江 波

（中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)有限公司，廣東 深圳 518000）

1 工程概況

深圳市公明供水調(diào)蓄工程屬大（2）型Ⅱ等工程，地處深圳市西北部，建設(shè)內(nèi)容包括四部分：鵝頸水庫(kù)-公明水庫(kù)連通工程，公明水庫(kù)擴(kuò)建工程，雨洪利用-白花引水改造工程與公明水庫(kù)至石巖水庫(kù)供水工程。其中公明水庫(kù)擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000a一遇，總庫(kù)容1.48億m3。

主要建筑物有4號(hào)壩、放水隧洞及其進(jìn)出口建筑物等。其中4號(hào)壩壩頂高程63.5m，寬8m。壩型為粘土心墻土石壩，壩頂總長(zhǎng)1121m，最大壩高50.7m。

圓形有壓放水隧洞布置在4號(hào)、5號(hào)大壩之間的大馬山下，洞身長(zhǎng)度423m，內(nèi)徑3m，兼有放空供水和導(dǎo)流的功能。1、5號(hào)道路參照四級(jí)公路設(shè)計(jì)，總長(zhǎng)分別為991m、88m，雙車道路面寬8.0m。

2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件

本工程區(qū)主要地貌類型為剝蝕侵蝕臺(tái)地型寬谷，放水隧道及其進(jìn)出口工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件如下：

1）放水隧洞：

放水洞布置于大馬山山體下，屬剝蝕殘丘地貌，地面高程多在38～82m接后段沖積地貌，總體地形兩側(cè)低中間高。隧洞埋深多在13～51m。

隧洞段地層巖性上部第四系覆蓋層為殘坡積土，巖性為含礫粉質(zhì)黏土，丘頂較薄或缺失，坡腳較厚（5～8.6m），下部為南香山單元混合花崗巖風(fēng)化基巖，其中全風(fēng)化層較厚（丘頂揭示厚度＞50m），強(qiáng)風(fēng)化和弱風(fēng)化巖埋藏深，因此只有少部分隧洞圍巖為強(qiáng)風(fēng)化層。

隧洞段未發(fā)現(xiàn)斷裂通過(guò)，基巖裂隙較發(fā)育。

本段地下水類型主要為第四系和全風(fēng)化巖中孔隙水，主要接受大氣降水補(bǔ)給，因補(bǔ)給來(lái)源有限，地下水位較低，水量不豐富，地下水以滴水為主。隧洞段地下水頭最大高度15m。

總體來(lái)看，本隧洞的工程地質(zhì)條件較差，洞身基本在全風(fēng)化巖中，少量為強(qiáng)風(fēng)化巖，其中V類圍巖（強(qiáng)風(fēng)化混合花崗巖）段長(zhǎng)74m，土洞（全風(fēng)化土）段長(zhǎng)349m。

2）放水隧洞進(jìn)、出口：

進(jìn)口及控制閘室處地層上部以殘坡積土和全風(fēng)化土為主，其中殘坡積土厚4.8～5m，呈硬塑狀，全風(fēng)化土厚28.8m，呈硬塑～堅(jiān)硬狀。進(jìn)口處未見(jiàn)有滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，但洞口埋深15m，均為土層，開(kāi)挖后形成土質(zhì)高邊坡，洞口的穩(wěn)定條件較差，蓄水后在水下?tīng)顟B(tài)，更是對(duì)穩(wěn)定不利。

出口及控制閘室處地層上部以殘坡積土和全風(fēng)化土為主，其中殘坡積土厚3.8～4.5m，呈硬塑狀，全風(fēng)化土厚＞15m，呈硬塑～堅(jiān)硬狀。出口處未見(jiàn)有滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，洞口埋深6m左右。

3）放水洞進(jìn)、出水渠地質(zhì)條件：

進(jìn)水渠前段主要土層為填土、沖洪積含礫粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、含黏性土中粗砂、礫砂等，后段130m則以殘坡積砂質(zhì)粘性土和全風(fēng)化土為主。除局部分布的填土和淤泥質(zhì)土層外，無(wú)其它軟弱土層，因進(jìn)水渠荷載很小，均可滿足承載力的要求。

退水渠段無(wú)軟弱土層分布，主要土層為殘坡積土和全風(fēng)化土，它們的物理力學(xué)性質(zhì)較好，可作為水渠基礎(chǔ)持力層。本段地下水位埋藏較深，對(duì)水渠的抗浮穩(wěn)定有利

3 放水隧洞施工工藝及治理控制

3.1 總體方案

其施工順序?yàn)椋悍潘矶催M(jìn)、出口明挖、支護(hù)→洞身開(kāi)挖、支護(hù)→洞內(nèi)混凝土襯砌→回填灌漿→內(nèi)襯鋼管→洞內(nèi)灌漿→進(jìn)、出口閘室施工→進(jìn)口交通橋施工→閘門、起閉機(jī)安裝→進(jìn)出口建筑施工。在進(jìn)出口閘室平臺(tái)以下混凝土完成，具備過(guò)水條件后即利用放水隧洞導(dǎo)流，閘室上部繼續(xù)進(jìn)行施工(見(jiàn)圖1)。

放水隧洞布置在4號(hào)、5號(hào)大壩之間的大馬山下，洞身長(zhǎng)度為423m，放水隧洞兼有放空、供水和導(dǎo)流的功能，綜合考慮隧洞采用圓形有壓隧洞，隧洞內(nèi)徑為3m。

3.2 進(jìn)出水口開(kāi)挖及明渠施工

3.2.1 進(jìn)出水口開(kāi)挖

土層剝離前在開(kāi)挖邊線外按設(shè)計(jì)圖紙要求先進(jìn)行排水天溝的施工，阻截開(kāi)挖范圍外的雨水進(jìn)入開(kāi)挖區(qū)域。開(kāi)挖自上而下分層進(jìn)行開(kāi)挖，分層開(kāi)挖高度為1m，每層開(kāi)挖完后要及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。巖石開(kāi)挖由上至下分層分塊從一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行。采用控制爆破。利用手風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔角度盡量與各梯段設(shè)計(jì)坡面一致，以2m為一個(gè)臺(tái)階。爆破后的石渣由挖掘機(jī)集料、清面，挖掘機(jī)配自卸車裝運(yùn)。在開(kāi)挖過(guò)程中如遇有地下水滲流，對(duì)地下水以疏導(dǎo)為主，在出水點(diǎn)進(jìn)行鉆孔，用排水管將滲水引排至排水溝中，并保護(hù)邊坡穩(wěn)定。

開(kāi)挖中要進(jìn)行邊坡支護(hù)，邊坡支護(hù)采用土釘錨桿、掛網(wǎng)及噴混凝土施工。土釘錨桿每開(kāi)挖一層及時(shí)進(jìn)行施工，掛網(wǎng)及噴混凝土每開(kāi)挖二層進(jìn)行施工一次[1-3]。

3.2.2 明渠施工

放水隧洞進(jìn)口明渠開(kāi)挖底板高程較低，為防止在汛期施工時(shí)雨水倒貫，在明渠進(jìn)口處，布置擋水圍堰。圍堰采用開(kāi)挖時(shí)產(chǎn)生的土料進(jìn)行填筑，迎水坡坡比1:2.5，背水坡坡比1:2.0，頂寬3.0m，底寬約20m，圍堰頂用30cm厚碎石砂鋪填，用雙層編織袋裝土壓在迎水坡進(jìn)行閉氣。

明渠開(kāi)挖施工是從上至下進(jìn)行開(kāi)挖，根據(jù)測(cè)量放樣逐層進(jìn)行，為防止土體坍塌，分層開(kāi)挖厚度2m左右。開(kāi)挖時(shí)利用挖掘機(jī)配合自卸車進(jìn)行，距開(kāi)挖邊線30cm采用人工開(kāi)挖。遇巖采用沖擊錘或控制爆破開(kāi)挖，利用手風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔角度盡量與各梯段設(shè)計(jì)坡面一致，以2m為一個(gè)臺(tái)階。爆破后的石渣由挖掘機(jī)集料、清面，挖掘機(jī)配合自卸車裝運(yùn)。

為保證明渠運(yùn)行質(zhì)量，渠底需進(jìn)行護(hù)坡施工，先在渠底鋪設(shè)20cm厚中粗砂，將渠底漿砌石砌筑完，再進(jìn)行兩側(cè)邊坡的砂墊層及漿砌石砌筑，邊坡護(hù)坡分高度進(jìn)行，砂墊層鋪設(shè)高度≤1m，之后砌筑漿砌石，往復(fù)進(jìn)行，直至砌到渠頂，最后進(jìn)行攔沙坎的砌筑。

3.3 放水隧洞施工

隧洞斷面型式為圓形斷面，模襯混凝土厚為40cm，襯砌后洞室內(nèi)徑為D3.12m，全洞長(zhǎng)內(nèi)置鋼襯，采用鋼襯為砼澆筑內(nèi)模法?？偟墓ば蚴窍劝惭b鋼襯定位洞長(zhǎng)中心處，進(jìn)行砼施工，再以此為起始端向洞口順次安裝鋼襯，直至完成。

單節(jié)鋼襯安裝順序：施工準(zhǔn)備→鋼襯洞內(nèi)運(yùn)輸滑行軌道安設(shè)→鋼筋制安→預(yù)埋件安設(shè)→鋼襯安設(shè)施工→混凝土澆筑

3.3.1 隧洞開(kāi)挖

隧洞開(kāi)挖采用鉆爆法，以新奧法理論指導(dǎo)施工[4-5]。按設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線布置周邊炮眼，間距為45～55cm，光面爆破。采用直線型掏槽，輔助眼間距為60～80cm氣腿式鑿巖機(jī)鉆眼平行作業(yè)。

按照鉆爆炮眼布置圖（見(jiàn)圖2）準(zhǔn)備好爆破材料，裝藥前先用高壓風(fēng)清孔，檢查鉆眼是否堵塞或坍孔，然后按劃定的區(qū)域裝藥連線，各負(fù)其責(zé)。裝藥順序先上后下，先兩側(cè)后中間。導(dǎo)爆管連線采用“一把抓”法，配兩個(gè)起爆非電雷管，裝藥結(jié)束經(jīng)安全檢查后起爆。

圖2 鉆爆炮眼布置圖

3.3.2 引水遂洞鋼襯砌安裝

運(yùn)輸軌道采用I10輕軌由洞外向洞內(nèi)鋪設(shè)，輕軌下設(shè)枕木，枕木下鋪碎石。在安裝鋼襯區(qū)段輕軌下設(shè)兩榀鋼支撐，分別布置在預(yù)安裝的鋼襯兩端的相對(duì)位置，鋼支撐采用型鋼制作，其底腳與底腳錨桿相焊接。

鋼襯定位節(jié)通過(guò)輕軌運(yùn)輸臺(tái)車運(yùn)至安裝部位后，利用液壓千斤頂將其頂起，撤出平臺(tái)車和抽出輕軌，用鐵楔將鋼襯墊實(shí)、定位。定位采用經(jīng)緯儀邊校核邊調(diào)整，準(zhǔn)確無(wú)誤后利用連接筋將預(yù)先埋設(shè)好的洞壁錨桿與鋼管管口相連接，檢查鋼管的穩(wěn)定性。

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)在定位節(jié)安裝后進(jìn)行，預(yù)先在已安裝完的定位節(jié)上焊接鋼楔底，以便于下一節(jié)鋼管與之對(duì)接。鋼襯采用平臺(tái)車運(yùn)至安裝部位附近，利用液壓千斤頂將其頂起，撤出平臺(tái)車，利用滾杠將鋼管運(yùn)至相接處進(jìn)行對(duì)接，后再利用千斤頂及手動(dòng)葫蘆等裝置將鋼管安裝就位，轍出滾杠和輕軌，對(duì)鋼管進(jìn)行測(cè)量校核及加固，進(jìn)行焊接作業(yè)，加固方法同定位節(jié)。

3.3.3 洞內(nèi)混凝土施工

采用自密實(shí)混凝土砼，其主要性能為：靠自身重力作用進(jìn)行流動(dòng)密實(shí)，具有良好的填充均勻性，能夠在致密的鋼筋中完全填充模板。

澆筑時(shí)，在隧洞的兩側(cè)一起分層澆筑，分層厚度＜50cm，先一側(cè)下料，下料超過(guò)底拱后，再兩側(cè)均勻?qū)ΨQ下料，為保證鋼管不產(chǎn)生偏移，單側(cè)澆筑高度不宜過(guò)高。

3.4 放水涵洞施工質(zhì)量控制

1）開(kāi)挖施工前，作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的編寫(xiě)由工程管理部負(fù)責(zé)，技術(shù)部門負(fù)責(zé)鉆爆設(shè)計(jì)，要明確分工與職責(zé)。

2）開(kāi)挖時(shí)，派專職工程師和巡檢工程師，專職工程師跟班作業(yè)，檢測(cè)并控制孔距、孔深、孔向、裝藥量以及爆破效果等，做好記錄。巡檢工程師除抽查以上項(xiàng)目外，主要是密切注意圍巖的地質(zhì)條件變化，地下水的滲漏情況等，并根據(jù)爆破評(píng)價(jià)、調(diào)整爆破參數(shù)、施工工序、支護(hù)型式等，并及時(shí)向總工程師匯報(bào)，必要時(shí)向監(jiān)理工程師匯報(bào)，使開(kāi)挖施工達(dá)到準(zhǔn)確、迅速、滿足工程要求。

3）在新澆混凝土部位或已澆混凝土灌漿時(shí)或可能有影響時(shí)進(jìn)行爆破，提請(qǐng)監(jiān)理單位批準(zhǔn)，并嚴(yán)格控制爆破距離、裝藥量、安全質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度等參數(shù)。

4）地質(zhì)條件較差段，按“短進(jìn)尺、多循環(huán)、弱爆破”原則，每個(gè)循環(huán)鉆孔孔深≤4.0m。

擴(kuò)挖周邊嚴(yán)格采用光面爆破技術(shù)，限制鉆孔間距45～55cm，嚴(yán)格控制裝藥量（必須使用ф16mm藥卷），采用導(dǎo)爆索起爆；監(jiān)測(cè)隧洞圍巖內(nèi)部位移，據(jù)以了解巖體擾動(dòng)與松動(dòng)范圍，判斷圍巖與支護(hù)的穩(wěn)定狀態(tài)。

“啊，嘴巴再?gòu)埓笠稽c(diǎn)……”醫(yī)生檢查完妍妍的扁桃體，又拿起聽(tīng)診器，仔細(xì)地聽(tīng)了又聽(tīng)。妍妍一聲不響，乖巧地聽(tīng)醫(yī)生指揮。收起聽(tīng)診器，醫(yī)生一邊拿起筆飛快地在病歷卡上寫(xiě)診斷書(shū)，一邊慢悠悠地抬起頭，對(duì)妍妍說(shuō)：“小朋友，以后要多吃米飯，多吃水果和蔬菜，這樣你才會(huì)長(zhǎng)得更高！”頓了頓，然后又說(shuō)，“不用開(kāi)藥。”妍妍睜大了眼睛，不可思議地看著醫(yī)生。

4 隧洞灌漿工藝控制

公明供水調(diào)蓄工程第七標(biāo)段放水隧洞布置于大馬山山體下，襯砌后洞徑3m，洞長(zhǎng)423m，斷面型式為圓形斷面。兼有放空、供水和導(dǎo)流的功能。隧洞段地層巖性覆蓋層為第四系殘坡積土，巖性為含礫粉質(zhì)粘土，強(qiáng)風(fēng)化和弱風(fēng)化巖埋藏深。

軟弱圍巖必須堅(jiān)持先支護(hù)（強(qiáng)支護(hù)）、后開(kāi)挖（短進(jìn)尺、弱爆破）、快封閉、勤量測(cè)的施工原則。放水隧洞的圍巖加固采用超前小導(dǎo)管注漿的方法進(jìn)行處理。同時(shí)，二次襯砌完成后，襯砌混凝土達(dá)到60%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，必須對(duì)頂部進(jìn)行回填灌漿。

4.1 超前小導(dǎo)管注漿

主要應(yīng)用于隧道Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖拱部超前注漿預(yù)支護(hù)，其縱向搭接長(zhǎng)度至少為1m。超前導(dǎo)管規(guī)格：Ф32×32.5無(wú)縫鋼管，Ⅴ類圍巖（含土洞）加強(qiáng)段和出水隧洞進(jìn)、出口漸變段L=3.5m，縱向間距1排/1m；A型襯砌斷面L=4.5m，縱向間距1排/2m。

安裝前，用吹管將孔內(nèi)砂石吹出，可以用帶沖擊的風(fēng)鉆將小導(dǎo)管頂入孔中，也可借助鑿巖機(jī)將小導(dǎo)管從型鋼鋼架的偏中上部打入。使用第二種方法時(shí)，要采取措施防止巖土顆粒通過(guò)小導(dǎo)管上的眼孔進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)。

注漿前先噴射5～10cm厚混凝土封閉掌子面，形成止?jié){盤，然后由下至上對(duì)管內(nèi)沉積物進(jìn)行沖洗。注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)為：?jiǎn)慰鬃{壓力至設(shè)計(jì)要求值，注漿10分鐘，進(jìn)漿速度為開(kāi)始時(shí)的25%。

4.2 回填灌漿方法

使用在預(yù)埋管中鉆孔的辦法在鋼筋混凝土襯砌中回填灌漿，孔深為10公分，孔距為2.0m，測(cè)量并記錄混凝土厚度與空腔尺寸[6]。

回填灌漿的水泥使用42.5普通硅酸鹽水泥，一序孔灌注水泥漿的水灰比為0.5:1，二序孔灌注水泥漿水灰比為1:1。

回填灌漿的中斷時(shí)間如果不小于半小時(shí)，需沖洗到原孔深再繼續(xù)灌漿[7]。

4.3 灌漿質(zhì)量檢查

灌漿施工質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)隧洞的長(zhǎng)期安全運(yùn)行，擬采取以下步驟對(duì)灌漿質(zhì)量進(jìn)行檢查：

1）在隧洞回填灌漿完畢后6d進(jìn)行質(zhì)量檢查。應(yīng)在脫空較大與串漿孔集中等異常部位布置檢查孔，其數(shù)量占灌漿孔總數(shù)的1/20。

2）鉆孔注漿法：向孔內(nèi)注入的水泥漿水灰比為2:1，若在10分鐘內(nèi)，規(guī)定壓力下的注入量小于10L，即符合要求。

5 結(jié) 論

放水隧洞承載著放空、供水和導(dǎo)流的功能，其開(kāi)挖技術(shù)目前國(guó)內(nèi)研究較少，本文提供了一種鉆爆法開(kāi)挖放水隧洞的方法，并對(duì)其灌漿工藝進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)現(xiàn)有隧道開(kāi)挖技術(shù)提供了技術(shù)支持，為了發(fā)揮灌漿法加固技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，需要做好材料質(zhì)量管理、環(huán)境保護(hù)等工作[8]。