南支渠與岔口連通工程的施工實踐

劉文杰

（陜西省桃曲坡水庫管理局 陜西 銅川 727100）

輸水隧洞作為一種常見的水工建筑物，與明渠引水相比，其征地及青苗、林木賠償費用低，施工期的干擾相對較少，運行期間管理方便無需清淤維修，而且還有利于地表上生態(tài)環(huán)境的保護，符合水利工程建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的思路，而被廣泛采用。

從2007年開始，桃曲坡水庫管理局在灌區(qū)的續(xù)建配套與節(jié)水改造工程項目中為調(diào)整供水布局，提高用水保證率，采用小斷面長隧洞輸水方案，用兩年時間完成了南支渠與岔口連通工程的建設(shè)任務(wù)，較早地發(fā)揮了工程經(jīng)濟效益。

1 小斷面長隧洞的特點

小斷面長隧洞的特點是“小”而“長”。小則受斷面面積的限制，無法在施工中運用高效的大型機械設(shè)備；長則受距離限制，帶來通風(fēng)、排煙、供電、運輸?shù)纫幌盗袉栴}，因此，小斷面長隧洞在施工中存在較大困難。盡管如此，但它還有一定的優(yōu)越性：如單位工程量少，受地質(zhì)影響小，安全支護比較方便，斷面形式變化少等等。只要施工組織科學(xué)合理，施工措施落實到位，小斷面長隧洞的施工困難是可以克服的，能夠?qū)崿F(xiàn)快速高效施工。

2 南支渠與岔口連通工程的施工技術(shù)要點及輔助措施

2.1 工程概況

南支渠與岔口連通工程西起210國道東側(cè)南支渠K7+556.1處，東至岔口引水樞紐右岸，全長3.157km。工程劃分為進口段(k 0+000—0+105),隧 洞 段 (k 0+105—3+090)，出口涵洞段(k 3+090—3+157)三部分。隧洞段長度2985m，其中2802m長的土質(zhì)隧洞是整個工程的關(guān)鍵性工程。隧洞設(shè)計為無壓引水，設(shè)計流量4.0m3/s,校核流量5.0m3/s，設(shè)計斷面為城門洞型，尺寸為2m×2m，襯砌砼為C20，鋼筋砼結(jié)構(gòu)。

隧洞最小埋深21m，最大埋深33m。

2.2 施工技術(shù)要點

2.2.1 工程布置

設(shè)置施工支洞具有以下作用：①開辟多個工作面，實現(xiàn)“長洞短打”，以縮短工期；②有利于隧洞通風(fēng)排煙；③有利于優(yōu)先進洞，避開重要建筑物，避免施工干擾。但由于設(shè)置施工支洞將會增加臨時工程量，不利于經(jīng)濟施工，同時，施工支洞的設(shè)置又受到地形、地質(zhì)、工期及效益的制約，因此，設(shè)置施工支洞在實際中應(yīng)綜合各方面的條件，慎重考慮。

結(jié)合上述，本工程分別在K1+100和K2+500處設(shè)置了1#和2#兩個支洞，增加了4個作業(yè)面，共6個工作面，單個工作面控制進深約700m。相應(yīng)地劃分進口段為一工區(qū)，1#支洞為二工區(qū)，2#支洞為三工區(qū)，這3個工區(qū)的施工任務(wù)完成后再進行出口段的施工，實踐證明這種布置是合理的。2008年12月19日，進口段與1#支洞進行貫通；2009年5月1日，1#支洞與2#支洞予以貫通，為全線工程的完工奠定了堅實基礎(chǔ)。

2.2.2 施工測量

（1）洞外控制

隧洞外平面控制采用三角測量，采用萊卡TCR405全站儀于每個洞口附近山脊等開闊位置選取合適的3個控制點。高程控制采用水準測量，每個洞口布設(shè)2個精密水準點。

（2）洞內(nèi)控制

用全站儀對中線進行測放，開挖時中線點設(shè)置在隧洞頂部、每間距5m設(shè)置1個，設(shè)置3點懸掛垂球以標定開挖方向。當(dāng)長度超過20m時，設(shè)立新的臨時點，以保證其精度。當(dāng)進深達100m～300m時根據(jù)中線樁，用全站儀復(fù)核開挖方向。標定高程時采用腰線法，使用水準儀測設(shè)坡度線，每開挖20m進尺校正一次高程精度。

2.2.3 洞室開挖

隧洞段長度2985m，其中土質(zhì)隧洞2802m，占整個工程的88%，黃土層較易開挖，并考慮到小斷面受作業(yè)空間的限制，高效的大型機械設(shè)備無法使用，決定采用人工開挖。193m巖質(zhì)洞段采用YT-25型手持風(fēng)鉆打孔，打孔深度1.8m。采用2#巖石硝銨炸藥，毫秒延時雷管導(dǎo)爆。

2.2.4 隧洞內(nèi)的運輸

洞內(nèi)運輸是指洞內(nèi)土方、爆破石渣、澆筑砼料、模具等的運輸。

洞內(nèi)運輸方式?jīng)Q定施工速度快慢，制約工期的主要因素之一。施工中根據(jù)實際情況采用了如下的運輸方案：人工裝土、裝石渣，礦用自卸三輪車（功率16馬力，裝載容積0.4m3）運到洞外棄土、渣場地。另外，洞內(nèi)每隔約250m設(shè)置長4.5m，寬4.0m、高2.0m的避車洞。每個施工區(qū)配備2臺該自卸三輪車即可滿足需要。

2.2.5 隧洞襯砌

按照“短掘進，快襯砌，強通風(fēng)”的原則，土質(zhì)隧洞在開挖進尺15m～20m時就要進行拱墻的襯砌，當(dāng)一個工作面的拱墻砼全部完成后而由內(nèi)向外逐步退出進行底板的砼澆筑。

砼襯砌工藝流程：基礎(chǔ)清理→測量校核→立?！冀?、止水安裝→檢查驗收→砼澆筑→拆模、養(yǎng)生。

本工程砼標號C20，澆筑厚度30cm，每延米需2.46m3砼。

（1）支設(shè)模具

拱墻部位模板采用定型制作的組合鋼模板。拱架支設(shè)時左右對稱，用￠10螺栓連接，底部用150mm×100mm墊木。鋼拱架按1.0m間距支設(shè)，每排拱架之間用連桿連接。安裝模板時和拱架按順序編號配套，用“U”型卡連接。

（2）混凝土澆筑

在洞外由JS350強制式拌合機拌和砼，礦用0.4m3自卸三輪車運輸砼至倉面?；炷寥雮}采用人工入倉，每倉倉面長度1.0m。側(cè)墻和拱頂采用前進法施工，兩側(cè)模板同時填料入倉，以防跑模，一旦出現(xiàn)任何偏差，及時采用打楔體或用支柱頂?shù)霓k法，予以糾正。根據(jù)攪拌運輸、澆筑能力、振搗器性能及氣溫等因素確定砼澆筑層厚度不超40cm，砼振搗時至少插入到下層10cm。在同一位置振搗時間，以拌合物不在下沉，不再冒氣泡并泛出水泥漿為準，不宜過振。插入式振搗器的移動間距不大于其作用半徑的1.5倍，并避免碰撞模板和鋼筋。混凝土澆筑保持連續(xù)性，允許間隙時間不小于1h，若超過允許間歇時間，則應(yīng)按工作縫處理。

2.3 輔助施工措施

通風(fēng)、排煙、供電、供風(fēng)等是隧洞作業(yè)的輔助施工措施，對安全施工和人員的身心健康關(guān)系極大，而且，其組織的優(yōu)劣影響著工期，一定程度上決定著工程的投資大小。本工程的地下水位埋深較大，無需考慮排水問題。

2.3.1 通風(fēng)、排煙

混合式通風(fēng)是指吹、吸結(jié)合，效果較好。該工程每個工作面采用混合接力式通風(fēng)，于洞口設(shè)一臺YBT型11kW軸流風(fēng)機將風(fēng)壓入。風(fēng)管采用￠400PVC柔性軟管，單節(jié)長度15.0m，吊掛風(fēng)管做到平、直、緊、穩(wěn)、順。由于隧洞埋深較淺，地勢較為平坦，黃土層易于鉆孔成型，因此，沿洞軸線方向每隔150m鉆造￠600mm的豎向通氣孔，并在其下安裝750W的換氣扇1臺將污風(fēng)吸出洞外。當(dāng)進尺達到350m后再串聯(lián)一臺軸流風(fēng)機。通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)有專人負責(zé)維護和管理，做到既高效方便，又整齊美觀。

2.3.2 隧洞供電

每個工區(qū)洞外接引附近的380V／220V供電線路。洞內(nèi)敷設(shè)2組線路,一組380V／220V鋁芯BLXF-4×10mm2線路專供軸流風(fēng)機、換氣扇及砼澆筑時振搗棒使用。另外，敷設(shè)一組220V護套2×6mm2照明線路供成洞照明，距掌子面150m照明，采用設(shè)置MJ-7KW行燈變壓器一臺提供36V的安全電壓。

2.3.3 供風(fēng)

出口巖質(zhì)洞段的高壓供風(fēng)是在洞口設(shè)置2臺6m3的柴油動力空壓機，￠500無縫鋼管送風(fēng)至掌子面。

2.3.4 供水

巖質(zhì)洞段的用水采用直接抽取附近河道中的水，用2寸塑料管送至掌子面，可滿足需要。

3 實踐總結(jié)

南支渠與岔口連通工程，由于施工組織科學(xué)合理，施工技術(shù)措施落實到位，比合同工期提前5個月完成施工任務(wù)，高標準保證工程質(zhì)量，真正實現(xiàn)了快速高效施工，受到業(yè)主的認可。它的順利竣工對以后的同類工程如紅星金定渠輸水工程、低干渠輸水工程起到了很好的借鑒和示范作用。陜西水利