淺析現(xiàn)階段水利隧洞施工技術(shù)管理重點(diǎn)

李杰

中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司 陜西西安 710000

1 工程概況

某水利隧洞工程項(xiàng)目中，其所處區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，含有大量的糜棱巖，具有很明顯的脆弱性，總體表現(xiàn)為Ⅴ類斷層不良地質(zhì)段。既定的初期支護(hù)參數(shù)在此地質(zhì)條件下不具適用性，無法有效抵抗圍巖變形所產(chǎn)生的荷載影響，為隧洞施工帶來困擾。同時，根據(jù)項(xiàng)目工期規(guī)劃，平均的月掘進(jìn)水平需保持在350m以上。實(shí)際項(xiàng)目操作中，由于引水隧洞項(xiàng)目經(jīng)過地質(zhì)水文條件復(fù)雜的區(qū)域，因此需要在保證整體掘進(jìn)速率的前提下，維持施工操作的穩(wěn)定性，并以此保證工期的完成狀態(tài)。在本項(xiàng)目中，K0+100-K1+800段，為地質(zhì)水文條件復(fù)雜地段。具體表現(xiàn)上，這一區(qū)段圍巖軟弱破碎，且?guī)в休^為豐富的地下水文條件，成洞能力相對較弱。在開挖階段就出現(xiàn)了涌水現(xiàn)象，在進(jìn)行長探洞出水帶封鎖中，測得水壓峰值數(shù)據(jù)為10.22MPa，明顯超出了圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性數(shù)值，為整體施工帶來了極為嚴(yán)重的風(fēng)險隱患[1]。

2 施工策略分析

項(xiàng)目施工處理中，針對工程地質(zhì)信息，在整理參照同類型項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)的同時，對不良地質(zhì)段的施工處理，形成了具體的施工方案。在堅(jiān)持超前支護(hù)、短進(jìn)尺、弱爆破、超強(qiáng)支護(hù)、密集測量、提前封閉等系列技術(shù)措施的同時，將整體施工的重點(diǎn)，放在控制提高圍巖結(jié)構(gòu)自穩(wěn)性上，通過地下水治理，保證隧洞開挖與安全支護(hù)的效果，提高圍巖的整理穩(wěn)定性。而在確定整體施工計劃與策略的前提下，也通過對工程施工方案的論證，確定施工中所需要的支護(hù)參數(shù)，形成“拱部超前支護(hù)，下部跟進(jìn)”的具體開挖處理方案。

3 水利隧洞施工技術(shù)重點(diǎn)

3.1 超前地質(zhì)預(yù)報

（1）預(yù)報內(nèi)容。案例項(xiàng)目的不良段施工處理中，需要根據(jù)實(shí)際施工過程中的進(jìn)度狀態(tài)，形成完整信息數(shù)據(jù)，并通過與前期勘探測量工作生成數(shù)據(jù)的對照，預(yù)測前方地質(zhì)施工條件可能發(fā)生的變化問題，并判斷這一變化條件可能對實(shí)際工程項(xiàng)目造成的影響。由此，形成以數(shù)據(jù)信息為核心的技術(shù)管理體系，保證整體地質(zhì)數(shù)據(jù)預(yù)測分析的執(zhí)行效果。

（2）預(yù)測方法。首先，在地質(zhì)預(yù)測中，應(yīng)使用地質(zhì)鉆進(jìn)機(jī)設(shè)備，完成超前地質(zhì)鉆探工作，并沿著隧洞設(shè)計軸線的方向，在拱頂、拱腰等部位設(shè)置獨(dú)立的超前掘進(jìn)探孔。在超前預(yù)測處理的過程中，應(yīng)根據(jù)鉆孔的掘進(jìn)速度，進(jìn)行分析。如果鉆孔施工處理的掘進(jìn)速度相對較快，則容易出現(xiàn)孔洞內(nèi)結(jié)構(gòu)坍塌問題，并伴隨出現(xiàn)渾濁水體排除。在出現(xiàn)這一現(xiàn)象時，說明前方的地質(zhì)條件出現(xiàn)了進(jìn)一步的惡化，需要對其做出進(jìn)一步的安全管理防護(hù)。最后，在跟進(jìn)掌子面處理時，應(yīng)當(dāng)由專業(yè)的地質(zhì)工程師，對掘進(jìn)方向的地質(zhì)條件做出預(yù)測，在現(xiàn)場地質(zhì)描述的同時，做出詳細(xì)的地質(zhì)預(yù)報，并在完成地質(zhì)編錄基礎(chǔ)上，作為整體工程施工資料進(jìn)行儲存[2]。

3.2 超前支護(hù)（注漿小導(dǎo)管）

針對引水隧洞不良地質(zhì)段整體軟弱，涌水量較大的部位，決定采用超前注漿小導(dǎo)管對圍巖注漿，從而起到加固圍巖的效果，使圍巖結(jié)構(gòu)膠結(jié)為整體。這種舉措下，導(dǎo)管和圍巖同時承載圍巖結(jié)構(gòu)的壓力，能夠避免圍巖發(fā)生崩塌，并封堵引水隧洞拱部的地下水。圖1為小導(dǎo)管制備示意圖。

圖1 小導(dǎo)管制備

3.3 初期支護(hù)

（1）拱部支護(hù)。注漿結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)之后，再進(jìn)行隧洞開挖施工。在隧洞開挖的過程中，必要時應(yīng)預(yù)留核心土，提高掌子面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性狀態(tài)。開挖施工過程中，施工循環(huán)進(jìn)尺應(yīng)控制在50～75cm之間，并盡可能地使用人工開挖或者較小干擾的方式，降低對圍堰的影響。同時，在隧洞開挖后，及時進(jìn)行初噴處理，并保證3～5cm的混凝土層厚度，實(shí)現(xiàn)對于巖面結(jié)構(gòu)的封閉處理。初噴處理之后，針對圍堰結(jié)構(gòu)載荷能力弱的客觀條件，還應(yīng)采取鋼拱架支護(hù)的形式，加上錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等多種支護(hù)手段，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（2）下部支護(hù)。下部開挖支護(hù)處理中，需采用左右交錯導(dǎo)坑法施工，在實(shí)際施工過程中，每次掘進(jìn)的進(jìn)場不超過100cm，并在開挖完成后，及時進(jìn)行支護(hù)處理。由于在這一環(huán)節(jié)的施工中，圍巖結(jié)構(gòu)容易受到二次擾動的影響，應(yīng)特別注意。在支護(hù)處理上，應(yīng)重點(diǎn)針對拱腳結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)化處理，在避免拱腳松動的基礎(chǔ)上，保證初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，水利隧洞工程施工需根據(jù)所處地區(qū)的基本地質(zhì)與水文條件，形成超前預(yù)報系統(tǒng)，并在小導(dǎo)管注漿技術(shù)的輔助作用下，提高圍堰的自穩(wěn)性，通過封堵措施，避免出現(xiàn)圍巖坍塌的問題。其次，在施工過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計支護(hù)參數(shù)進(jìn)行施工，做好安全保證措施，保證施工的順利開展。