甘肅省引洮供水二期工程第四批主體工程43標洞簾施工方案

臧景平

（甘肅省水務(wù)投資有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730030）

甘肅省引洮供水二期工程第四批主體工程43標洞簾施工方案

臧景平

（甘肅省水務(wù)投資有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730030）

洞簾開挖是隧洞工程進入主洞洞身開挖的第一步，也是最為關(guān)鍵的一步，隧洞進洞方案根據(jù)工程特點及施工區(qū)地形地貌進行合理科學(xué)的設(shè)計，優(yōu)選最安全、最經(jīng)濟的施工方案，保證洞口分部支護的安全性和穩(wěn)定性，為主洞洞身開挖提供安全穩(wěn)定的工作面，為隧洞工程的全面展開創(chuàng)造有利的施工條件。

隧洞洞簾；支護施工；方案設(shè)計

一、工程概況

甘肅省引洮供水二期工程供水范圍涉及定西市安定區(qū)、隴西縣、通渭縣，白銀市會寧縣，天水市武山縣、甘谷縣、秦安縣及平?jīng)鍪徐o寧縣。工程供水總?cè)丝?67.76萬人，以城鄉(xiāng)生活、工業(yè)供水為主，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉，為當(dāng)?shù)厝罕娒撠氈赂患案纳粕鷳B(tài)環(huán)境創(chuàng)造條件。

本標段隧洞工程共計長度為3 725m，4條隧洞單洞長度均小于600m，且為獨立分段，可進行平行作業(yè)施工，共設(shè)計8個工作面同時進行開挖，每條隧洞進洞前均需根據(jù)隧洞斷面大小巖石級別、地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況，地形地貌對洞口部分進行覆蓋層剝離、洞口明挖、掛鋼筋網(wǎng)片、打系統(tǒng)錨桿、噴混凝土支護等處理措施，待洞簾滿足安全，堅固穩(wěn)定后進行洞身開挖工程施工。現(xiàn)就本標段洞簾采用的設(shè)計施工方案予以概述：

二、施工區(qū)水文地質(zhì)情況

地形地貌：本標段處于祖厲河和葫蘆河分水嶺東側(cè)，大部分沿該分水嶺東側(cè)的黃土斜梁及溝掌地布置，山體渾圓，溝壑縱橫，地形坡度15～30°不等，相對高差100～150m。

地層巖性：工程區(qū)出露的地層巖性有新近系砂礫巖夾砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖第四系松散堆積物等。巖石強度低，屬極軟巖；中厚層狀構(gòu)造，主要結(jié)構(gòu)面為層面，層理不明顯；遇水極易軟化、崩解，失水干縮，巖層產(chǎn)狀平緩，為隧洞圍巖的主體巖性。工程區(qū)淺表部位分布最廣泛的地層，根據(jù)成因可分為風(fēng)積馬蘭黃土和洪積黃土狀土兩類。質(zhì)地均勻，結(jié)構(gòu)松散，具大孔隙，層理不顯，垂直節(jié)理發(fā)育，厚度一般10～25m。

隧洞進出口均位于溝掌地后緣山坡坡腳，自然邊坡為10～20°，現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定，地形較完整，現(xiàn)多為梯田耕地。隧洞進出口巖性均為eolQ32馬蘭黃土，根據(jù)設(shè)計進出口洞位置及建筑高程，進出口黃土開挖坡高一般為6～12m，各隧洞進、出口均需開挖洞臉進洞，建議洞臉邊坡1∶0.75～1∶1，坡高大于8m時需設(shè)馬道在邊坡外圍設(shè)排水溝對坡面水進行疏導(dǎo)，以防坡面水對邊坡的沖刷破壞。

三、主要施工工序

（一）洞口加固工程

進洞前依據(jù)設(shè)計圖紙對洞簾區(qū)進行校核復(fù)測，確定開挖邊界及輪廓線，洞口土石方施工和洞口加固，與洞口場地一并施工。根據(jù)設(shè)計圖紙和現(xiàn)場實際考察接合水文地質(zhì)資料，洞簾局部土質(zhì)呈塊狀結(jié)構(gòu)，初擬用推土機自上而下直接推運場地土方，石方采用小炮松動爆破，對爆破后的巖石采用機械開挖，人工配合清理浮渣及松動巖石，涂刷邊坡，開挖后的土石方用于就近平整施工場地，渣料均按本合同要求分類堆放在指定的棄渣場。

在洞口土石方施工同時，作好洞口截水溝，雨季如降水量過大應(yīng)該修建臨時圍堰，防止雨水倒灌。在坡底設(shè)置臨時截水溝槽，將地表滲水和季節(jié)降雨排出施工區(qū)。

（二）錨桿施工工藝

對邊坡、仰坡采用布設(shè)系統(tǒng)錨桿加固方案，錨桿采用φ22mm、L=3.0m的螺紋鋼，間距1.5m按梅花形布置，入巖深度2.9m；定位：孔位允許偏差為±15mm；錨桿孔距誤差不超過150mm。錨桿材料質(zhì)量要滿足相關(guān)規(guī)范要求且做好進場檢驗檢測工作，各項指標達到設(shè)計要求后方可采用。

鉆孔：錨桿采用氣腿式風(fēng)鉆進行鉆孔，鉆孔深度為較錨桿長度小5～10mm，允許偏差為±50mm；鉆孔方向盡量與巖層主要結(jié)構(gòu)面垂直；孔徑大于錨桿直徑15mm。

鉆孔清洗：用高壓風(fēng)管將孔內(nèi)粉塵和雜物吹出，必要時用高壓水槍進行沖洗，保證孔內(nèi)無殘渣；

砂漿制備：采用不低于42.5級且具有抵抗水侵蝕的化學(xué)穩(wěn)定性的普通硅酸鹽水泥，按施工配合比采用強制式350拌合機進行拌制，砂漿拌和均勻，隨拌隨用，一次拌和的砂漿要在初凝前用完。

錨桿準備：按設(shè)計要求截取錨桿長度、調(diào)直、除銹。注漿：孔深、孔徑驗收合格后灌注水泥砂漿；注漿孔口壓力控制在0.4～0.6MPa之間；注漿管要插至距離孔底5～10cm處，隨水泥砂漿的注入緩慢勻速拔出，直到注滿為止。

插錨桿：注漿結(jié)束后隨即迅速將錨桿插入，錨桿插入孔內(nèi)的長度不得短于設(shè)計長度的95%。若孔口無砂漿流出，必須將錨桿拔出重新注漿。

（三）鋼筋掛網(wǎng)及噴射混凝土

錨桿施工完成后進行鋼筋網(wǎng)掛設(shè)，采用φ10mm的鋼材進行加工，間距20cm×20cm，；進行噴射混凝土厚10cm，混凝土設(shè)計強度為C20干噴法施工，設(shè)計配置強度為28.2MPa，石子最大粒徑為10mm，水灰比0.49，材料重量配合比為水泥：408kg、砂780kg、石845kg、水200kg、速凝劑16kg；對坡面進行加固和防護（見圖1）。

洞口加固：進洞前沿拱部開挖輪廓線外緣打設(shè)三排φ22mm超前鋼筋錨桿，間距1.0m×1.0m，梅花形布置，掛φ6mm，20cm×20cm鋼筋網(wǎng)，噴8cm厚混凝土與仰坡錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土連為一體，對洞口進行加固。

洞口開挖時，在開挖輪廓線的周邊，采用密鉆眼，對巖體進行切割拱部，眼距為20cm，邊墻眼距為30cm。掛口采用短進尺（第一次為0.5m）弱爆破，周邊眼采用小藥卷，間斷裝藥。

四、洞門工程

隧洞進出口均處在山區(qū)地帶，距地表補給水源近，隧洞及洞門施工前，先施工進出口的引水渠段后再進行洞門開挖作業(yè)。進洞施工完畢盡量恢復(fù)原地面，仰坡設(shè)置馬道及排水溝，坡面掛網(wǎng)噴射10cm厚混凝土永久護坡，并加設(shè)系統(tǒng)錨桿。兩側(cè)邊坡采用10cm厚網(wǎng)噴混凝土及系統(tǒng)錨桿維護洞口的邊坡、仰坡施工期間的穩(wěn)定，臨時邊坡、仰坡開挖后及時進行臨時支護作業(yè)。

具體施工方法：洞口上方危巖體，施工前先予以清除；在洞外放出隧洞中線，由測量人員對洞口段的自然坡面進行測繪，與設(shè)計對照，根據(jù)實際情況放出包括明暗洞交界的仰坡邊線、明洞開挖邊線、洞口開挖邊線等開挖線。重點作好洞口及邊坡、仰坡范圍的截水溝、排水溝，保證洞口范圍排水通暢。天溝、水溝采用M5水泥砂漿漿砌片石施工，保證水土不流失。覆蓋層采用挖掘機挖裝，自卸汽車運輸，將土石運至隧洞出口施工場地用于平整臨時場地和修建臨時道路。局部石方采用小炮松動爆破開挖人工配合清刷邊坡。按以上方法對仰坡面加固處理，并經(jīng)相關(guān)方面階段驗收合格后方可進行洞挖施工,及時施工洞門護面墻，對未進行噴射混凝土支護的邊仰坡盡早進行綠化。

由于引水隧洞洞口邊坡、仰坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)較差，多為覆蓋層，且開挖高差較大，刷坡及明洞開挖采用自上而下分層開挖，加強邊坡、仰坡防護直至洞底標高,并隨著仰坡的開挖，設(shè)置10cm厚的掛網(wǎng)噴射混凝土結(jié)合錨桿永久護坡。在邊坡面采用噴錨網(wǎng)封閉邊坡面：φ18早強砂漿錨桿，長度為3.0m，間距1.0m×1.0m，梅花形布置；φ6鋼筋網(wǎng)，間距15mm×15mm，鋼筋網(wǎng)盡量與仰坡巖面密貼；C20噴射砼，厚度為10cm。在明暗交接處用φ32，長度L=3.5m的注漿小導(dǎo)管進行周壁預(yù)注漿，對洞口進行鎖固。洞口用I18的工字鋼洞門拱架與超前注漿小導(dǎo)管管頭焊接在一起，再用噴射混凝土將工字鋼封閉，保證洞內(nèi)第一榀鋼拱架安裝前超前小導(dǎo)管能支撐圍巖受力。

五、結(jié)束語

甘肅省引洮供水二期工程第四批主體工程43標段洞簾施工方案已獲監(jiān)理、業(yè)主批準，各項施工參數(shù)滿足施工安全要求，經(jīng)長達數(shù)月的洞身開挖施工，各洞口洞簾均穩(wěn)定無變形，未發(fā)生洞簾坍塌現(xiàn)象，保證了洞身開挖的安全性，洞簾施工方案是切實可行，達到了設(shè)計要求，為順利進洞和洞身的正常開挖奠定了良好的基礎(chǔ)。

（編輯：王駿杰）

TV554文獻識別碼：B

1673-9019（2017）02-0047-02

2016-12-05

臧景平（1978-），男，甘肅靜寧人，工程師，主要從事水利工程管理工作。