馱英水庫導(dǎo)流泄洪隧洞提前進(jìn)洞施工方法

黃曉俊，覃世果，廖祖堅(jiān)

(崇左市左江治旱工程管理中心，廣西 崇左 532200)

1 工程概況

馱英水庫導(dǎo)流泄洪隧洞采用泄洪與施工導(dǎo)流隧洞結(jié)合的布置型式，布置在壩址右岸，洞軸線與壩軸線呈39.21°交角。隧洞全長(zhǎng)541.5 m，由進(jìn)口段、短斜坡連接段、明流洞身段及出口挑流消能段等組成。進(jìn)口洞臉高程263.5 m以上開挖坡比1∶1，高程263.5～203 m 之間每15 m 設(shè)一馬道，馬道寬2 m，布有排水溝，開挖坡比1∶0.75，高程203～173.5 m之間為垂直開挖。兩側(cè)墻部位開挖坡比分別為1∶1.25和1∶0.75。出口段高程204 m以上開挖坡比為1∶1，高程204～184 m 之間每10 m 設(shè)一馬道，馬道寬2 m，開挖坡比1∶0.5、1∶0.75。導(dǎo)流泄洪隧洞進(jìn)口覆蓋層為殘坡積含碎石粘土，巖性為粉砂質(zhì)泥巖、砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。

導(dǎo)流泄洪隧洞為水庫樞紐的施工重點(diǎn)項(xiàng)目之一，是能否按期截流的關(guān)鍵。由于施工進(jìn)場(chǎng)道路、施工用地等問題解決較晚。導(dǎo)流泄洪隧洞施工工期非常緊張，若按常規(guī)方案施工肯定會(huì)影響到截流目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)，影響項(xiàng)目整體進(jìn)度計(jì)劃。鑒于此，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)口段開挖揭露的地質(zhì)情況，巖石完整性較好。為確保2018 年10 月份截流目標(biāo)，采取提前進(jìn)洞方案。提前進(jìn)洞段起始樁號(hào)擬定在洞頂以上圍巖厚度約5 m左右的部位，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，樁號(hào)為泄0+009～泄0+037.5，洞長(zhǎng)28.5 m，隧洞斷面為城門洞型，開挖寬度7～10.5 m，開挖高度7 m。

2 方案對(duì)比及提前進(jìn)洞方案設(shè)計(jì)

2.1 提前進(jìn)洞方案與常規(guī)施工方案工期對(duì)比

根據(jù)《廣西左江治旱馱英水庫及灌區(qū)工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，進(jìn)口明挖工程量約8.8 萬m3，開挖高程范圍為281～171 m，開挖高度約110 m，為5 級(jí)邊坡開挖，且進(jìn)口設(shè)置有大管棚，施工工序繁雜，工期長(zhǎng)。按照常規(guī)施工方案進(jìn)口段明挖及支護(hù)需3個(gè)月完成，出口段明挖及支護(hù)需2個(gè)月完成，才能具備進(jìn)洞條件。經(jīng)詳細(xì)計(jì)算，按照常規(guī)施工方法導(dǎo)流泄洪洞具備截流條件時(shí)間為2018年12月20日。采取提前進(jìn)洞方案后，樁號(hào)泄0+009～泄0+37.5 提前進(jìn)洞段洞挖開挖約20 d 即可完成，這樣安排，可以提前進(jìn)洞3 個(gè)月，能超前完成洞挖約220 m，同時(shí)省去了進(jìn)口大管棚20 d的施工時(shí)間。為減小施工難度，確保施工安全，主洞內(nèi)原管棚段設(shè)置5 m長(zhǎng)小管棚，環(huán)向間距30 cm。

2.2 提前進(jìn)洞總體施工方案

導(dǎo)流泄洪隧洞提前進(jìn)洞施工順序圖見圖1。

（1）土方明挖施工。土方開挖采用1.2～1.6 m3液壓反鏟分層開挖，土質(zhì)邊坡部分預(yù)留30 cm 左右保護(hù)層，人工配合1.2 m3液壓反鏟修整，1.6 m3液壓反鏟配20 t自卸車出渣。

圖1 導(dǎo)流泄洪隧洞提前進(jìn)洞施工順序圖

（2）石方明挖施工。石方開挖采用SKG92B 型潛孔鉆機(jī)進(jìn)行主爆孔鉆孔，QZJ-100B 潛孔鉆配合SKG92B 型潛孔鉆進(jìn)行邊坡預(yù)裂孔造孔，非電毫秒雷管連網(wǎng)起爆，馬道開挖區(qū)域兩側(cè)梯段及預(yù)裂淺孔采用YT-28手風(fēng)鉆造孔。馬道基礎(chǔ)預(yù)留1.5 m保護(hù)層，保護(hù)層采用水平光面爆破，YT-28 型手風(fēng)鉆鉆孔，以保護(hù)基礎(chǔ)底部結(jié)構(gòu)面的完整。

（3）邊坡支護(hù)施工。邊坡支護(hù)緊隨開挖進(jìn)行，沿開挖出渣道路進(jìn)入工作面，按梯段高度自上而下分層進(jìn)行。砂漿錨桿鉆孔時(shí)充分利用出渣平臺(tái)作為施工平臺(tái)，空壓機(jī)供風(fēng)，錨桿用YT-28 手風(fēng)鉆造孔，采用“先注漿后安裝錨桿”的施工方法，人工安插錨桿，注漿泵注漿。錨桿按設(shè)計(jì)要求，在鋼筋加工廠提前制作，10 t 自卸汽車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。排水孔造孔采用QZJ-100B 潛孔鉆造孔，然后在排水孔出口插入PVC 排水管，并伸出噴射混凝土50 mm。排水孔施工完畢后，噴射混凝土混合料集中拌制，3 m3裝載機(jī)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，噴射機(jī)輔以人工進(jìn)行噴混凝土施工。

（4）進(jìn)口高程233.5 m 以下坡面植被清理及提前進(jìn)洞掌子面開挖（Ⅰ序）。首先進(jìn)行高程233.5 m以下坡面植被清理，再進(jìn)行提前進(jìn)洞段樁號(hào)泄0+009處掌子面開挖。

（5）進(jìn)口高程233.5 m 以上設(shè)計(jì)邊坡開挖及支護(hù)（Ⅱ序）施工與提前進(jìn)洞段（樁號(hào)泄0+009～泄0+037.5）洞挖施工平行作業(yè)，先將高程233.5 m 平臺(tái)初步開挖形成集渣平臺(tái)，分別在高程233 m平臺(tái)、高程218 m 平臺(tái)臨邊各設(shè)置1 道防護(hù)攔擋，以減小兩工作面上下交叉作業(yè)存在的安全隱患。安全防護(hù)攔擋長(zhǎng)約50 m，立柱埋深3.5 m，外露4.5 m，立柱采用直徑為89 mm，管壁厚為6 mm 無縫鋼管，間距1 m。底部1.4 m 以下剛性防護(hù)采用工字鋼20 a 橫向滿鋪，1.4 m以上柔性防護(hù)采用竹排橫向滿鋪。

（6）提前進(jìn)洞段（樁號(hào)泄0+009～泄0+37.5）洞挖施工。提前進(jìn)洞段長(zhǎng)28.5 m，開挖斷面為城門洞型，7 m×7 m（寬×高），漸變段長(zhǎng)10 m，樁號(hào)泄0+027.5～泄0+037.5，平接至導(dǎo)流泄洪隧洞設(shè)計(jì)洞挖斷面上臺(tái)階開挖工作面，底板開挖至183 m高程，V類圍巖循環(huán)進(jìn)尺控制在1.3 m。

在該段洞頂起拱線以上范圍，設(shè)置超前小導(dǎo)管，每3 榀鋼拱架布置一排，采用Φ42 mm 無縫鋼管，壁厚為6 mm，長(zhǎng)3.5 m，環(huán)向間距為30 cm。管身梅花形布設(shè)溢漿孔，孔徑6 mm，間距為15 cm，前端8 cm 長(zhǎng)制作成錐形，尾端30 cm 范圍內(nèi)不鉆孔作為止?jié){段，沿掘進(jìn)方向外傾角為6°。

該洞段支護(hù)采用鋼拱架I20 a，縱向間距為0.6 m，鋼拱架連接板采用22 cm×26 cm（寬×高）、厚為16 mm 的鋼板配M20 螺栓連接固定，鋼拱架的固定采用錨桿Φ25 mm，梅花形布置鋼拱架的上下游側(cè)，間距為2 m，長(zhǎng)為3 m，外露30 cm，噴C25 混凝土厚10 cm，Φ8 mm鋼筋掛網(wǎng)，網(wǎng)片間排距20 cm×20 cm。每榀鋼拱架之間設(shè)縱向連接筋，Φ25 mm，長(zhǎng)為1.5 m，縱向間距1 m，距巖面保護(hù)層2.5 cm。

該洞段為V 類圍巖，為確保洞內(nèi)出渣設(shè)備、作業(yè)人員與高程233 m平臺(tái)以上開挖支護(hù)交叉施工作業(yè)安全，在樁號(hào)泄0+009 上游設(shè)置2 m 長(zhǎng)明拱安全防護(hù)棚，采用矩形斷面，7 m×7 m（寬×高）。骨架采用6榀I20 a 工字鋼，間距0.3 m，鋼拱架連接板采用22 cm×26 cm（寬×高）、厚為16 mm 的鋼板配以M20螺栓連接固定，明拱頂部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)八字形斜撐，長(zhǎng)1.41 m，材料同骨架，明拱頂部采用I20 a 滿鋪與骨架焊接固定牢靠，立腿外側(cè)采用竹排滿鋪防護(hù)。施工期間，洞口設(shè)專人負(fù)責(zé)與高程233 m 平臺(tái)開挖交叉作業(yè)安全協(xié)調(diào)工作。

該洞段采用鉆爆法開挖方案，按新奧法原理組織施工，堅(jiān)持“先治水、管超前、弱爆破、短進(jìn)尺、少擾動(dòng)、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤觀測(cè)”的施工原則。開挖高度為7 m，采用YT-28手風(fēng)鉆鉆孔、非電毫秒微差爆破掘進(jìn)方案，支護(hù)緊隨開挖循環(huán)進(jìn)行，周邊光面爆破，控制超、欠挖。洞內(nèi)用3 m3側(cè)卸裝載機(jī)運(yùn)至指定渣場(chǎng)。

3 施工進(jìn)度計(jì)劃

Ⅴ類圍巖每循環(huán)進(jìn)尺按1.3 m 計(jì)，開挖作業(yè)循環(huán)時(shí)間約12 h，每天工作時(shí)間按20 h，每月工作天數(shù)25 d，長(zhǎng)期施工效率按80%計(jì)，則開挖進(jìn)尺為40 m/月。施工進(jìn)度計(jì)劃表見表1。

序號(hào)施工時(shí)段1 2 3 4 5 6 7施工項(xiàng)目提前進(jìn)洞段掌子面及233.5 m以下坡面植被清理2月20日～2月28日233.5 m以上設(shè)計(jì)邊坡開挖及支護(hù)2月11日～3月31日233.5 m以下邊坡開挖至設(shè)計(jì)斷面提前進(jìn)洞段（泄0+009～泄0+037.5）開挖洞身段石方開挖（泄0+037.5～泄0+494.5）洞身段混凝土襯砌隧洞回填灌漿4月1日～5月31日3月1日～3月20日3月21日～6月30日7月1日～9月30日8月1日～10月20日

4 結(jié)語

馱英水庫導(dǎo)流泄洪隧洞提前進(jìn)洞施工實(shí)踐證明，采取提前進(jìn)洞方案后，樁號(hào)泄0+009～泄0+37.5提前進(jìn)洞段洞開挖約20 d即可完成，可以提前進(jìn)洞3 個(gè)月，能超前完成洞挖約220 m，同時(shí)省去了進(jìn)口大管棚20 d的施工時(shí)間，從而確保完成年度大壩截流目標(biāo)，保證項(xiàng)目整體進(jìn)度計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)。