排洪隧洞施工技術

鄭 衡

(遵義市水利水電工程建設總公司，貴州 遵義 563000))

排洪隧洞施工技術

鄭 衡

(遵義市水利水電工程建設總公司，貴州 遵義 563000))

隨著社會經濟的快速發展，水利工程建設的規模在不斷的擴大。排洪隧洞施工作為水利工程建設中的一個重要組成部分，受到越來越多的關注。排洪隧洞的施工因為受地質條件、施工條件以及安全穩定性等因素的制約而成為水利工程建設中的難題。文章主要根據實例闡述了排洪隧洞的具體施工技術。

排洪；隧洞；施工；爆破；支護

1 工程概況

某排洪隧洞為城門洞形，寬4.5m，高5.0m，斷面面積20.8m2。洞長3861m。縱坡3.32%。薄層至中厚層灰巖。

第一個彎道：轉彎半徑90m，轉角14.11°。

第二個彎道：轉彎半徑90m，轉角27.58°。均為左轉彎道。

根據目前地質情況，隧洞開挖采用鉆爆法，以新奧法理論指導施工。采用直線型掏槽，按設計開挖輪廓線布置周邊炮眼、輔助眼。工作面同時開動2臺YT—27型氣腿式鑿巖機鉆眼作業。

2 具體施工技術要點

隧洞施工時必須在其洞口附近設置施工圍堰。圍堰斷面示意圖見圖1。

圖1 圍堰斷面示意圖

2.1 施工方法

圍堰施工方法根據實際情況(了解當地最大洪水)采用2種方案：

1)在河道兩岸原河堤的位置加高培厚。采用人工配合機械，人工編織袋裝土筑圍堰，填筑黏土心墻閉氣，編織袋黏土用農用車或人力車運至工作面，用人工堆疊。

圍堰的高度根據現場情況確定，堰頂高出水面當地最大洪水位至少1.5m，各個洞口的最大洪水位可向地方村民調查了解。

圍堰的頂寬1.2m，底寬 3.5～4m，坡度為1∶0.8，具體實施可根據實際情況進行調整，保證圍堰的自身穩定[1]。

2)堤腳及基礎若為砂礫透水層，在堤壩迎水坡鋪設防滲膜布，防止水流滲入。上游段河道根據上述方案施工80～100m，下游段河道圍堰施工60～80m，保證河道漲水不會對進洞口造成危害。

2.2 施工排水

施工排水要注意以下2點：

1)在洞臉頂部設排水溝下設集水井，挖一排水溝把水統一引至集水井處用潛水泵抽排，采用13～19cm潛水泵抽水，用橡膠軟管接至圍堰3m 以外。

2)隧洞內滲水的抽排方案：工作面在出口處的向上坡方向開挖隧洞時，在洞室一側開設排水溝，利用排水溝自流排水，排水溝隨工作面的掘進開鑿，并經常清理，必要時，設置水溝蓋板。

工作面在進水口處的向下坡方向開挖隧洞時，在工作面前方設置集水井或集水箱，將洞室內滲水自流至集水井，再用水泵抽排至洞外。

抽水泵的容量比最大滲水量大30%～50%，并保證有100%的備用量，重要部位設備用電源。開挖工作面和局部地段的集水，用潛水泵抽排至集水井[2]。

2.3 洞口明挖與支護

洞口明挖自上而下分層開挖，洞口土方明挖采用PC—200挖掘機挖裝5t自卸車運輸，洞口石方明挖采用松動爆破，鉆孔采用 YT27型風鉆配9m3/min移動式空壓機，PC—200挖掘機配5t自卸車運方。

明挖主要施工程序：坡面清理→錨桿施工→掛鋼筋網→噴混凝土施工→下層開挖[3]。

坡面在噴混凝土之前必須做好表面清理，包括清理所有松散巖塊或其他影響混凝土黏著的污跡、臟物；清除表面積水及疏排裂隙滲漏水等。

2.4 光面爆破技術

本工程爆破施工主要采用微振動控制爆破技術。同時為了對施工中超挖的現象進行預防，可以采用光面爆破技術。

在進行光面爆破技術的運用中，為了有效地減少超挖量，因而要求該技術在施工過程中要求炮眼爆破不僅能夠進行有效的爆破，還能夠使得爆破完成之后形成一個比較規矩的形狀，盡可能的使爆破對圍巖的影響進行降低。

在進行光面爆破施工中，對施工效果產生影響的因素有很多，主要因素如炸藥的影響、鉆孔的影響以及地質條件的影響[4]。

根據相關資料查詢以及工程實際情況，本工程爆破施工中具體參數要求如下：炮眼間距E=8d～15d、炮眼密集系數m=0.7～1.0、最小抵抗線W=10d～20d或者W=E/m、不耦合系數D=1.5～2.0、裝藥集中度q=0.04～0.4kg/m。

2.4.1 起爆方式

在進行隧洞開挖設計時，具體情況應該以光面爆破的要求為依據，鉆孔的大小需要根據工程實際情況以及相關要求為依據，本工程主要采用的炸藥為小直徑光爆炸藥，相鄰兩個炮眼之間的距離控制在50cm左右，裝藥的方式應該是每隔一個炮眼進行裝藥。裝藥結構見圖2。

圖2 裝藥結構

在進行輔助眼以及掏槽眼的裝藥施工時，需要采取的手法應該是連續進行裝藥，爆炸的間隔時間應該是毫秒，主要采用的炸藥類型為φ32×200、2#巖石硝銨炸藥，輔助眼以及掏槽眼中所裝的炸藥的含量應該是眼的容量的70%～85%。

在進行掏槽方式的選擇時，需要對工程中圍堰的夾制力進行確定，因而本工程采用的掏槽方式為直線方式，確保掏槽效果。

2.4.2 鉆孔作業

在進行爆破眼鉆取之前，需要對本工程開挖的輪廓線進行測量和描繪，然后選擇出周邊眼以及掏槽眼的具體位置[5]。

在本工程中，根據工程實際情況，主要采用的鉆孔機械為YT—27型風動鑿巖機，根據工程的設計要求以及地址要求，本工程鉆孔的深度控制在205cm左右，并且為了加快工程進度，在進行鉆孔作業時，每一個工作面應該同時配備兩臺鉆機進行施工，并且在進行鉆孔具體位置確定時，施工人員需要嚴格按照設計要求進行。

鉆孔應該嚴格按照鉆爆設計圖，采用激光導向儀配合全站儀，精確測量中線水平，高程用水準儀測量，用鋼尺結合激光導向儀、全站儀及水準儀布孔施工。

2.4.3 爆破

在爆破工作施工之前，需要準備好爆破作業需要用的施工材料，在對爆破眼進行裝藥之前需要將鉆孔清理干凈，并對鉆孔的具體情況進行檢查，如果發現有坍孔或者是堵塞的情況，那么需要對其進行及時的處理，保證鉆孔的正常裝藥。

在進行裝藥的過程中，裝藥的順序應該是從上到下，先裝兩邊再裝中間的方式。導爆管連線采用“一把抓”法，配兩個起爆雷管，裝藥結束經安全檢查后起爆。

在爆破作業中，爆破的效果、形成的洞的好壞以及鑿巖的工作量都與炮眼的數量有著直接的聯系。在本工程施工中，應該根據相關計算公式將爆破眼的數量進行計算，接著再根據工程的實際情況進行不斷的調整，以確定最佳的炮眼數量。炮眼布置圖見圖3。

針對各類巖石初次選用爆破參數，在施工中可按照選定的參數總結每次爆破效果，測量半孔率和輪廓不平整度，不斷調整光爆參數。爆破參數見表1。

2.5 錨噴支護

在工程施工中，為了對圍堰的暴露時間進行有效的控制，以防圍堰產生變形，因而本工程錨噴支護主要采用新奧法進行。

2.5.1 錨桿施工

錨桿施工應注意以下4點：

1)在錨桿施工中，為了對錨桿的長度進行確定，需要以相關設計要求以及工程實際情況為依據，并且還要結合工程監控測量的結果來確定。

2)錨桿孔軸線應符合設計要求，對于長大隧道，為保證拱質錨桿的鉆孔方向，應采用必要的設備。

3)逐孔檢查孔梁。

4)錨桿安裝施工，注漿作業，需進行全過程的旁鉆。

圖3 城門型隧洞炮眼布置示意圖

表1 爆破參數

2.5.2 噴射混凝土施工

為了充分發揮噴射混凝土的支護效果，實現噴射混凝土的設計功能(包括強度、厚度、連接、密度)，應重點抓好如下工作：

1)對開挖斷面的尺寸大小進行檢查，并且將開挖段面的雜物進行清理，使得斷面得到良好的處理和保護處。

2)在噴射混凝土施工中，混凝土施工所需要的原材料的質量要求必須滿足工程設計要求。

3)工程中應該對混凝土的配合比進行嚴格的控制，通過有效的計算公式對其進行確定，并且再進行試驗檢測，保證混凝土配合比的有效性。

4)本工程混凝與攪拌施工中，主要采用的攪拌機械為強制式攪拌機，在攪拌過程中需要進行均勻的攪拌，并且只有需要用的時候再進行攪拌。

5)選用的噴射機應密封性能良好，輸料連續、均勻。

6)采用濕噴工藝。

2.5.3 監控量測

監控量測是“新奧法”隧道施工的最主要管理工作內容，也是確保施工質量、安全生產的重要環節。通過監控量測的實施，得到實施中隧道的圍巖力學數據，反過來指導隧道的施工及設計更改。

3 結 語

綜上所述，文章通過對水工隧洞施工技術的介紹，我們對其有了初步了解。但由于每一個水利工程隧洞的施工技術受所實施的工程狀況、環境、地質、圍巖等不同情況的影響，則其具體的施工技術也會有所不同，所以在具體的工程施工時，應結合具體的情況和施工能力形成具體的施工技術，提高施工技術的水平。

[1]伊禮.錨噴支護在楓林水利樞紐工程引水隧洞施工過程中的應用[J].小水電，2011(06)：109-111.

[2]郭陜云.論我國隧道和地下工程技術的研究和發展[J].隧道建設，2004，24(05)：1-5.

[3]劉洋.大跨度水利水電工程隧道或隧洞施工方法研究[J].科技創新導報，2009(05)：77.

[4]陳庚有，何穗燕.東改工程沙灣隧洞主要施工技術[J].西部探礦工程，2007(05)：124-126.

[5]劉英麗，劉曉娟，趙文海.隧洞施工技術方法探討[J].黑龍江水利科技，2008，36(04)：43.

1007-7596(2014)01-0186-03

2013-11-25

鄭衡(1964-)，男，貴州遵義人，工程師，從事工作水利工程施工工作。

TV554

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