黃家灣導流兼泄洪放空洞洞身段開挖支護施工技術

趙建斌

摘 要：文章以貴州省黃家灣導流兼泄洪放空洞洞身段開挖支護方法及施工工藝為依據(jù)，詳細介紹了導流洞洞身段及泄洪放空洞下平段開挖支護施工技術，以供類似工程參考。

關鍵詞：開挖；圍巖；支護

中圖分類號：TV61 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）30-0047-02

1 工程基本情況

貴州省黃家灣水利樞紐工程位于貴州省紫云縣境內(nèi)。導流洞接泄洪放空洞下平段0+118.097m，不結合段長430.00m，底坡I=0.004，導流洞總長763.716m，隧洞斷面為城門洞型，最大開挖斷面為7.9m×8.766m，成型斷面6.0m×7.016m。

2 地質(zhì)圍巖情況

洞身段洞室最大埋深94m，圍巖為三疊系中統(tǒng)邊陽組第二段的砂巖及泥巖，主要呈弱至微風化狀態(tài)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整性較差，為互層狀結構，地下水位比洞室高3m～80m，地下水活動中等至較強烈，巖層走向與洞向交角20°～46°，巖層倒轉，傾角近于0°，屬Ⅲ類和Ⅳ類圍巖，Ⅲ類圍巖占20%，Ⅳ類圍巖占80%。

3 洞身段開挖支護方案

導流兼泄洪洞平洞部分開挖支護分上下半洞先后施工。上下半洞開挖支護錯開距離不小于100m。

上半洞6.2m采用鉆架臺車，氣腿式YT-28手風鉆鉆孔，中間掏槽及周邊光爆全斷面掘進開挖方案，上半洞支護方案，Ⅲ類及Ⅳ類較好圍巖，主要是掛φ8 @200X200mm鋼筋網(wǎng)噴射C20混凝土進行臨時支護，噴射混凝土設計厚度0.1m，錨桿采用Φ25砂漿錨桿，錨桿間排距3.0m，長度4.5m，對于Ⅳ類較差圍巖，結合工16鋼拱架及掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土進行臨時支護，鋼拱架連接筋為Φ22三級螺紋鋼筋，間距1.0m。

下半洞（2.5m）開挖，首先開挖中間部位，開挖總寬度5.9m，靠近側墻邊各預留1m待二次開挖。主要采用氣腿式YT-28手風鉆水平造孔，底部預留0.3m布置一排光爆孔，孔間距0.5m，光爆孔頂部布置兩排水平梯段孔，梯段孔間排距1.0m，采用“V”爆破網(wǎng)絡進行爆破。以保護鋼拱架在開挖爆破過程中下部支腿立在巖石上，每循環(huán)進尺3.0m。左右側預留1m的下半洞地板爆破開挖沿側墻設計輪廓線布設1圈光面爆破孔，光爆孔布置從上半洞鋼拱架底部以下0.3m布置，孔間距0.5m，以減小爆破時對兩側鋼拱架支腿的影響。左右側相互錯開開挖，錯開距離不小于10m，保證鋼拱架兩條支腿中有一支腿受力在堅硬巖石上。每段鉆孔爆破后立即清理建基面的石渣，人工安裝鋼拱架支腿下半部分，使鋼拱架支腿直接受力作用在地板上，避免鋼拱架長時間懸空，造成頂拱受力下沉。

4 洞身段開挖支護方法及施工工藝

4.1 施工工藝流程（見圖1）

4.2 施工方法及施工工藝

4.2.1 開挖施工方法及施工工藝

（1）測量放樣

采用全站儀和激光導向儀放樣，在工作面上快速放出周邊輪廓關鍵點位，如起拱位置點位，頂拱點位等、隧洞中軸線等。并對上一循環(huán)開挖面測量復核。以便及時修規(guī)。

（2）鉆孔

鉆孔嚴格按照爆破布置圖及設計孔深施鉆，周邊孔應在斷面輪廓線上開孔。

（3）裝藥連網(wǎng)爆破

炮孔經(jīng)施工員檢查合格后，由持證爆破員領班操作，嚴格遵守爆破安全操作規(guī)程裝藥爆破。炸藥采用2#巖石乳化炸藥。周邊光爆孔采用間隔裝藥，先按裝藥結構將藥卷間隔綁在竹片上用導爆索連接，線裝藥密度100g/m，藥卷和竹片同時放入孔中，竹片貼輪廓線外側圍巖。掏槽孔和輔助孔連續(xù)裝藥，塑料導爆管連接起爆。爆破網(wǎng)絡連接經(jīng)檢查無誤后，撤離施工機械及人員到安全地帶，由安全員負責按統(tǒng)一信號指揮起爆。

（4）通風除塵排險

爆破完畢，隨即開動軸流風機壓入式洞內(nèi)排煙。煙塵散后由安全員進入洞內(nèi)進行安全檢查和處理。

（5）出渣

在洞內(nèi)采用3m3側翻裝載機裝20t自卸汽車運輸至指定棄渣場。

4.2.2 支護工程施工方法

（1）注漿錨桿施工

使用全站儀測放孔位并用紅漆標識，鉆孔傾角垂直巖面或按設計要求進行，造孔深度偏差不大于5cm。錨桿設計長度4.5m，采用先注漿后插錨桿方式。質(zhì)量檢查采用無損檢測儀按設計要求的頻率進行注漿密實度和錨桿長度等檢測。

（2）噴射混凝土施工

噴射混凝土施工，對于Ⅳ類較差圍巖，主要采用鉆架臺車進行。對于Ⅲ類及Ⅳ類較好圍巖，為了加快施工進度，制作小型鉆架臺車進行。噴射施工前清除開挖面的浮石、石渣和堆積物；埋設控制噴層厚度的標志。掛網(wǎng)噴混凝土地段，先噴3～5cm厚混凝土，再掛鋪鋼筋網(wǎng)，采用人工現(xiàn)場安裝，與第一層噴混凝土面緊貼，并與開挖面錨桿焊接，網(wǎng)片之間采用搭接方式連接，并相互綁扎牢固。噴射混凝土作業(yè)分段分片依次進行。

（3）鋼拱架施工方法

測量定位鋼拱架架立位置，及時架立鋼拱架，并對所有連接板的螺栓重新緊固一遍，保證連接牢固。鋼架架立到位后，立即采用縱向連接筋將各鋼拱架間焊接連成一整體，使鋼拱架與錨桿共同受力。在鋼拱架架立過程中當鋼拱架與初噴層之間有較大間隙時，采用混凝土墊塊將鋼拱架與噴層之間的間隙墊填密實。每榀鋼拱架鎖腳和鎖肩錨桿按照設計采用砂漿錨桿固定，錨桿的數(shù)量和間距按設計要求布置。

5 現(xiàn)場監(jiān)控測量

由于洞身段圍巖的特殊性和復雜性，必須進行施工監(jiān)控測量。

頂供下沉監(jiān)控測量是在起拱位置、起拱沿圓弧向上1/4處和頂拱正中位置共5點埋設。監(jiān)控測量點埋設采用φ8鋼筋進行埋設，縱向每30m（根據(jù)圍巖情況可適當加密）埋設一次，埋設入噴射混凝土5～10cm，外露于噴射混凝土3～5cm，并用紅漆在噴射混凝土面畫圈做明顯的標記。

現(xiàn)場監(jiān)控測量采用全站儀進行，至少每天監(jiān)測測量一次，并及時將結果進行分析，及時調(diào)整初期支護方法及施工工藝。

6 洞身段地下水抽排

6.1 進口施工地下水抽排

根據(jù)技施圖紙地下水地質(zhì)描述。進口開挖主要是順坡向開挖，無法自流出洞，施工時需要加強抽排水，以減少對施工的干擾。

根據(jù)實際滲水情況，在開挖底面兩側縱向開挖設置排水溝，排水溝上口寬50cm，溝深50cm，溝底縱向坡比0.2%，縱向每間隔50m左右位置設置一集水井，集水井內(nèi)架設潛水泵接力將洞內(nèi)滲水抽排至洞外排水溝。

6.2 出口施工地下水抽排

出口段設計坡比為1/125，在開挖底面兩側縱向開挖設置排水溝，排水溝上口寬50cm，溝深50cm，溝底縱向坡比同設計坡比，自流至洞外臨時道路靠近出口一側集水坑，坑底高程設計出口開挖底面低0.3m-0.5m，集水井周邊采用人工裝土或爆破石渣護坡，集水井內(nèi)用泵抽至下游河道。

6.3 特殊地質(zhì)帶施工地下水抽排

對于斷層破碎帶、富水地質(zhì)帶，在爆破鉆孔前，首先在側墻及開挖掌子面中部采用100B潛孔鉆鉆設排水孔，待水流穩(wěn)定變小后再行安排后續(xù)施工作業(yè)，對掌子面中部排水孔中流出的地下水，在開挖底部開挖一橫向小溝，將地下水導引至側邊排水溝內(nèi)。

7 結束語

洞身段圍巖巖層倒轉，傾角近于0°的段落，前期主要采用超前錨桿結合鋼拱架進行超前支護，但爆破效果很不理想，后將頂拱設計輪廓線光爆孔布置在輪廓線以內(nèi)0.25m處，其他爆破參數(shù)不變，爆破后頂拱塌方量和范圍變小，計劃在后續(xù)的施工中采用小導管進行超前支護，是否可行，有待進一步驗證，另外，洞身段監(jiān)控測量儀器的精度不能反映收斂真實值，須在后續(xù)的施工中改進。

參考文獻：

[1]張正宇.現(xiàn)代水利水電工程爆破[M].中國水利水電出版社，2003，05.

[2]關寶樹.隧道工程施工要點集[M].人民交通出版社，2003，01.

[3]閆正斌.爆破作業(yè)技能與安全[M].冶金工業(yè)出版社，2014，02.

[4]安平穎.水利水電施工工程中邊坡開挖支護技術的探究[J].科技創(chuàng)新與應用，2014（09）：149.endprint