關(guān)于特長(zhǎng)小斷面引水隧道的施工技術(shù)

【摘要】引水隧道屬于是輸水工程的一部分，一直以來(lái)，輸水隧道都以其斷面小而成為了項(xiàng)目方案的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，也是項(xiàng)目施工的一個(gè)控制點(diǎn)。本文就將以山西省中部引黃工程施工20標(biāo)工程為例，對(duì)特長(zhǎng)小斷面引水隧道的具體施工技術(shù)等作出詳細(xì)闡述及分析，

【關(guān)鍵詞】小斷面；引水隧道；施工技術(shù)

山西省中部引黃工程引水隧道斷面小，平均每個(gè)工作面長(zhǎng)3km，隧道內(nèi)部場(chǎng)地十分狹小，凈寬僅有2.5m，對(duì)施工非常不便，加上通風(fēng)條件差、排水難、地質(zhì)條件復(fù)雜等特點(diǎn)，在施工中采取了不同的對(duì)應(yīng)措施。例如：不同圍巖級(jí)別采取不同的開(kāi)挖方法、采取直眼掏槽的方法進(jìn)行鉆爆、實(shí)行光面爆破、洞內(nèi)采取農(nóng)用車(chē)配合挖掘式裝載機(jī)出渣方式等，這些施工方法及措施對(duì)保證工期及施工安全起到了非常重要的作用。

1.工程及項(xiàng)目概況

山西省中部引黃總體工程屬于是山西省“十二五規(guī)劃”大水網(wǎng)建設(shè)中的一項(xiàng)十分重要的工程項(xiàng)目。該工程干線去睡來(lái)自天橋水電站庫(kù)區(qū)，供水范圍覆蓋了四市十六縣（市/區(qū)）。其中包括：忻州市：保德縣；呂梁市：興縣、臨縣、離石、柳林、中陽(yáng)、石樓、交口、孝義、汾陽(yáng)；臨汾市：隰縣、蒲縣、大寧、汾西；晉中市：靈石、介休。規(guī)劃全年供水量可達(dá)6.02億m3。

山西省中部引黃工程施工20標(biāo)由中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司負(fù)責(zé)施工，其位置位于交汾靈支線2#隧道，項(xiàng)目總投資達(dá)1.299億元，項(xiàng)目主要內(nèi)容包括：交汾靈支線2#洞（12km）、交汾靈支線9#-11#施工支洞、回龍渡槽（渡槽進(jìn)口控制閘、交口靈石分水閘、渡槽出口控制閘、退水閘、退水渠）、相應(yīng)的臨時(shí)工程等，工程項(xiàng)目總工期為958天。隧道為城門(mén)洞形斷面，凈寬2.5m、凈高3.04m、直墻段高2.2m、頂拱中心角為135度、半徑1.35m。項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)總流量1.3m3/s（調(diào)水期流量為5.0m3/s），設(shè)計(jì)水深0.68m（調(diào)水期水深為1.81m），工程項(xiàng)目施工支洞同樣為城門(mén)洞形，寬3.65m，高3.2m。

2.工程重點(diǎn)及難點(diǎn)

2.1隧道地質(zhì)十分復(fù)雜，施工難度較大。通過(guò)了解施工圖紙，以及相關(guān)的地質(zhì)資料我們得知：在施工的過(guò)程中很有可能會(huì)遇到突涌水、坍塌塌方、含煤地層、采空區(qū)、有毒有害氣體等情況。

2.2施工中的危險(xiǎn)源很多，安全生產(chǎn)的任務(wù)非常重，由于本項(xiàng)目具有斷面小、坡度大、地質(zhì)復(fù)雜、隧道長(zhǎng)的特點(diǎn)，所以在實(shí)際的施工過(guò)程中，安全工作必須要做到位。

2.3隧道的斷面小、坡度大、支洞的坡度大，3條支洞的反坡坡度均達(dá)到了14.5%，這時(shí)候就需要投入大量農(nóng)用車(chē)等設(shè)備。而且在施工過(guò)程中對(duì)于供風(fēng)供水、通風(fēng)排煙及反坡排水等輔助施工，同樣有非常高的要求。

3.施工中的關(guān)鍵性技術(shù)

3.1隧道的開(kāi)挖

3.1.1洞口的開(kāi)挖

土石方的開(kāi)挖為全斷面開(kāi)挖，每循環(huán)開(kāi)挖長(zhǎng)度為1.0-1.5m左右，通過(guò)挖掘機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖工作。邊坡及路基底采取人工刷坡及清理，刷坡時(shí)候要嚴(yán)格按照放線進(jìn)行開(kāi)挖并從洞口地面起1m開(kāi)始每隔2m梅花形布置Φ20鋼筋錨桿加鋼筋網(wǎng)片焊接。待進(jìn)洞時(shí)施工工序應(yīng)為：首先是要做好洞口邊仰坡截水溝，這是為了把地表水截排出去，自上而下開(kāi)挖拉鉤，同時(shí)對(duì)邊仰坡進(jìn)行有效防護(hù)；然后在開(kāi)挖護(hù)拱范圍拉鉤時(shí)，要從洞的兩側(cè)開(kāi)挖溝槽一直到墻底的標(biāo)高；最后是對(duì)護(hù)拱內(nèi)的剩余部分進(jìn)行開(kāi)挖，并按照要求進(jìn)行2m的暗洞開(kāi)挖支護(hù)。

3.1.2洞身的開(kāi)挖

首先是四級(jí)圍巖洞段：為了確保圍巖的穩(wěn)定性，四級(jí)圍巖洞段的開(kāi)挖原方案為上下臺(tái)階法，但是由于隧道的斷面小，所以洞內(nèi)開(kāi)挖經(jīng)專(zhuān)家勘探后采取全斷面開(kāi)挖的方法，進(jìn)尺控制在1.5-1.8m；其次是五級(jí)圍巖洞段：采取臺(tái)階分部法進(jìn)行開(kāi)挖，上臺(tái)階預(yù)留核心土環(huán)形進(jìn)行開(kāi)挖，下臺(tái)階左右交替開(kāi)挖，由于隧道斷面小，所以可以采用全斷面開(kāi)挖方法，開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺在1.8-2.2m；最后是土洞洞段：采取“預(yù)留核心土，加強(qiáng)支護(hù)”原則，先開(kāi)挖輪廓線支護(hù)后進(jìn)行核心土挖除，開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺在0.7m-1.4m之間

3.1.3光面爆破施工

根據(jù)地質(zhì)條件、技術(shù)規(guī)范、開(kāi)挖方法、巖性的不同，并結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)，爆破設(shè)計(jì)可以按照“短進(jìn)尺、弱爆破、少擾動(dòng)”的原則來(lái)進(jìn)行，在開(kāi)挖過(guò)程中，可以通過(guò)地質(zhì)條件的變化，以及圍巖變形的監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整，這樣可以確保開(kāi)挖質(zhì)量和圍巖的穩(wěn)定性。同時(shí)，要根據(jù)圍巖級(jí)別及噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗震要求來(lái)控制最大一段的起爆藥量，隧道開(kāi)挖輪廓采取光面爆破方法，周邊眼間距應(yīng)為50cm；鉆孔使用YT28 型氣腿式鑿巖機(jī)，炮眼直徑42mm，炸藥則應(yīng)選用直徑為35mm的乳化炸藥；采取不耦合連續(xù)裝藥方法進(jìn)行裝藥；起爆炸藥采取電雷管引爆，采用非電毫秒雷管起爆，爆破的效率控制在75-85%。

4.工程的施工要點(diǎn)

4.1放樣布眼：在鉆研之前，測(cè)量員要使用紅油漆標(biāo)注出開(kāi)挖的中線以及輪廓線，并且要標(biāo)出炮眼的準(zhǔn)確位置，誤差不允許超過(guò)5cm。

4.2定位開(kāi)眼：在鉆孔時(shí)，鉆桿與隧洞軸線要平行，根據(jù)炮眼布置圖標(biāo)注的位置準(zhǔn)確鉆孔。對(duì)于掏槽眼和周邊眼的鉆眼，精度必須高于其他眼，開(kāi)眼誤差控制在3-5cm。

4.3鉆眼：鉆工在鉆眼前必須要熟悉炮眼布置圖，鉆周邊眼必須由經(jīng)驗(yàn)豐富的老鉆工進(jìn)行，派專(zhuān)人負(fù)責(zé)指揮，保證周邊眼有準(zhǔn)確的外插角，使兩茬炮交界處的臺(tái)階不大于5cm。

4.4清孔：在裝藥前，要使用炮鉤和高壓風(fēng)管輸入高壓風(fēng)，吹出炮眼中的石屑。

4.5裝藥：裝藥必須按照炮眼設(shè)計(jì)圖固定的藥量自上而下進(jìn)行，炮眼要用炮泥堵塞，而且長(zhǎng)度不能小于20cm。

4.6起爆網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)：起爆網(wǎng)絡(luò)為復(fù)式網(wǎng)絡(luò)，以此來(lái)確保起爆的準(zhǔn)確性和可靠性。聯(lián)結(jié)時(shí)導(dǎo)爆管不可以出現(xiàn)打結(jié)和拉細(xì)現(xiàn)象，各炮眼雷管的連接次數(shù)必須一致，網(wǎng)絡(luò)聯(lián)好后，要安排專(zhuān)人對(duì)其進(jìn)行檢查。

4.7爆破參數(shù)調(diào)整：根據(jù)最終的檢測(cè)情況對(duì)爆破參數(shù)要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以便為下一循環(huán)光面爆破提供準(zhǔn)確的參數(shù)。

5.結(jié)語(yǔ)

引水隧道屬于輸水工程的一個(gè)重要部分。“山西省中部引黃工程施工20標(biāo)”工程隧道的截面小、工作面較長(zhǎng)，而且隧道內(nèi)部的場(chǎng)地十分狹小，所以十分不利于施工，針對(duì)于通風(fēng)條件差、排水難、地質(zhì)條件復(fù)雜等情況，施工中采取了相應(yīng)的對(duì)策，以此保證了施工的施工及工程的安全質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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