熱帶雨林地區頁巖隧洞快速支護關鍵技術

夏海龍

(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，610081)

1 工程概況

巴萊水電站位于馬來西亞沙撈越州拉讓江支流巴萊河上。項目地處赤道附近，屬熱帶雨林氣候，年平均降雨量約5000mm。

中國水電七局負責承建的BLP4標導流洞工程，主要工作為2條長約1.2km、直徑12m的馬蹄形斷面導流洞工程。

導流隧洞開挖斷面根據不同圍巖類別設計尺寸不同，開挖斷面面積138m2～222m2。隧洞斷面尺寸較大，開挖分上、下半洞開挖；每條隧洞施工順序均為上半洞貫通后，進行下半洞施工；上半洞開挖由上游工作面和下游工作面分別往隧洞中間位置相向施工。

導流隧洞開挖主要采用手風鉆造孔。上半洞采用全斷面開挖，下半洞采用中部拉槽領先、兩邊擴挖跟進的方式進行開挖，局部采用分層開挖。

2 隧洞地質條件

導流洞洞身段埋深約30m～226m，隧洞主要位于微風化～新鮮的頁巖巖層中，局部穿越砂巖及粉砂巖巖層，層面走向NE20°～30°，與洞軸線呈大角度相交。洞身段大部分圍巖類別為Ⅱ～Ⅲ類，局部斷層破碎帶、褶皺帶及裂隙集中帶和洞口段圍巖類別為Ⅳ類～Ⅴ類。

兩條導流隧洞實際各類圍巖類別的分布情況如表1所示。

表1 導流洞圍巖類別分布

3 施工特點與支護技術的確定

導流隧洞開挖支護施工存在以下問題和特點：

(1)開挖工期緊張。自業主方移交炸藥庫到兩條導流隧洞開挖全面完成僅1年工期，隧洞斷面較大，上半洞和下半洞開挖工期緊張。

(2)頁巖需快速封閉。導流隧洞所在區域巖層主要為頁巖。頁巖存在遇水軟化和暴露在空氣中風化快等特點，因此，必須快速開展錨噴初期支護以確保圍巖穩定和施工安全。

根據以上施工特點結合合同技術要求，確定了采用以下快速支護技術，以加快支護速度和綜合開挖進度：

(1)采用鋼纖維噴射混凝土取代傳統鋼筋網噴混凝土，以節省掛設鋼筋網的時間。鋼纖維噴射混凝土是由均勻散布有鋼纖維的混凝土拌和料，借助壓縮空氣高速噴射至受噴面而成的新型復合材料。在噴射混凝土中加入鋼纖維可以改善混凝土吸收能量的能力和抗沖擊能力，能明顯改善延展性和韌性。

(2)采用大型噴漿臺車取代人工噴射，以加快噴混凝土的施工速度。巴萊水電站導流洞項目投入兩臺大型噴漿臺車，一臺用于兩條隧洞上游工作面噴護工作，一臺用于兩條隧洞下游工作面噴護工作。

(3)邊頂拱錨桿采用水泥基藥卷式錨固劑取代傳統水泥注漿，以加快錨桿施工速度。

4 隧洞快速支護技術的應用

4.1 鋼纖維噴射混凝土和大型噴漿臺車在快速噴護中的應用

傳統的掛網噴混凝土施工包含掛網操作平臺移動、鋼筋網掛設、噴混凝土等多個工序，噴護施工速度慢，同時鋼筋網掛設一般由人工在操作平臺施工，安全風險較大。

鋼纖維噴射混凝土一方面施工工序少、施工速度快；另一方面鋼纖維噴射混凝土抗彎強度高、抗剪強度高和抗沖蝕性好等優點，尤其具備耐疲勞、高韌性等性能，有利于保證圍巖穩定和施工安全。

根據項目合同文件技術規范要求，鋼纖維噴射混凝土28d圓柱體強度不得小于30MPa。經現場噴混凝土配合比試驗，確定鋼纖維噴射混凝土配合比如表2所示。

總而言之，在現階段加強湖南高校非英語專業大學生自主學習英語現狀研究，是適應當前我國促進國際文化交流與融合、經濟互通與繁榮的時代背景的體現，也是促進和實現大學生多元能力培養體系教育模式的有力舉措，既可以在國際間的友好交流中有效推動湖南文化的傳播，還能切實的提升湖南高校大學生的個人能力和素養，為將來步入社會、謀求良好崗位奠定堅實的基礎和保障。因此應該從利用網絡環境構筑良好的英語交流環境與學習氛圍、采用合作學習模式建立英語自主學習互評機制與監督體系以及盡可能為非英語專業大學生提供學習策略培訓三 個方面來加強湖南高校非英語專業大學生自主學習英語的效率，加快大學生的成長與進步。

表2 鋼纖維噴射混凝土配合比

鋼纖維噴射混凝土采用大型輪式噴漿臺車噴射施工。大型噴漿臺車自帶行駛系統，具有進出場速度快、噴射效率高、噴射距離遠等優點。

鋼纖維噴射混凝土施工速度快，節省了掛網平臺移動和鋼筋網鋪設時間，加快了隧洞開挖和支護的工序銜接，實現了圍巖的快速封閉，縮短了圍巖暴露和風化時間，有利于保證洞挖施工安全。

4.2 水泥基藥卷式錨固劑在錨桿快速施工中的應用

在隧洞邊頂拱部位，常規注漿錨桿一般采用先安裝錨桿后注漿工藝，施工工序繁瑣，包含安裝錨桿、預埋注漿管、錨桿孔口固定、注漿等多個工序，施工速度慢，工人勞動條件差。

結合項目實際情況和施工進度要求，巴萊水電站導流洞洞身上半洞邊頂拱錨桿采用水泥基藥卷式錨固劑取代注漿；導流洞下半洞錨桿考慮到鉆孔為向下斜孔型式而采用常規注漿錨桿。

邊頂拱藥卷式錨桿施工工序簡便：在鉆孔完成后，將錨固劑浸水1min后塞入鉆孔中，打入直徑25mm/32mm錨桿；錨桿插入1h以后安裝墊板和螺帽。

隧洞邊頂拱藥卷式錨桿相對于注漿錨桿，有以下明顯優勢：

(1)施工工序簡單，施工速度快，每根錨桿僅需3min～5min即可安裝錨固完成；

(2)節省施工設備和人工，無需注漿機等設備；

(3)更易保證邊頂拱錨桿安裝質量，錨桿插入后穩固不宜滑出。經過錨桿拉拔試驗，證明藥卷式錨桿拉拔力完全滿足設計拉拔力要求。以4.5m長T25錨桿為例，在IV類圍巖實測拉拔力平均超過5t，在III類圍巖實測拉拔力平均超過10t，完全滿足各類圍巖類別下不同長度錨桿的設計拉拔力要求。

4.3 隧洞平均開挖支護進尺情況

通過上述鋼纖維噴射混凝土、大型噴漿臺車自動化噴漿和水泥基藥卷式錨固劑等系列快速支護技術應用，大幅壓縮了噴錨支護施工工期，加快了隧洞開挖和支護的工序銜接，加快了隧洞特別是Ⅱ～Ⅲ圍巖洞段的開挖支護施工進度。

以Ⅱ～Ⅲ圍巖上半洞開挖施工為例，統計平均每個循環時間如表3所示。

表3 Ⅱ、Ⅲ類圍巖上半洞開挖循環時間

根據實際施工進度統計，巴萊導流洞上半洞II～III類圍巖單工作面最快月進尺突破210m，Ⅱ～Ⅲ類圍巖單工作面平均月進尺達150m。巴萊導流洞下半洞單工作面月均進尺達200m。

由實際統計循環時間和統計數據可見，上述系列快速支護技術的應用極大加快了導流隧洞開挖支護施工進度，有利保證了導流隧洞施工工期目標的實現。

5 結語

巴萊水電站導流洞項目自2019年3月啟動鉆爆施工，于2019年8月底實現兩條導流洞上半洞貫通，2020年3月兩條導流洞開挖施工全部完成。項目所采用的鋼纖維噴射混凝土、大型噴漿臺車自動化噴漿、水泥基藥卷式錨固劑等快速支護技術，是兩條導流隧洞開挖實現快速施工的關鍵技術，是保證頁巖開挖后快速封閉的關鍵措施，尤其適用于頁巖等需快速封閉的隧洞和施工工期緊張的隧洞施工，對類似地下工程施工有著積極的參考價值，對加快地下隧洞開挖支護施工進度有著積極的指導意義。