甘 露

（廣西百色右江水務(wù)股份有限公司，廣西壯族自治區(qū) 百色 533000)

1 工程概況

為了建立一個安全可靠的城市飲用水源，百色市決定實(shí)施百色市東筍水廠取水口遷移工程，其中輸水隧洞為整個項目的控制性工程。輸水隧洞按遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)模16.2 萬m3/d 一次建成，隧洞由百色水利樞紐銀屯副壩右岸上游1km 處起，穿越山體后至平板水庫庫尾止，設(shè)計為有壓隧洞，長度657.14m，斷面為圓形，直徑為2000mm。

2 地質(zhì)地貌概況

（1）樁號0+020～0+035m（注：0+020m 前為明挖段），洞頂基巖主要為弱風(fēng)化的中厚層狀，少量薄層狀砂巖夾中薄層泥巖及夾少量泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，巖石較破碎。巖體為較破碎的鑲嵌碎裂狀，上覆圍巖厚度8～17m，Ⅳ類圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)及時支護(hù)、加強(qiáng)支護(hù)。

（2）樁號0+035～0+657.14m，洞頂基巖為微風(fēng)化～新鮮的中厚層狀為主，少量薄層狀砂巖夾中薄層泥巖及夾少量泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。巖層走向與洞軸線交角對成洞有利。工程處于地下水貧水地區(qū)，微風(fēng)化～新鮮裂隙不發(fā)育，為微～弱透水性能，地下水呈滲水～少量滴水狀態(tài)。外水壓力折減系數(shù)βe 以0.25 計。巖體為較完整～完整的中厚層狀為主少量薄層狀、中薄層結(jié)構(gòu)。圍巖以Ⅲ類為主，占92%左右，Ⅳ類圍巖約占8%。Ⅲ類圍巖局部穩(wěn)定性差，局部Ⅳ類圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)及時支護(hù)、加強(qiáng)支護(hù)[1]。

3 開挖斷面

根據(jù)不同的地質(zhì)條件及開挖后的圍巖情況等參數(shù)，隧洞斷面分為A、B、C、D 四種斷面。

A 型開挖斷面：適用于Ⅲ類圍巖，漸變段，門拱形斷面，開挖直徑為3.2m。B 型開挖斷面：適用于Ⅲ類圍巖，標(biāo)準(zhǔn)段，門拱形斷面，開挖直徑為3.0m。C 型開挖斷面：適用于Ⅳ類圍巖，標(biāo)準(zhǔn)段，門拱形斷面，開挖直徑為3.38m。D 型開挖斷面：適用于Ⅳ類圍巖，漸變段，門拱形斷面，開挖直徑為3.38m，如圖1 所示。

圖1 隧洞開挖斷面圖

4 隧洞施工工藝流程

隧洞開挖斷面為城門洞型，擬采用單向掘進(jìn)施工，全斷面一次性開挖，輸水隧洞臨時支護(hù)型式為3.0×3.0m（Ⅲ、Ⅳ類巖）。

4.1 Ⅲ類圍巖洞段開挖工藝及措施

先進(jìn)行開挖準(zhǔn)備、測量放線，然后按隧洞爆破方案進(jìn)行鉆孔作業(yè)和裝藥爆破，爆破完成先觀察隧洞穩(wěn)定再進(jìn)行通風(fēng)降塵后，接著進(jìn)入隧道進(jìn)行安全處理，最后進(jìn)行出渣清底。

4.2 Ⅳ類圍巖洞段開挖工藝作業(yè)措施

Ⅳ類圍巖洞段除按照上述Ⅲ類圍巖洞段施工工藝和方法施工外，還需采取以下措施：地質(zhì)探察、超前支護(hù)、圍巖支護(hù)、施工監(jiān)測、混凝土跟進(jìn)襯砌。技術(shù)要點(diǎn)及工藝流程如下：

（1）地質(zhì)探察：在開挖作業(yè)時，應(yīng)做好地質(zhì)跟蹤和預(yù)測工作，在必要時采用超前勘探孔摸清圍巖性狀，以便采取適合的開挖方法及措施，確保圍巖穩(wěn)定[2]；（2）超前支護(hù)：在Ⅳ類圍巖洞段開挖前，采用超前錨桿等方法對前方圍巖進(jìn)行預(yù)支護(hù)加固，增強(qiáng)圍巖自穩(wěn)能力；（3）圍巖支護(hù)：Ⅳ類圍巖鉆爆后暫時不進(jìn)行洞渣清理，應(yīng)先對洞內(nèi)進(jìn)行安全處理和平渣后，立即對邊墻上部及頂拱進(jìn)行初期支護(hù)，支護(hù)方法采用隨機(jī)錨桿及掛網(wǎng)噴混凝土；出渣后盡早安裝鋼支撐，形成一柔性封閉環(huán)，保證圍巖的穩(wěn)定[3]；（4）施工監(jiān)測：隧洞成形后，根據(jù)觀測方案在洞內(nèi)布置觀測點(diǎn)，并對圍巖進(jìn)行連續(xù)變形測量，根據(jù)測量反饋信息，指導(dǎo)開挖和支護(hù)施工，確保成洞穩(wěn)定和施工安全；（5）混凝土跟進(jìn)襯砌：在變形監(jiān)測中，如發(fā)現(xiàn)局部圍巖變形速率急增且采取了一次支護(hù)措施，仍然不穩(wěn)定時，應(yīng)襯砌邊和頂拱鋼筋混凝土。

5 爆破方案的確定

爆破方案的成功與否直接影響每一循環(huán)鑿巖工作量、爆破效果循環(huán)進(jìn)尺、洞成形的好壞。因此爆破方案的編制至關(guān)重要。

5.1 炮眼數(shù)的確定

施工前先按下列公式計算炮眼數(shù)目，在施工中根據(jù)具體情況再作調(diào)整以達(dá)到最佳爆破效果。爆破參數(shù)的確定：

（1）炮眼直徑：42mm

（2）炮眼深度：根據(jù)施工工藝要求選擇炮眼深度為2.5m；

5.2 炮眼的布置

掏槽孔：Ⅲ、Ⅳ級圍巖采用四眼菱形斜眼掏槽，為保證掏槽鉆孔精度，掏槽位置選擇在隧道中線偏下的位置。

預(yù)裂孔：根據(jù)鉆爆設(shè)計選定的預(yù)裂孔間距，嚴(yán)格控制外插角以減少超欠挖。

爆破孔：爆破孔所在位置在預(yù)裂孔抵抗線的邊緣，爆破孔的孔距稍大于預(yù)裂孔抵抗線[4]。

5.3 單孔裝藥量的計算

表2 炮眼部位系數(shù)λ 值

5.4 裝藥結(jié)構(gòu)

預(yù)裂孔采用直徑25mm 小藥卷，間隔裝藥；其余炮眼直徑采用32mm普通藥卷連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，如圖3 和圖4 所示。

圖3 周邊眼光面爆破間隔裝藥結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 普通炮眼連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)示意圖

6 隧洞襯砌施工

6.1 襯砌時機(jī)

在支護(hù)變形和圍巖基本穩(wěn)定，并達(dá)到以下四點(diǎn)要求后，便可進(jìn)行混凝土的襯砌作業(yè)。（1）隧洞周邊的位移速率減緩趨勢明顯；（2）隧洞底部和兩側(cè)的收斂速度低于0.2mm/d，或是拱頂?shù)奈灰扑俣鹊陀?.15mm/d；（3）襯砌前，收斂量高于總收斂量的80%；（4）支護(hù)表面未出現(xiàn)明顯的裂縫。

6.2 襯砌施工流程

襯砌施工嚴(yán)格按照下列順序進(jìn)行：

清理巖石及基礎(chǔ)驗(yàn)收交接→澆筑底板混凝土→邊墻、頂拱鋼筋安裝→模板臺車就位→灌漿管安裝預(yù)埋→混凝土澆筑→拆模養(yǎng)護(hù)→下一個循環(huán)[5]。

7 施工監(jiān)測

7.1 監(jiān)測目的

隧洞施工監(jiān)測是隧道工程施工管理、新奧法施工及噴射混凝土施工的重要構(gòu)成部分，監(jiān)控反饋的數(shù)據(jù)不僅能指導(dǎo)施工，預(yù)報險情，確保安全，而且還可以通過隧洞施工監(jiān)測獲得圍巖動態(tài)，為支護(hù)和襯砌提供施工依據(jù)，還為隧洞工程后續(xù)設(shè)計與施工積累技術(shù)資料，因此，應(yīng)該切實(shí)作好隧洞的監(jiān)控測量工作。

7.2 監(jiān)測內(nèi)容

洞內(nèi)監(jiān)測包含下列內(nèi)容：圍巖鉆孔軸（橫）向位移、洞室內(nèi)空收斂變形、頂拱沉降、底拱上抬、圍巖松動范圍、圍巖對支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形、質(zhì)點(diǎn)振動速度等。

7.3 監(jiān)測方法

在本隧道施工過程中，使用周邊收斂儀、精密水平儀，分別進(jìn)行隧道周邊位移，拱頂下沉和地質(zhì)超前預(yù)報監(jiān)控，隧洞的觀測點(diǎn)由監(jiān)測小組進(jìn)行埋設(shè)，測量元件的安設(shè)及初次測量的時間應(yīng)在爆破后24 小時內(nèi)，并應(yīng)在下一次爆破之前完成。依據(jù)測量數(shù)據(jù)，繪制凈空水平收斂圖，以及拱頂下沉距開挖工作面距離關(guān)系圖，同時分析并判斷初期時態(tài)曲線，預(yù)報并反饋地質(zhì)狀況，便于二次襯砌施工。觀察并記錄圍巖以及支護(hù)結(jié)構(gòu)情況，如果出現(xiàn)問題要及時處理，確保結(jié)構(gòu)和施工過程的安全。

當(dāng)隧道初期施工時，位移及下沉量較大，或地質(zhì)變化明顯時，需測量斷面間距并取較小值。在施工過程達(dá)到一定的程度后，位移的下沉量較小且地質(zhì)良好時，測量間距取較大值，并視具體情況加大，此時，應(yīng)在較弱結(jié)構(gòu)面和圍巖突變處，增設(shè)測量的斷面和測點(diǎn)。

8 結(jié)束語

目前，東筍水廠取水口遷移工程輸水隧洞已進(jìn)入施工階段，工程爆破開挖施工達(dá)到預(yù)期效果，各項監(jiān)測數(shù)據(jù)處于安全范圍之內(nèi)。輸水隧洞的施工，需要施工隊伍嚴(yán)格按照總體方案上的程序認(rèn)真進(jìn)行隧洞開挖、洞身支護(hù)、施工測量、圍巖施工等施工步驟，管理人員需要認(rèn)真學(xué)習(xí)并熟練掌握每個步驟的施工技術(shù)，這樣才能保證隧洞施工的質(zhì)量和安全。