)進(jìn)行彎曲。

（3）接頭板焊接

工字鋼經(jīng)彎好切割后，檢查工字鋼的弧長(zhǎng)。在卡槽內(nèi)放入接頭板，對(duì)偏差很小的工字鋼，通過(guò)調(diào)節(jié)接頭板，保證接頭板在軸向徑向方向。要確保接頭板上的螺栓孔要精確，與工字鋼焊接時(shí)，保證四個(gè)方向?qū)R固定才能進(jìn)行焊接，焊接完后，對(duì)接頭板面、螺栓孔打整，確保工字鋼組裝連接的誤差。

1.5.2 運(yùn)輸和安裝

（1）鋼支撐運(yùn)輸

鋼拱架運(yùn)輸采用人工配合裝載機(jī)，加工廠在發(fā)放鋼拱架時(shí)必須按鋼拱架規(guī)格認(rèn)真發(fā)放。

（2）2鋼支撐安裝

檢查合格的支撐用25 t履帶吊吊裝到位，支撐吊裝采用兩點(diǎn)起吊，在吊裝過(guò)程中必須保持支撐平穩(wěn)、無(wú)碰撞、無(wú)變形。鋼管支撐吊裝到位后，先不要松開(kāi)吊鉤，將支撐兩端放在鋼牛腿上，用人工輔助將支撐調(diào)整到設(shè)計(jì)位置后再將支撐臨時(shí)固定。支撐臨時(shí)固定后沒(méi)及時(shí)檢查各節(jié)點(diǎn)的連接狀況，經(jīng)確認(rèn)符合要求后方可施加預(yù)壓軸力，預(yù)壓軸力應(yīng)分級(jí)勻速施工，反復(fù)進(jìn)行。當(dāng)預(yù)加軸力達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)加壓力穩(wěn)定后鎖定，然后回油松開(kāi)千斤頂解開(kāi)鋼絲繩完成該根支撐的安裝。

2 質(zhì)量、安全及環(huán)境保護(hù)

2.1 質(zhì)量保證措施

（1）根據(jù)Ⅳ類(lèi)圍巖開(kāi)挖類(lèi)型及支護(hù)遵循“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)”的原則施工。

（2）保護(hù)好測(cè)量一切監(jiān)測(cè)設(shè)施的控制點(diǎn)，防止機(jī)械和爆破等引起的破壞，并定期檢查和復(fù)核，確保監(jiān)測(cè)精度。

（3）錨桿桿體應(yīng)按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度進(jìn)行加工，且順直、無(wú)銹蝕、無(wú)油污、無(wú)接頭。注漿的水泥漿要拌勻，并防止石塊或其他雜物混入，隨拌隨用，初凝前必須用完。錨桿安裝后，應(yīng)立即在孔口采取臨時(shí)性固定措施，不得敲擊、碰撞。

（4）施工過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)明挖施工工藝、平洞開(kāi)挖施工工藝、錨噴支護(hù)施工工藝等標(biāo)準(zhǔn)工藝的推廣和應(yīng)用。

2.2 安全保證措施

（1）本隧洞采用相向開(kāi)挖，相向開(kāi)挖的兩個(gè)工作面相距30m爆破時(shí)，雙方工作人員均應(yīng)撤離工作面，相距15 m時(shí)應(yīng)停止一方工作，單向貫通。

（2）對(duì)爆破施工人員必須通過(guò)公安機(jī)關(guān)相關(guān)安全培訓(xùn)并考核合格后持證上崗，不合格的不能參與爆破施工。

（3）爆破材料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、銷(xiāo)毀、使用，嚴(yán)格按國(guó)家、行業(yè)、地方的法律法規(guī)、規(guī)程規(guī)范以及業(yè)主的有關(guān)要求執(zhí)行。

（4）洞內(nèi)爆破排煙后，爆破員與技術(shù)員一起進(jìn)入爆破現(xiàn)場(chǎng)引爆情況進(jìn)行檢查，遇到瞎炮，必須按規(guī)定處理。最后由清撬人員進(jìn)行安全清撬，將浮石、活的危石等不安全因素排除后才能進(jìn)行出渣。

（5）洞內(nèi)動(dòng)力線嚴(yán)格按照三相五線制執(zhí)行，保證線路掛設(shè)平順，掛設(shè)高度滿足安全要求。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)多次研究分析后得出如下結(jié)論：（1）對(duì)于二、三類(lèi)圍巖，采取兩炮一支護(hù)的方式進(jìn)行施工，即開(kāi)挖爆破兩個(gè)循環(huán)后進(jìn)行一次支護(hù)施工；（2）對(duì)于四類(lèi)圍巖，采取一炮一支護(hù)，即錨噴支護(hù)緊跟爆破開(kāi)挖施工。兩種方法可以有效保證隧洞開(kāi)挖的時(shí)間，對(duì)保證工程工期具有十分重要的作用。