龍潭水庫導流泄洪洞的施工技術

摘 要 以龍潭水庫為例，對導流泄洪洞的地質條件進行了介紹，然后對水庫導流洞進口控制段、洞身段、出口段的施工技術進行了分析和探討，取得了良好的施工效果，為類似工程提供了借鑒和參考。

關鍵詞 水庫；導流泄洪洞；施工技術

中圖分類號：TV551.1 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.11.049

1 工程概況

ⅩⅩ市龍潭水庫樞紐工程位于ⅩⅩ區境內的趙氏河上游，距耀州城區16km。導流泄洪洞位于龍潭水庫樞紐工程大壩右岸，全長541.4m，由進口控制段、洞身段、出口段組成，進口段設放水塔。工程等級為Ⅲ等，工程規模為中型。洞身段長492m，底坡i=0.01，用圓拱直墻斷面，設計斷面為4.5m×7.3m（寬×高）。洞身段、出口挑流段底板和側墻下1m采用HFC40粉煤灰高強鋼筋砼襯砌，其余采用C30鋼筋砼襯砌，襯砌厚度Ⅱ類圍巖段0.4m，Ⅳ類圍巖段0.6m。Ⅱ類圍巖段采用隨機錨桿、掛網噴護，Ⅳ～Ⅴ類圍巖段采用系統錨桿、掛網噴護或鋼支撐臨時支護。

2 導流泄洪洞地質條件

導流泄洪洞進口高程680.0m，隧洞進口自然邊坡坡度41°，為灰綠色砂巖，局部夾灰色泥巖，中厚層狀，表層強風化，巖層傾角小于10°，巖石類別為Ⅳ～Ⅴ類穩定性較差；洞身主要在中厚層砂巖中通過，弱風化，巖層傾角小于10°，巖石類別為Ⅱ類，ko=30～50Mpa/cm，f=6。地下水位位于洞底以下，洞上覆砂巖厚17～23m，側旁巖體厚25～30 m，隧洞出口段約110 m，范圍內圍巖風化嚴重，巖石類別為Ⅳ類，出口段巖性為中厚層狀砂巖，巖體較破碎，洞底以上為泥巖、泥質粉砂巖，強風化，為Ⅴ類圍巖。

3 導流洞施工技術

3.1 導流洞通風

結合本工程的實際情況，使用混合式通風的方法進行通風，設置了壓入和抽出兩套通風機。利用壓入通風機將新鮮空氣壓入，然后利用抽出通風機將有害氣體抽出。通風后保證洞內的空氣和粉塵濃度可以達到國家的規定要求。本工程使用軸流式通風機，風機的電機功率為20 kW，風機風壓大小為2000Pa，風機風量大小為500m3/min。為了避免壓風機導致污濁空氣的擴散范圍過大，使用20 kW抽風機將污濁空氣抽出[1]。使用直徑為140cm的軟質橡膠通風筒進行通風。隨著隧洞逐步開挖，在壓入式風機旁各設置了一臺抽出式風機，布設直徑140cm的硬質橡膠抽風管進行抽風，使用管箍將風管懸掛在隧洞頂部的掛鉤上。

3.2 施工防塵土

泄洪洞施工過程中使用水幕降塵和個人帶防塵口罩相結合的方式進行施工。其中水幕降塵指的是將水霧化成比較小的水滴然后噴射到空氣中，使塵土附著在水滴上，塵料相互碰撞后凝結成大的顆粒，從而加快塵土的沉降。具體的施工方法如下：在和掌子面相距一定距離的位置布置幾道水幕，在邊拱上布置水幕降塵器，放炮前10min將水幕開關打開，放炮30min后關閉水。

3.3 開挖作業

隧洞開挖時分布從進口和出口兩端進行開挖施工，其中進口段樁號0+000至樁號0+340段共計340m巖石類型為Ⅱ類圍巖，樁號0+340至樁號0+492共計152m圍巖類型為Ⅳ類圍巖，巖石類型較完整，巖層傾角小于10°。施工時根據圍巖類型確定隧洞開挖方法。Ⅳ類圍巖施工使用全斷面光面爆破開挖施工技術進行施工，洞身開挖后，立即進行錨噴初期支護施工，并及時做好圍巖的封閉工作。Ⅳ類圍巖掘進作業循環時間：每一循環24 h，1次/d，共計1.8m。

Ⅳ類圍巖段月掘進安排54m，每月按照30 d計算。其作業循環時間見表1。共計作業循環時間：24h。

Ⅱ類圍巖施工：采用全斷面光面爆破開挖，錨噴網初期支護，采用鑿巖機鉆孔，扒渣機裝碴，自卸汽車出碴，Ⅱ類圍巖比較穩定，開挖時可提高循環進尺，每循環設計進尺1.8m，噴錨與掘進平行作業，月掘進108m左右。Ⅱ類圍巖掘進作業循環時間表如表2所示（循環進尺1.8m）。共計循環作業時間12h。

3.4 初期支護施工

3.4.1 小導管預注漿超前支護

本工程小導管使用壁厚為4mm，外徑為φ42mm的熱軋無縫鋼管進行支護施工，設計小導管的長度為4.5m，首先將前端加工成尖錐狀，然后將φ6加勁箍焊接到尾部，管壁按照梅花形布置壓漿孔，壓漿孔之間的間隔距離為Φ8mm。

小導管環向間隔距離為30cm，外插角為5～10°，縱向每次開挖3.5m設制一環，搭接長度為1m，布置在拱部120°范圍中。進行小導管注漿之前，要先使用混凝土封閉開挖面以及開挖面5m范圍中的坑道，噴射厚度為50～100mm。

3.4.2 初期支護

為了避免圍巖松弛變形，需要做好初期支護工作，并將圍巖的承載力充分發揮出來。嚴格按照設計要求和規范進行施工，提高隧道運營的安全性。初期支護參數如表3所示。

為了降低回彈量，減少粉塵，保證噴射砼的質量，本工程使用濕噴法進行混凝土的噴射施工，噴射機型號為TK-961。砼由洞外拌合站拌合，砼罐車運輸至洞內卸入TK-961濕噴機料斗，人工抱噴嘴濕噴，設計配合比如下：水泥∶沙∶石子∶水∶硅粉∶高效減水劑=1∶2.47∶1.53∶0.43∶0.1∶0.007。

3.5 支立鋼拱架

使用工字鋼支撐進行鋼拱架的支撐，安裝之前先檢查斷面，及時處理局部欠挖的情況。安裝過程中測量控制鋼支撐的垂直度、高程和中線。在施工過程中，要保證各個連接接頭的牢固性，保證結構的穩定性，將標高和中線控制好，巖面和鋼支撐之間設置鞍形墊塊，保證拱架和巖面可以緊密貼在一起[2]。將墊片布設在段間，保證鋼支撐結構的穩定性。鋼筋網使用Φ8鋼筋加工成方格網片，有鋼支撐時，將鋼筋網點焊在兩榀鋼支撐的外弧上；無鋼支撐時，通過與錨桿焊接固定在開挖的輪廊面上，且隨巖面起伏鋪設。

3.6 砼襯砌

3.6.1 側墻、頂拱砼

側墻、頂拱砼澆筑模板采用簡易鋼模臺車，按照10 m一節分段。模板必須等鋼筋綁扎完畢并通過驗收合格后才能進行安裝。進行澆筑時，先對側墻進行澆筑，然后再對頂拱進行澆筑。在進行底部側墻澆筑時，先將比例為1∶2或者1∶1的水泥砂漿鋪設在底部，查看混凝土料運輸過程中是否出現了離析，使用輸送泵進行上料，并使用插入式振搗器進行振搗。振搗施工時，對隧道兩側同時分層振搗，分層振搗的厚度控制在50cm以內，為了避免澆筑過程中模架出現便宜，單側澆搗高度不能過大。進行振搗時，振搗棒的插入深度要和分層厚度一致，插入頻率要控制在振搗棒作用30cm以內，快插慢拔，不得漏振。振搗過程中不能持續欠振或過振的情況。澆筑好混凝土后立即灑水養護，強度達到50%后拆模。

3.6.2 底板混凝土澆筑

本工程底板混凝土采用HFC40粉煤灰高強度鋼筋砼，底板的混凝土使用分段澆筑的方法進行施工。完成澆筑后，人工倒退進行收面，洞中的積水利用集水井進行會水后使用水泵將水抽出到洞外，持續保持干場作業。

4 結語

龍潭水庫導流泄洪洞在施工時使用先開挖后澆筑的施工順序進行施工。在施工時，其施工方法達到了規范要求，工程施工后達到了預期設計要求，為類似工程施工提供了一定的借鑒經驗。

參考文獻

[1]吳長勇.盤石頭水庫泄洪洞閘室混凝土滑模設計及施工[J].水科學與工程技術，2009（3）：45-47.

[2]蔡紅娟.青山水庫泄洪放空洞防滲加固技術[J].工程建設與管理，2010（8）：96-98.

（責任編輯：劉昀）