陶海濱

（寧夏水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 銀川 750004）

1 工程概況

寧夏固原地區(qū) （寧夏中南部）城鄉(xiāng)飲水安全水源工程是將寧夏固原地區(qū)南部六盤山東麓雨量較多、水量相對(duì)較豐沛的涇河流域地表水，經(jīng)攔截、調(diào)蓄，向北輸送到固原中北部干旱缺水地區(qū)的區(qū)域性水資源優(yōu)化配置工程。

工程布置隧洞10座，最短595m，最長(zhǎng)10577m，總長(zhǎng)36448m。隧洞圍巖以Ⅳ類為主，占隧洞總長(zhǎng)的85.6%；Ⅴ類圍巖占隧洞總長(zhǎng)的14.4%。隧洞圍巖總體較差，而且存在地下水，施工條件差。大灣隧洞施工是本工程的關(guān)鍵控制性工期，而且本工程隧洞為最小施工斷面隧洞，無法進(jìn)行大規(guī)模機(jī)械化施工，施工效率低，工期長(zhǎng)。

2 施工支洞布置

為了提高施工施工效率，對(duì)于長(zhǎng)度超過4km的隧洞設(shè)施工支洞，支洞間距約為2km，斷面采用城門洞型，支洞與主洞連接方式采用斜井方式，大灣隧洞共布設(shè)4條支洞。

施工支洞洞口距主洞埋深≤60m時(shí)，采用坡比為1∶7的平洞；主洞埋深＞60m時(shí)，支洞采用坡比為1∶4或1∶5的斜井。

由于主洞斷面小，無論是軌道交通還是農(nóng)用三輪車，在主洞內(nèi)都無法錯(cuò)車，如果單進(jìn)單出，勢(shì)必影響工作效率，需在主動(dòng)設(shè)置會(huì)車道，會(huì)車道間隔為500m，會(huì)車道長(zhǎng)度8m，前后通過5m長(zhǎng)漸變段與主動(dòng)相連。施工支洞施工特性見下表。

表1 6＃大灣隧洞支洞施工特性表

3 進(jìn)出口施工

隧洞進(jìn)、出口大都為第四系地層，結(jié)構(gòu)松軟，成洞條件差。參考區(qū)內(nèi)外已建工程施工經(jīng)驗(yàn)，采用明洞（加強(qiáng)段）進(jìn)行特殊處理。施工時(shí)，要求開挖后立即進(jìn)行初期襯砌的施工，然后進(jìn)行洞臉和排水體的施工。

洞臉開挖自上而下，同時(shí)做好排水和相應(yīng)的坡面砌護(hù)工程。洞臉背部與明洞段頂部之間的空腔用砂壤土回填密實(shí)，壓實(shí)后的密實(shí)度≥0.95。

由于洞臉多位于高邊坡開挖，為防止滑坡，設(shè)置由堆石和土工布組成的排水體。

4 隧洞開挖

隧洞圍巖較差、斷面較小，采用全斷面光面爆破法施工。鉆孔機(jī)械選用物手持或氣功腿巖機(jī)，單鉆鑿孔，人工裝藥，電動(dòng)起爆，徑向超挖值和開挖巖面的起伏差按不超過15cm控制。對(duì)于長(zhǎng)度大于4000m的隧洞，結(jié)合地形條件，布置支洞，雙向掘進(jìn)，增加工作面，提高施工效率。

支洞坡度為1∶4或1∶5，坡度陡，農(nóng)用三輪車無法出渣，出渣方法為在主洞內(nèi)鋪設(shè)0.6m寬礦車軌道，0.75m3曲軌側(cè)卸式礦車由電瓶車牽引至支洞陡坡段，再由JTK－1.6型礦用提升絞車提升至支洞洞口，最后用5t自卸卡車運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)堆放，施工支洞鋪設(shè)兩條0.6m寬雙軌道，主洞內(nèi)鋪設(shè)一條0.6m寬雙軌道。大灣隧洞長(zhǎng)度超過10km，需在中間位置結(jié)合施工支洞布置一條永久檢修支洞，其余支洞在隧洞施工完成后進(jìn)行封堵。大灣隧洞3＃支洞進(jìn)行二次襯砌后做補(bǔ)氣、檢修之用，其余隧洞檢修均在隧洞進(jìn)出口設(shè)置檢修孔。

渣場(chǎng)一般在隧洞進(jìn)出口或支洞口附近的洼地就近選擇，對(duì)于涉及六盤山自然保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)的，應(yīng)選在保護(hù)區(qū)之外。渣場(chǎng)采用TY160推土機(jī)進(jìn)行平整并設(shè)置干砌片石護(hù)腳，棄碴高度為3m。

5 隧洞襯砌

隧洞襯砌包括初期支護(hù)和永久支護(hù)。

初期支護(hù)在隧洞斷面開挖后緊接進(jìn)行，要求緊跟隧洞開挖作業(yè)面，以使圍巖不再進(jìn)一步風(fēng)化、松動(dòng)、脫落、變形。

隧洞開挖的初期支護(hù)主要根據(jù)圍巖條件擬定。對(duì)于Ⅳ類圍巖，隧洞進(jìn)出口采取管棚支護(hù)，洞身段以噴錨支護(hù)為主，個(gè)別破碎段及軟弱夾層段采取拱架支護(hù)；對(duì)于Ⅴ類圍巖，采取管棚支護(hù)。

永久支護(hù)即為隧洞襯砌，采用C25預(yù)制鋼筋混凝土拱片襯砌方式。拱片分為2片側(cè)拱和1片底拱共3個(gè)拱片。拱片在規(guī)定預(yù)制場(chǎng)預(yù)制好后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，待初期支護(hù)完成后緊跟掌子面進(jìn)行拱片安裝。根據(jù)隧洞布置情況，輸水工程沿線共設(shè)5處預(yù)制場(chǎng)。

6 隧洞灌漿

鋼筋混凝土預(yù)制拱片拼裝后的頂部必須進(jìn)行回填灌漿，回填灌漿的目的是對(duì)隧洞混凝土襯砌縫隙作灌漿填充，灌漿的范圍在頂拱中心角120°以內(nèi)，孔距、排拒均為2.0m，灌漿孔按深入圍巖50mm控制，灌漿孔在預(yù)制側(cè)拱片時(shí)預(yù)留，每30m為一個(gè)灌漿單元?；靥罟酀{單元最后1組拱片在據(jù)掌子面30m后盡早進(jìn)行。

為改善節(jié)理裂隙發(fā)育或有破碎帶的巖石的物理力學(xué)性能，對(duì)圍巖采取固結(jié)灌漿措施進(jìn)行加固。固結(jié)灌漿排距采用3.0m，每排6孔，灌漿深度按洞寬的0.5倍控制，取1.2m。固結(jié)灌漿孔在預(yù)制側(cè)拱片時(shí)預(yù)留，每30m為一個(gè)灌漿單元。固結(jié)灌漿施工應(yīng)在隧洞襯砌后完成。

7 施工排水

根據(jù)地質(zhì)資料，隧洞施工過程中洞內(nèi)集水主要是裂隙滲水，來自洞頂部和側(cè)壁?？梢越Y(jié)合臨時(shí)支護(hù)，在頂部鋪防雨布接水，并導(dǎo)向兩側(cè)，不至影響主要進(jìn)出通道；然后分段設(shè)集水井抽排。所有污水經(jīng)凈化后再排入洞外溪溝。

8 輔助作業(yè)

包括通風(fēng)和施工用電。根據(jù)隧洞斷面尺寸、長(zhǎng)度和以往的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)計(jì)算，通風(fēng)機(jī)選用SFD－Ⅰ－NO.10型隧道風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒直徑1.0m，通風(fēng)方式采用混合式通風(fēng)。進(jìn)出口及各支洞各設(shè)一臺(tái)通風(fēng)機(jī)，風(fēng)管懸掛于隧洞頂部，其末端至掌子面的距離為9m。整個(gè)風(fēng)管接頭須做到嚴(yán)密牢固不透風(fēng)。為了降低有害氣體濃度，降低粉塵含量，在掌子面30m處，距離地面3m處設(shè)兩個(gè)噴霧降塵器，進(jìn)行水幕降塵。

隧洞施工用電，分系統(tǒng)供電和自備內(nèi)燃機(jī)供電兩種。洞內(nèi)施工照明采用電氣照明，用12～36V的低壓照明燈，手提作業(yè)燈用12～24V。照明線路布置在隧洞的左上方或右上方。燈頭間距6m，懸掛高度1.8m，燈炮容量40W。

9 結(jié)論

通過以上施工方法及措施，不僅提高了小斷面隧洞的施工效率，降低了工程投資，而且使工期大大減低到4年，滿足整個(gè)項(xiàng)目工期安排。因此，上述施工方法完全適宜本項(xiàng)目隧洞工程的施工。

1 《水利水電施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL303－2004）

2 《施工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL303－2002）