李曉燕

(陜西省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710000)

1 工程概況

引漢濟(jì)渭工程秦嶺輸水隧洞黃三段全長16.481 km，共劃分2個(gè)標(biāo)段進(jìn)行施工。黃三段第Ⅱ標(biāo)段(HS-2標(biāo)段)主洞起點(diǎn)樁號(hào)K7+929，終點(diǎn)在控制閘處，長度8.552 km，隧洞設(shè)計(jì)流量70 m3/s，縱比降1/2500。

HS-2標(biāo)段3號(hào)支洞長979.97 m，洞身Ⅳ類圍巖979.97 m，圍巖以灰褐色、灰綠色云母片巖為主，云母含量高，片理極發(fā)育，呈極薄層狀，巖石微風(fēng)化～新鮮，為軟-中硬巖，埋深5 m～321 m，平面布置與主洞夾角60°，控制區(qū)主洞凈尺寸為6.76 m×6.76 m，馬蹄形斷面，長度4548 m，其上游段長2346 m(樁號(hào)k7+929～k10+275)，下游段長2202 m(樁號(hào)k10+275～k12+477)。主洞洞身Ⅲ類圍巖1379 m圍巖以角閃斜長片麻巖、鈉長綠泥片巖為主，微風(fēng)化，較軟巖-堅(jiān)硬巖，巖體較完整-差，埋深209 m～510 m；Ⅳ類圍巖3169 m，圍巖以含炭(炭質(zhì))片巖、灰?guī)r、云母片巖為主，微風(fēng)化，較軟巖-中硬巖，巖體完整性差，埋深98 m～568 m，其中IV類圍巖占69.7%。

回填灌漿范圍為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類圍巖頂拱120°范圍內(nèi)，回填灌漿主要設(shè)計(jì)參數(shù)：灌漿孔布置頂拱120°范圍內(nèi)，每排2或3個(gè)孔，排距3 m，梅花型布置；鉆孔直徑終孔直徑采用50 mm，灌漿孔深入圍巖10 cm。

固結(jié)灌漿范圍為Ⅳ、Ⅴ類圍巖全斷面，固結(jié)灌漿主要設(shè)計(jì)參數(shù)：灌漿孔布置全斷面每環(huán)設(shè)7個(gè)灌漿孔，排距3 m，梅花型布置，其中頂拱120°范圍內(nèi)，固結(jié)灌漿孔結(jié)合回填灌漿孔設(shè)置，鉆孔直徑：鉆孔直徑采用50 mm，深入圍巖4 m，灌漿壓力設(shè)計(jì)灌漿壓力0.7MPa，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。由于Ⅳ類圍巖占69.7%，灌漿鉆孔難度系數(shù)高，工程量大，施工困難。

2 GZ1-Ⅱ全液壓掘進(jìn)鉆車和人工鉆孔YT-28隧洞鉆孔施工的對比

2.1 隧洞灌漿鉆孔施工的進(jìn)度分析

根據(jù)秦嶺隧洞黃三段工程施工Ⅱ標(biāo)(HS-2)設(shè)計(jì)說明及施工技術(shù)要求，回填灌漿范圍為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類圍巖頂拱120°范圍內(nèi)灌漿孔布置頂拱120°范圍內(nèi)(圖1)，每排2或3個(gè)孔，排距3 m，灌漿孔深入圍巖10 cm；固結(jié)灌漿范圍為Ⅳ、Ⅴ類圍巖全斷面，每環(huán)設(shè)7個(gè)灌漿孔，排距3 m，梅花型布置，深入圍巖4 m。

(a)Ⅱ、Ⅲ類圍巖

通過學(xué)習(xí)灌漿工程灌漿孔人工和機(jī)械鉆孔完成情況統(tǒng)計(jì)分析，見表1。

表1 數(shù)據(jù)分析表

灌漿孔鉆孔施工正常情況下，不考慮卡鉆，不考慮遇到鋼筋、鋼拱架，一次成孔鉆孔時(shí)間統(tǒng)計(jì)。

選用GZ1-Ⅱ全液壓掘進(jìn)鉆車給隧洞灌漿鉆孔施工的綜合效益帶來很大的影響，包括經(jīng)濟(jì)、施工進(jìn)度、安全的方面，隧洞灌漿鉆孔的施工進(jìn)度最為明顯。

2.2隧洞灌漿鉆孔施工的經(jīng)濟(jì)性

選用GZ1-Ⅱ全液壓掘進(jìn)鉆車進(jìn)行灌漿鉆孔施工節(jié)約人工成本，節(jié)省了灌漿鉆孔時(shí)間，大大減少了時(shí)間成本和人工成本。

2.3隧洞灌漿鉆孔施工的安全性

選用GZ1-Ⅱ全液壓掘進(jìn)鉆車進(jìn)行灌漿鉆孔施工減少了施工的人員同時(shí)減少了施工的安全隱患，加大了鉆孔施工的安全性。

3 選用GZ1-Ⅱ全液壓掘進(jìn)鉆車鉆孔施工分析

秦嶺隧洞黃三段3號(hào)支洞控制區(qū)主洞長度4548 m，其中Ⅳ圍巖3169 m占總長度69.7%，圍巖巖體完整性差。隧洞灌漿鉆孔施工難度大、人工鉆孔施工進(jìn)度緩慢，為了提高鉆孔質(zhì)量、節(jié)約工期時(shí)間和人工成本，選用GZ1-Ⅱ全液壓掘進(jìn)鉆車進(jìn)行灌漿鉆孔施工，見圖2。

圖2 GZ1-Ⅱ全液壓掘進(jìn)鉆車進(jìn)行鉆孔施工

通過分析選用GZ1-Ⅱ全液壓掘進(jìn)鉆車進(jìn)行灌漿鉆孔施工，節(jié)省了灌漿孔鉆孔時(shí)間，加快了灌漿孔鉆孔施工進(jìn)度，保證了項(xiàng)目年度進(jìn)度目標(biāo)的順利完成。

4 GZ1-Ⅱ全液壓掘進(jìn)鉆車主要參數(shù)

GZ1-Ⅱ全液壓掘進(jìn)鉆車(圖3)主要部件采用國外知名液壓品牌，性能穩(wěn)定，定位精準(zhǔn)，鉆孔速度快，鉆具消耗低，適用斷面(寬×高)3 m×3 m至7.7 m×7.26 m，爬坡能力≤15°，行走速度可達(dá)15 km/h；設(shè)備應(yīng)用于礦山、水電、鐵路、公路等領(lǐng)域的巷道、隧道鉆爆法施工掘進(jìn)鉆孔作業(yè)或錨桿孔作業(yè)，使用壽命長，維護(hù)成本低。重型鉆臂，采用三角支撐和直接定位方式，全方位平行保持功能，定位快速、精確。鉆臂關(guān)節(jié)部位設(shè)計(jì)獨(dú)特，運(yùn)行平穩(wěn)，采用液壓助力轉(zhuǎn)向，全封閉濕式制動(dòng)。配備兩個(gè)可伸縮式前支腿和兩個(gè)后支腿，定位平穩(wěn)。

圖3 GZ1-Ⅱ全液壓掘進(jìn)鉆車

5 主要施工工藝及方法

5.1 施工程序及方法

測量放樣→鉆孔→清孔

5.2 鉆孔

①孔位布置：按照設(shè)計(jì)施工圖紙進(jìn)行測量放樣布孔，灌漿孔鉆孔位置偏差不大于10 cm，Ⅲ類孔深為入巖10 cm，Ⅳ類孔深為入巖4 m。

②鉆孔方法：采用GZ1-Ⅱ全液壓掘進(jìn)鉆車進(jìn)行鉆孔。

③孔向控制：鉆孔時(shí)鉆孔方向垂直于襯砌面。

④鉆孔孔徑：回填灌漿孔和質(zhì)量檢查孔鉆孔孔徑不小于Φ50 mm。

⑤鉆孔順序：施工時(shí)，先施工奇數(shù)排，再施工偶數(shù)排。

⑥鉆孔記錄：鉆孔施工中，機(jī)組應(yīng)對本班施工情況、孔內(nèi)特殊情況(如鉆孔漏風(fēng)、涌水、塌孔、掉塊等)及材料消耗情況詳細(xì)記錄在鉆孔記錄報(bào)表上。

⑦終孔標(biāo)準(zhǔn)：所有回填灌漿孔入巖均應(yīng)不小于10 cm，固結(jié)鉆孔入巖均不小于4 m，當(dāng)孔段遇性狀較差或混凝土脫空較大時(shí)，應(yīng)加深鉆孔，灌漿孔灌漿前通知監(jiān)理工程師驗(yàn)收孔深。

5.3施工安全注意事項(xiàng)

①操作人員必須經(jīng)過培訓(xùn)考試合格，取得合格證后，方可持證上崗操作。

②鉆孔結(jié)束后應(yīng)及時(shí)關(guān)閉車上的電器開關(guān)，切斷供電電源。

③水管和電纜必須有專人負(fù)責(zé)看管，不得拖地，以防損壞水管和電纜。

④將電纜盤好、并用篷布保護(hù)好機(jī)體免受外界環(huán)境污染。

⑤嚴(yán)禁用水沖方式清理設(shè)備主體。

⑥兩臂同時(shí)工作時(shí)，防止干擾碰撞，打底眼時(shí)防止卡碰油缸、油管等。

⑦鉆進(jìn)時(shí)嚴(yán)禁反轉(zhuǎn)(從操作方向看為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))。

⑧鉆臂旋轉(zhuǎn)時(shí)不得超過180°，以免把油管和接頭扭斷。

⑨施工期間要配置專業(yè)的電工，以便出現(xiàn)機(jī)械和電器故障時(shí)能及時(shí)處理。

⑩高空作業(yè)必須系好安全帶。

6 結(jié)語

隧洞灌漿鉆孔施工選用GZ1-Ⅱ全液壓掘進(jìn)鉆車進(jìn)行灌漿鉆孔施工，節(jié)約了工程造價(jià)和人工成本，加快了工程進(jìn)度和施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在以后的施工中應(yīng)繼續(xù)積累經(jīng)驗(yàn)，獲得良好的應(yīng)用效果，對后期水利工程施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。