東山供水工程隧洞施工方案比選

鄭如義

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

晉中東山供水工程9號隧洞進口位于武鄉縣石盤鄉石塔莊村東約500 m處，該洞經牛家嘴、草批溝，穿過汾河與濁漳河的分水嶺子金山，過黃風溝、涉水老、菜家山、小峪溝、拾弓溝，出口位于祁縣來遠鄉衛生院西約500 m處，隧洞全長22.64 km，其中石塔莊—牛家嘴為土洞段，長2.27 km，牛家嘴—來遠為巖石洞段，長20.37 km。設計縱坡1/2 700。

9號隧洞巖石洞段長20.37 km，埋深一般在200～600 m，為深埋長隧洞。洞身段巖性主要為三疊系中統二馬營組紫紅色厚層狀泥巖、灰綠色厚層狀長石砂巖和三疊系下統和尚溝組磚紅—紫紅色厚層砂質泥巖夾中薄層砂巖。

沿線斷層較發育，共計18條，洞軸線與斷層走向基本垂直。沿線巖體主要發育三組節理裂隙，區域地下水位埋深一般30～100 m，地下水位高于洞頂10～510 m。砂巖飽和單軸抗壓強度34.6～74.5 MPa，平均值51.4 MPa；泥巖飽和抗壓強度 10.3～35.7 MPa，平均值26.1 MPa。

2 施工方案

2.1 鉆爆法方案

該方案施工方法靈活、適用性強，但工序復雜，施工速度慢，獨頭掘進長度受限制。鉆爆法施工時，采用長洞短打的方案。9號隧洞為深埋隧洞，覆蓋層200~600 m，支洞條件相對較差。本方案沿線共布置8條施工支洞，總長6.2 km，支洞每個工作面控制長度2.5~3.0 km（含施工支洞），其中9-3號支洞及9-5號支洞長度分別達1.17 km和1.275 km。支洞采用雙軌斷面，城門洞型，斷面尺寸3.65 m×3 m。

采用鉆爆法施工的控制工期段9-5號支洞長1.275 km，每個工作面控制主洞開挖長度為1.5 km。工程施工準備期2個月；參照類似工程的施工進尺，施工支洞的綜合進尺按每月50 m考慮，需施工期26個月；……