淺析小斷面引水隧洞斜井開挖及支護(hù)施工

楊寶峰

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅蘭州730030）

小斷面引水隧洞洞身斷面小，使用場地狹窄，洞線長，局部地段圍巖穩(wěn)定性差，施工作業(yè)工序多，干擾大，工期一般比較長，常成為項(xiàng)目施工的重點(diǎn)。嚴(yán)格執(zhí)行高質(zhì)量施工工藝，可保證各項(xiàng)工序穩(wěn)步進(jìn)行。但在具體的小斷面引水隧洞斜井開挖中，存在出渣以及排風(fēng)等工藝不合理的現(xiàn)象，嚴(yán)重的會影響斜井施工的質(zhì)量及進(jìn)度。因此，在小斷面引水隧洞斜井開挖及支護(hù)工藝方案落實(shí)中，工程建設(shè)單位為了提高施工效果，需要結(jié)合引水隧道工程的項(xiàng)目特點(diǎn)，確定具體的開挖及支護(hù)方案，以更好地提升工程質(zhì)量。

1 工程概況

1.1 工程項(xiàng)目特點(diǎn)

對青海省湟水北干渠扶貧灌溉三分干第二標(biāo)段工程主要包括4#隧洞744.63m、5#隧洞2842.15m、6#隧洞831.96m、7#隧洞6308.04m、8#隧洞2969.18m、9#隧洞444.34m、10#隧洞3453.03m、11#隧洞871.02m、12#隧洞635.4m、13#隧洞1796.16m、14#隧洞2041.7m、15#隧洞3080.28m、16#隧洞1506.95m、17#隧洞563.41m、18#隧洞1234.3m、19#隧洞974.65m、20#隧洞1303.32m。本標(biāo)段隧洞共17座，在組織安排和任務(wù)分工上，所有隧洞同時(shí)進(jìn)行施工?？傮w計(jì)劃安排上，先開挖、支護(hù)，后進(jìn)行砼襯砌；若出現(xiàn)變形嚴(yán)重、極不穩(wěn)定段，則及時(shí)進(jìn)行砼襯砌。除9#隧洞出口為單頭、7#隧洞雙面和斜井掘進(jìn)施工外，其他隧洞均為雙面掘進(jìn)施工[1]。

隧洞施工采用“新奧法”施工，根據(jù)不同圍巖、不同地質(zhì)段采用不同的支護(hù)形式。不良地質(zhì)段遵循“預(yù)探測、短進(jìn)尺、弱(不)擾動、強(qiáng)支護(hù)、半斷面、留核心、緊封閉、快襯砌”的原則，根據(jù)地質(zhì)資料及以往的施工經(jīng)驗(yàn)，制定切合實(shí)際的應(yīng)急預(yù)案，針對不同情況采取不同措施。

1.2 施工工藝要求

在小斷面引水隧洞斜井開挖及支護(hù)中，為了提高各項(xiàng)工序的質(zhì)量，需要明確以下工藝要求：一是工程材料的選擇。小斷面引水隧道工程中，為了更好地提高斜井工程的施工質(zhì)量，工程人員需要根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，確定工程材料的控制及選擇方案，如在水泥、鋼材等材料選擇中，一定要保持材料的三證齊全，并在材料進(jìn)場后進(jìn)行抽檢，以保證材料的質(zhì)量。二是在管棚加工以及安裝的過程中，施工人員需要按照管棚鋼管的設(shè)計(jì)條件進(jìn)行分節(jié)加工，并現(xiàn)場組裝，保證各個(gè)接頭位置連接的穩(wěn)固性。在施工現(xiàn)場的材料組裝中，施工人員需要根據(jù)管棚的開挖特點(diǎn)，確定開挖輪廓以及設(shè)計(jì)角度。一般情況下，需要將孔位誤差控制在≤5cm的范圍，將角度的誤差控制在≤2°的范圍，以更好地提高斜井施工的質(zhì)量。三是注漿。在小斷面引水隧洞斜井開挖之前，需要進(jìn)行壓水試驗(yàn)，之后按照試驗(yàn)參數(shù)確定施工工藝，以保證注漿壓力保持從小到大的順序進(jìn)行。整個(gè)過程要保證孔眼漿液處于飽滿密實(shí)的狀態(tài)，通過科學(xué)化擴(kuò)散范圍的確定，確定注漿壓力、注漿量等參數(shù)，以保證各項(xiàng)工序的穩(wěn)步進(jìn)行，提高小斷面引水隧洞斜井開挖及支護(hù)的整體質(zhì)量[2]。

2 小斷面引水隧洞開挖中存在的問題

根據(jù)小斷面引水隧洞斜井開挖及支護(hù)工程的項(xiàng)目特點(diǎn)，在具體施工中存在以下問題：一是出渣中存在的問題。斜井出渣主要問題是指當(dāng)?shù)竭_(dá)平洞時(shí)，上下游存在同時(shí)出渣以及牽引機(jī)故障等問題，根據(jù)工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，利用小型自卸車無法滿足隧道開挖需求，實(shí)際工程中經(jīng)常遇到車輛故障問題，這種現(xiàn)象會影響小斷面引水隧洞斜井開挖及支護(hù)的整體質(zhì)量。二是通風(fēng)排煙中存在的問題。根據(jù)隧道洞內(nèi)斜井工程的特點(diǎn)，在具體施工中若出現(xiàn)施工不當(dāng)?shù)膯栴}，需要利用自卸車加裝尾氣過濾裝置，提高設(shè)備使用質(zhì)量，為施工工序的穩(wěn)步進(jìn)行提供參考[3]。

3 小斷面引水隧洞斜井開挖及支護(hù)

3.1 噴射混凝土技術(shù)

在小斷面引水隧道斜井施工中，為了提高工程開挖及支護(hù)的質(zhì)量，工程單位需要根據(jù)施工項(xiàng)目的特點(diǎn)，在噴射混凝土施工之前，對噴射面進(jìn)行危石清撬處理，避免斜井表面浮石以及堆積物的出現(xiàn)，且在作業(yè)區(qū)設(shè)定中，要保證良好的通風(fēng)，并時(shí)刻保持充足的照明。在小斷面引水隧洞斜井開挖及支護(hù)中，需要選擇C20強(qiáng)度混凝土，配比方案按照1∶1.81∶2.21進(jìn)行，并將外加劑保持在水泥用量的2%～4%[4]。

3.2 小斷面引水隧洞斜井開挖及支護(hù)方法

在小斷面引水隧洞的斜井開挖中，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：一是工程鉆孔中，要用潛孔鉆機(jī)鉆孔，并在鉆孔前控制孔位以及立軸的方向，施工結(jié)束后仔細(xì)檢查圍巖情況，并對各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行記錄。二是送管。在鉆孔完成后要及時(shí)進(jìn)行清孔處理，并按照鋼管設(shè)計(jì)及制作的要求，在現(xiàn)場安裝成型。三是管口注漿孔加工中，工程施工人員需要選擇30cm長的Φ20鍍鋅鋼管。四是在壓水試驗(yàn)中，需要進(jìn)行各個(gè)設(shè)備的檢查，并對水量、壓力等參數(shù)進(jìn)行記錄。五是開挖過程中應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行超前支護(hù)、選擇安裝方案，同時(shí)根據(jù)計(jì)劃的開挖方法確定施工方案。

3.3 掛網(wǎng)施工技術(shù)

結(jié)合小斷面引水隧洞斜井施工，工程單位需要固定掛網(wǎng)，通過錨桿以及插筋，在混凝土噴射結(jié)束后進(jìn)行鋪設(shè)安裝，并將鋼筋網(wǎng)以及壁面的距離控制在3～5cm，以提高錨桿的穩(wěn)定性。在人工整平中，需要將保護(hù)層厚度控制在≥2cm的狀態(tài)。

3.4 注漿小導(dǎo)管施工

結(jié)合小斷面引水隧洞斜井工程特點(diǎn)，在不良地質(zhì)條件下，需要選擇4m長Φ40mm注漿小導(dǎo)管進(jìn)行支護(hù)處理，并將導(dǎo)管以及挖洞面的角度控制在10°。在斷面沖洗中，選擇80%的灌漿壓力，沖洗到清流的狀態(tài)停止。需要注意的是，注漿小導(dǎo)管的灌漿壓力需要保持在0.2～0.3MPa，達(dá)到小斷面引水隧洞斜井開挖及支護(hù)的目的[5]。

3.5 花柵格構(gòu)架

小斷面引水隧洞工程中，為了保證各個(gè)施工工序的穩(wěn)定性，施工單位需要按照圍巖的情況以及圍巖的特點(diǎn)，確定支護(hù)方案。當(dāng)工程為Ⅳ類圍巖時(shí)，支護(hù)距離需要控制在0.6～0.8m；當(dāng)?shù)刭|(zhì)結(jié)構(gòu)為V類圍巖時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)為0.8～1.0m。通過這種針對性支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)定，可以提高斜井工程的安全性。

4 結(jié)束語

在小斷面引水隧洞斜井工程中，為了提高隧道開挖及支護(hù)的質(zhì)量，工程施工人員需要按照具體的施工工序，進(jìn)行施工材料以及施工方案的選擇，以便為引水隧道斜井開挖提供參考。施工單位應(yīng)結(jié)合小斷面引水隧洞斜井開挖及支護(hù)的工程特點(diǎn)，通過噴射混凝土、施工工藝的選擇、注漿小導(dǎo)管施工以及花格柵施工工藝的完善等，提高工程施工的整體質(zhì)量。