黃曉俊,覃世果,廖祖堅(jiān)
(崇左市左江治旱工程管理中心,廣西 崇左 532200)
馱英水庫導(dǎo)流泄洪隧洞采用泄洪與施工導(dǎo)流隧洞結(jié)合的布置型式,布置在壩址右岸,洞軸線與壩軸線呈39.21°交角。隧洞全長541.5 m,由進(jìn)口段、短斜坡連接段、明流洞身段及出口挑流消能段等組成。進(jìn)口洞臉高程263.5 m以上開挖坡比1∶1,高程263.5~203 m 之間每15 m 設(shè)一馬道,馬道寬2 m,布有排水溝,開挖坡比1∶0.75,高程203~173.5 m之間為垂直開挖。兩側(cè)墻部位開挖坡比分別為1∶1.25和1∶0.75。出口段高程204 m以上開挖坡比為1∶1,高程204~184 m 之間每10 m 設(shè)一馬道,馬道寬2 m,開挖坡比1∶0.5、1∶0.75。導(dǎo)流泄洪隧洞進(jìn)口覆蓋層為殘坡積含碎石粘土,巖性為粉砂質(zhì)泥巖、砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。
導(dǎo)流泄洪隧洞為水庫樞紐的施工重點(diǎn)項(xiàng)目之一,是能否按期截流的關(guān)鍵。由于施工進(jìn)場道路、施工用地等問題解決較晚。導(dǎo)流泄洪隧洞施工工期非常緊張,若按常規(guī)方案施工肯定會影響到截流目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn),影響項(xiàng)目整體進(jìn)度計(jì)劃。鑒于此,結(jié)合現(xiàn)場進(jìn)口段開挖揭露的地質(zhì)情況,巖石完整性較好。為確保2018 年10 月份截流目標(biāo),采取提前進(jìn)洞方案。提前進(jìn)洞段起始樁號擬定在洞頂以上圍巖厚度約5 m左右的部位,經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)測,樁號為泄0+009~泄0+037.5,洞長28.5 m,隧洞斷面為城門洞型,開挖寬度7~10.5 m,開挖高度7 m。
根據(jù)《廣西左江治旱馱英水庫及灌區(qū)工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》,進(jìn)口明挖工程量約8.8 萬m3,開挖高程范圍為281~171 m,開挖高度約110 m,為5 級邊坡開挖,且進(jìn)口設(shè)置有大管棚,施工工序繁雜,工期長。按照常規(guī)施工方案進(jìn)口段明挖及支護(hù)需3個月完成,出口段明挖及支護(hù)需2個月完成,才能具備進(jìn)洞條件。經(jīng)詳細(xì)計(jì)算,按照常規(guī)施工方法導(dǎo)流泄洪洞具備截流條件時(shí)間為2018年12月20日。采取提前進(jìn)洞方案后,樁號泄0+009~泄0+37.5 提前進(jìn)洞段洞挖開挖約20 d 即可完成,這樣安排,可以提前進(jìn)洞3 個月,能超前完成洞挖約220 m,同時(shí)省去了進(jìn)口大管棚20 d的施工時(shí)間。為減小施工難度,確保施工安全,主洞內(nèi)原管棚段設(shè)置5 m長小管棚,環(huán)向間距30 cm。
導(dǎo)流泄洪隧洞提前進(jìn)洞施工順序圖見圖1。
(1)土方明挖施工。土方開挖采用1.2~1.6 m3液壓反鏟分層開挖,土質(zhì)邊坡部分預(yù)留30 cm 左右保護(hù)層,人工配合1.2 m3液壓反鏟修整,1.6 m3液壓反鏟配20 t自卸車出渣。
圖1 導(dǎo)流泄洪隧洞提前進(jìn)洞施工順序圖
(2)石方明挖施工。石方開挖采用SKG92B 型潛孔鉆機(jī)進(jìn)行主爆孔鉆孔,QZJ-100B 潛孔鉆配合SKG92B 型潛孔鉆進(jìn)行邊坡預(yù)裂孔造孔,非電毫秒雷管連網(wǎng)起爆,馬道開挖區(qū)域兩側(cè)梯段及預(yù)裂淺孔采用YT-28手風(fēng)鉆造孔。馬道基礎(chǔ)預(yù)留1.5 m保護(hù)層,保護(hù)層采用水平光面爆破,YT-28 型手風(fēng)鉆鉆孔,以保護(hù)基礎(chǔ)底部結(jié)構(gòu)面的完整。
(3)邊坡支護(hù)施工。邊坡支護(hù)緊隨開挖進(jìn)行,沿開挖出渣道路進(jìn)入工作面,按梯段高度自上而下分層進(jìn)行。砂漿錨桿鉆孔時(shí)充分利用出渣平臺作為施工平臺,空壓機(jī)供風(fēng),錨桿用YT-28 手風(fēng)鉆造孔,采用“先注漿后安裝錨桿”的施工方法,人工安插錨桿,注漿泵注漿。錨桿按設(shè)計(jì)要求,在鋼筋加工廠提前制作,10 t 自卸汽車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。排水孔造孔采用QZJ-100B 潛孔鉆造孔,然后在排水孔出口插入PVC 排水管,并伸出噴射混凝土50 mm。排水孔施工完畢后,噴射混凝土混合料集中拌制,3 m3裝載機(jī)運(yùn)至施工現(xiàn)場,噴射機(jī)輔以人工進(jìn)行噴混凝土施工。
(4)進(jìn)口高程233.5 m 以下坡面植被清理及提前進(jìn)洞掌子面開挖(Ⅰ序)。首先進(jìn)行高程233.5 m以下坡面植被清理,再進(jìn)行提前進(jìn)洞段樁號泄0+009處掌子面開挖。
(5)進(jìn)口高程233.5 m 以上設(shè)計(jì)邊坡開挖及支護(hù)(Ⅱ序)施工與提前進(jìn)洞段(樁號泄0+009~泄0+037.5)洞挖施工平行作業(yè),先將高程233.5 m 平臺初步開挖形成集渣平臺,分別在高程233 m平臺、高程218 m 平臺臨邊各設(shè)置1 道防護(hù)攔擋,以減小兩工作面上下交叉作業(yè)存在的安全隱患。安全防護(hù)攔擋長約50 m,立柱埋深3.5 m,外露4.5 m,立柱采用直徑為89 mm,管壁厚為6 mm 無縫鋼管,間距1 m。底部1.4 m 以下剛性防護(hù)采用工字鋼20 a 橫向滿鋪,1.4 m以上柔性防護(hù)采用竹排橫向滿鋪。
(6)提前進(jìn)洞段(樁號泄0+009~泄0+37.5)洞挖施工。提前進(jìn)洞段長28.5 m,開挖斷面為城門洞型,7 m×7 m(寬×高),漸變段長10 m,樁號泄0+027.5~泄0+037.5,平接至導(dǎo)流泄洪隧洞設(shè)計(jì)洞挖斷面上臺階開挖工作面,底板開挖至183 m高程,V類圍巖循環(huán)進(jìn)尺控制在1.3 m。
在該段洞頂起拱線以上范圍,設(shè)置超前小導(dǎo)管,每3 榀鋼拱架布置一排,采用Φ42 mm 無縫鋼管,壁厚為6 mm,長3.5 m,環(huán)向間距為30 cm。管身梅花形布設(shè)溢漿孔,孔徑6 mm,間距為15 cm,前端8 cm 長制作成錐形,尾端30 cm 范圍內(nèi)不鉆孔作為止?jié){段,沿掘進(jìn)方向外傾角為6°。
該洞段支護(hù)采用鋼拱架I20 a,縱向間距為0.6 m,鋼拱架連接板采用22 cm×26 cm(寬×高)、厚為16 mm 的鋼板配M20 螺栓連接固定,鋼拱架的固定采用錨桿Φ25 mm,梅花形布置鋼拱架的上下游側(cè),間距為2 m,長為3 m,外露30 cm,噴C25 混凝土厚10 cm,Φ8 mm鋼筋掛網(wǎng),網(wǎng)片間排距20 cm×20 cm。每榀鋼拱架之間設(shè)縱向連接筋,Φ25 mm,長為1.5 m,縱向間距1 m,距巖面保護(hù)層2.5 cm。
該洞段為V 類圍巖,為確保洞內(nèi)出渣設(shè)備、作業(yè)人員與高程233 m平臺以上開挖支護(hù)交叉施工作業(yè)安全,在樁號泄0+009 上游設(shè)置2 m 長明拱安全防護(hù)棚,采用矩形斷面,7 m×7 m(寬×高)。骨架采用6榀I20 a 工字鋼,間距0.3 m,鋼拱架連接板采用22 cm×26 cm(寬×高)、厚為16 mm 的鋼板配以M20螺栓連接固定,明拱頂部內(nèi)側(cè)設(shè)八字形斜撐,長1.41 m,材料同骨架,明拱頂部采用I20 a 滿鋪與骨架焊接固定牢靠,立腿外側(cè)采用竹排滿鋪防護(hù)。施工期間,洞口設(shè)專人負(fù)責(zé)與高程233 m 平臺開挖交叉作業(yè)安全協(xié)調(diào)工作。
該洞段采用鉆爆法開挖方案,按新奧法原理組織施工,堅(jiān)持“先治水、管超前、弱爆破、短進(jìn)尺、少擾動、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤觀測”的施工原則。開挖高度為7 m,采用YT-28手風(fēng)鉆鉆孔、非電毫秒微差爆破掘進(jìn)方案,支護(hù)緊隨開挖循環(huán)進(jìn)行,周邊光面爆破,控制超、欠挖。洞內(nèi)用3 m3側(cè)卸裝載機(jī)運(yùn)至指定渣場。
Ⅴ類圍巖每循環(huán)進(jìn)尺按1.3 m 計(jì),開挖作業(yè)循環(huán)時(shí)間約12 h,每天工作時(shí)間按20 h,每月工作天數(shù)25 d,長期施工效率按80%計(jì),則開挖進(jìn)尺為40 m/月。施工進(jìn)度計(jì)劃表見表1。
序號施工時(shí)段1 2 3 4 5 6 7施工項(xiàng)目提前進(jìn)洞段掌子面及233.5 m以下坡面植被清理2月20日~2月28日233.5 m以上設(shè)計(jì)邊坡開挖及支護(hù)2月11日~3月31日233.5 m以下邊坡開挖至設(shè)計(jì)斷面提前進(jìn)洞段(泄0+009~泄0+037.5)開挖洞身段石方開挖(泄0+037.5~泄0+494.5)洞身段混凝土襯砌隧洞回填灌漿4月1日~5月31日3月1日~3月20日3月21日~6月30日7月1日~9月30日8月1日~10月20日
馱英水庫導(dǎo)流泄洪隧洞提前進(jìn)洞施工實(shí)踐證明,采取提前進(jìn)洞方案后,樁號泄0+009~泄0+37.5提前進(jìn)洞段洞開挖約20 d即可完成,可以提前進(jìn)洞3 個月,能超前完成洞挖約220 m,同時(shí)省去了進(jìn)口大管棚20 d的施工時(shí)間,從而確保完成年度大壩截流目標(biāo),保證項(xiàng)目整體進(jìn)度計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)。