陳世雄,曹德昭

(清遠市清新區(qū)龍須帶水庫管理所,廣東 清遠 511500)

1 工程背景

1.1 泄洪洞工程概況

進廠泄洪洞從安裝間右側垂直進入。發(fā)電廠房利用進廠泄洪洞與地面的上、下庫連接公路相連，是發(fā)電廠房與外界的主要交通運輸通道。泄洪洞全長924.84 m(樁號J0+000.000 m～J1+924.84 m)，最大縱坡為6.887%。起點位于主廠房安裝間右側邊墻高程200.4 m處，終點位于上、下庫連接公路高程260.0 m處。洞內采用城門型斷面，斷面凈尺寸為7.5 m×7.5 m(寬×高)。進廠泄洪洞洞內裝飾工程不屬于本標范圍。Ⅲ類的圍巖,選用系統錨桿+掛網噴混凝土的支護模式;Ⅳ類、Ⅴ類的圍巖使用系統錨索+掛網噴混凝土支撐+鋼格柵鋼拱架+混凝土模筑襯砌的綜合保護形式。

1#施工支洞口與廠區(qū)通風洞口聯合設計,前期作為建筑支洞口,后期為廠區(qū)永久通風洞。支洞口設計位于廠區(qū)南端,進洞口高度為270.0 m,終點則設在主廠區(qū)東左側墻高度218.0 m處。主廠房頂拱施工、支護以及鋼筋模筑襯砌的澆筑,截面規(guī)格為7.5 m×7.0 m(寬×高),全洞可達573.6 m,最大側向傾角為11%。按照洞室的圍巖類型,對Ⅲ類圍巖洞段設計為系統錨桿+掛網噴混凝土的支護;對洞口和Ⅳ、Ⅴ類圍巖洞段,設計為系統錨桿+掛網噴混凝土支撐+鋼筋格柵式拱架+鋼筋模筑襯砌的綜合支護。進洞公路起點位于15#公路高程270.0 m處，終點位于1#施工支洞洞口，全長約20.0 m，混凝土路面，路面寬度7 m。

1.2 施工重難點

施工安全是本工程的關鍵。本工程泄洪洞、1#支洞的圍巖完整性較差，斷層較多，節(jié)理裂隙發(fā)育。因此，施工中如何確保開挖穩(wěn)定和施工安全，是本工程的關鍵問題。

泄洪洞、1#支洞洞臉邊坡及側坡主要為全風化巖石，巖體完整性較差，強度低，成洞條件差，如何確保安全順利的掛口進洞既是確保本標段各節(jié)點工期的實現，又涉及后續(xù)工程的如期開展，因此，確保泄洪洞、1#支洞的順利進洞是工程重點之一。

對于洞內斷層應充分考慮施工開挖的不利因素再采取適當的排水措施，是本工程的難點。

1.3 施工總布置

施工分為泄洪洞、1#施工支洞工程兩個工作面進行獨立施工。各工作面以土石方明挖及支護→洞身開挖及支護→襯砌及路面混凝土→灌漿→排水孔的施工順序為主線科學組織施工。

2 地下洞室開挖及支護

隧洞開挖采用手風鉆鉆孔，Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類 圍巖實行光面爆破，一次成型開挖，Ⅴ類圍巖采用松動爆破，分層開挖，出渣采用無軌運輸，配置柳工50側卸裝載機裝渣，8t自卸車拉運。

隧洞開挖施工總程序為： 進口土石方明挖→洞臉支護→洞口鎖口施工→洞內開挖、支護→底板混凝土澆筑→邊頂拱混凝土澆筑→回填灌漿→缺陷處理及驗收。

2.1 洞挖爆破施工

2.1.1 洞挖方案

隧洞施工采取“新奧法”方式進行,在爆破后依據圍巖狀況及時實施臨時保護,并依據變形檢測結果適時改變支護參數[1]。在變形量很大時,及時按照最大變形量調節(jié)施工尺度,以確保施工質量達到設計要求。

各類圍巖施工作業(yè)循環(huán)時間如表1。

表1 各類圍巖施工作業(yè)循環(huán)時間 h

洞內控制測量采用全站儀進行，利用洞外大地四邊形控制測量網點引雙線控制點到洞內進行控制測量[2]。

2.1.2 爆破方案

爆破孔采用YT-28氣腿式手風鉆鉆孔，用鋼管和工字鋼制作鉆爆作業(yè)平臺，用2#巖石乳化炸藥爆破，毫秒微差非電雷管起爆，用導爆管引到300 m外用激發(fā)器引爆[2]。

爆破后立即啟動軸流風機進行排煙通風，當洞內空氣達標后爆破人員進入洞內查看爆破情況，若有啞炮即進行處理，排除爆破危險后安全員進入洞內進行圍巖危石清撬，然后進行出渣。出渣采用3 m3側卸裝載機配合8 t自卸車進行，最好用1 m3反鏟進行掌子面清理。

根據同類工程施工實踐,在施工過程中采取了全斷面的光面開挖爆破施工方式，一次施工完成，從中心空洞直孔掏槽,非電微秒避雷器起爆。光爆洞鉆孔使用Φ42鉆孔,其他孔使用Φ38鉆孔；采用多段非電微秒避雷裝置拿起[3-4]。Ⅲ類圍巖每循環(huán)設計進尺三米,Ⅳ類圍巖每循環(huán)設計進尺兩米，根據設計地質資料確，本標段洞內沒有Ⅴ類圍巖開挖。

2.2 支護工程

本工程明挖支護主要為錨桿、掛鋼筋網、噴混凝土、格柵鋼拱架，分為開挖臨時支護和永久錨桿、掛網噴混凝土支護兩種。

隧洞施工后,須按照施工時揭示的地質要求、施工要求，按時完成支護。臨時支護工程隨開挖的進行而逐步跟進，一般滯后開挖作業(yè)面50～80 m。

工序主要包括:噴護→混凝土養(yǎng)護(工程設計要求時)→打錨桿→掛網(工程設計要求時)→重復噴水泥。

2.2.1 錨桿施工

錨桿設計長為4.5 m、3.0 m兩種，錨桿直徑為Φ22。錨桿鉆孔采用YT-28型氣腿式風鉆。鉆孔由人工在工作平臺上進行。錨筋樁采用"先安放錨筋后灌漿"的方式進行施工，其開挖的鉆頭孔徑須超過原錨樁孔徑25 mm之上。

在安裝錨筋前，先將錨桿孔徹底清洗，對位于礫砂巖上的錨桿孔則禁止使用水沖洗，而采用風洗。先注漿的永久支護錨桿，在插桿后立即在孔口處將錨桿臨時固定。錨桿注漿后，在砂漿凝固前，不得敲擊、碰撞和拉拔錨桿。

注漿料選用MZ-30錨桿注漿料機，邊拌和邊注漿料。注漿方法混凝土采用P42.5型普通硅酸鹽混凝土[5]。

2.2.2 噴射混凝土施工

進行澆注混凝土前布置鋼筋網，與鋼筋網的距離一般為150～200 mm，鋼材選用直徑一般為6～8 mm屈服抗拉強度240 MPa的光面鋼筋，鋼材保護層厚不低于50 mm，掛鋼網主要用于進口邊坡上和洞內臨時支護、Ⅱ類、Ⅲ類圍巖永久支護。鋼筋網和錨桿銜接得緊密，鋼筋網中間的搭設直徑不低于20 cm,并用鋼絲系緊[6]。掛網錨索和鋼筋以直徑網的邊緣在巖石表面進行搭設鋼筋錨固。采用雙層鋼網時,在第二層鋼網和一層鋼網都被水泥所包覆后進行?；炷羾娮o利用操作平臺,TK-961型噴射機進行濕噴。

2.2.3 鋼支撐施工

在經超前勘察認定的Ⅳ、Ⅴ型巖體等破碎軟弱區(qū)域，架設了鋼支撐或格柵拱架及附件，距離一般為50～80 cm。位置應安裝在設計斷面以外。

安裝格柵和鋼支撐，應在鋼板支承或放在堅實的基礎上，安裝時在鋼支承基礎部位設置15～20 cm地基；架立鋼板支承時挖溝安裝就地，軟弱部位在鋼支承基礎部位安裝錨索或澆注C25混凝土以提高地基承載能力。為確保鋼支柱和格率柵的安放正確，隧洞施工中在支柱的各連接板上留出支承連接板溝槽；兩拱腳上的二邊墻腳上留出安裝支柱腿溝[7]。初噴混凝土時，先在溝槽部進入木楔，并為架設支柱時預留聯結板部位。為提高支柱的總體安全性，將支柱和錨索聯接在一起。沿支座設直徑為Φ20縱向連接的鋼板，并按環(huán)向距離1 m設置。

3 鉆孔與灌漿工程施工

工程灌漿包括洞室回填灌漿和洞室固結灌漿。洞室回填灌漿范圍在洞內頂拱120°范圍，固結灌漿主要集中在Ⅳ、Ⅴ類圍巖中進行。

3.1 灌漿試驗

3.1.1 固結灌漿試驗

為選定并驗證灌漿設計參數，在固結灌漿施工前，嚴格按照固結灌漿技術要求的灌漿參數進行施工，檢查設計灌漿參數能否滿足設計及規(guī)范要求；同時檢查區(qū)域地質情況有無大的差異，是否該采取相應的補充措施[7]。

嚴格按照設計及規(guī)范要求，采用自低端向高端用趕漿法進行灌漿。灌漿試驗區(qū)灌漿結束后，根據試驗結果選用最終灌漿參數，根據所需灌漿參數進行固結灌漿施工。

3.1.2 回填灌漿試驗

回填灌漿選擇在完成底板澆筑30 d以后隧洞段進行，灌漿試驗段長度為50 m。通過灌漿試驗確定灌漿壓力、漿液濃度。

先進行頂拱灌漿孔鉆孔，然后進行灌漿試驗段兩頭堵漏，最后從低端向高端按照先Ⅰ序孔，后Ⅱ序孔，先兩側孔，后頂拱孔的順序灌漿，并記錄好灌漿壓力、漿液濃度、水泥、粉煤灰、砂的用量，掌握混凝土澆筑深度及鉆孔深度[8]。根據漿液灌注情況分析洞頂結構及關鍵密實情況。

3.2 洞室回填灌漿施工

平洞內的洞頂回填砂漿在模筑襯砌混凝土超過70%的高度時完成,膠結砂漿在相應位置的回填砂漿完成7 d內完成?；靥钆c灌漿分區(qū)段進行，每區(qū)段長度不大于40 m。分區(qū)端須封閉且密實,將灌漿過程分為二段次序，將澆筑時間從較低的一頭進行，向較高的一段推移。相鄰區(qū)域內的相同次序鉆進，完全或部分鉆出后再實施灌漿。具體施工流程見圖1。

圖1 回填灌漿工藝流程

3.3 洞室固結灌漿施工

固結灌漿孔深入基巖3 m。固結灌漿工程量為1920 m。固結灌漿滯后回填灌漿15 d進行。按環(huán)間分序、環(huán)內加密的原則，進行灌漿孔分序。

固結注漿成型灌前應做簡單壓水試驗。簡單壓水試驗使用單點方法,測量壓力最大值約為該段期間最大壓力值的80%，但最大值仍為1.0 MPa；試驗口數約占總口數的5%；試驗壓力水二十分，每五分秒試驗一次壓力水流量，以最后的流量值為實驗流量。

4 砌體工程

本標段砌體工程主要分布部位為進廠泄洪洞進口邊坡坡頂截水溝、路塹墻及1#施工支洞。砌體總工程量793 m3。

4.1 截水溝施工

截水溝的邊坡離開挖方路基邊坡的間距根據地質條件而定,以不改變路基穩(wěn)定性為基礎。截洪溝開挖的土方，應在道塹和攔洪溝中間修成土臺并加以夯筑，臺頂可筑成2%的斜向截水溝。

坡地和路堤中間的攔洪溝距離路堤坡足最少2 m，利用挖攔洪溝中的泥土回填在露地和攔洪溝中間,并修建向溝的邊坡小于2%的公路堤道及土臺，使坡堤內側地層的排水進入攔洪溝并排出。截水溝寬度大于500 m的地區(qū)應在合適位置設有排水出口，將反應物引至山坡內側的天然溝內的橋涵或入水，同時截水溝也需要設有牢靠的出入口，在必要時設有排污溝、跌水及急流溝等。截水溝的出口需要與排水設備順利連接[8]。

為了避免在水下滲和沖擊,截水溝應該做好徹底的防滲與補強,并采取加固措施以避免水滲和沖擊溝底或溝縫。

4.2 排水溝施工

排水溝的線形要求平順，盡量采取平直形式，拐彎口應作成圓弧，排水溝長按照具體要求而定,一般不得大于500 m。排水溝邊道布置上，應距道路盡量長一點，距道路坡腳不得低于3～4 m。在排水溝、截水溝，路堤的傾斜坡度過大產生的排水速率超過溝底、溝壁土的最大沖擊流量時,要采取路堤的措施。

急流溝的縱坡比一般不得大于1∶1.5，并要和周圍自然地形坡相配合。當急流溝較長時，在溝底有一個大傾斜坡度，通常是向上一段較陡,再以下逐漸較緩。當急流溝較長時，宜分段砌筑。各分段不得大于10 m,接頭用防水材料填堵,嚴密而無縫隙。急流溝的砌筑,應在自然水流和暗溝入、流出間有過渡地段。地基應在基礎之下，地基下部應按設計圖紙規(guī)定砌筑防滑臺階,還需設有女兒墻。防洪堤邊坡急流溝的砌筑，應能給雨水進入排污渠開辟一條通暢途徑,路緣石開口和流水進入防洪堤邊坡急流溝的交接地段，要銜接圓順[8]。

4.3 路塹墻施工

每段的路塹墻在該段的路基土石方開挖結束后，人工進行基坑清理及局部欠挖處理，基坑驗收合格后，進行路塹墻的砌筑。片石從開挖后的石料中選用。砂從最近的骨料加工廠采購。砂漿在砌筑現場采用砂漿拌和機拌制。砌筑前，將坡面松動巖石清除，清除新鮮面，邊坡凹陷部分挖成臺階，采用相同標號的砌體砌筑。

按施工圖紙規(guī)定的伸縮縫和沉降縫的長度(10～15 m)分段砌筑。泄水孔、反濾層與墻體同步施工，施工時，做好防護，防止泄水孔堵塞。伸縮縫整齊垂直，上下貫通，縫內填塞瀝青麻絮，深度不小于20 cm。自下而上逐層砌筑，砌筑時，咬扣緊密，嵌縫飽滿、密實，勾縫平順無脫落。

5 結 論

針對廣東清遠抽水蓄能項目下庫泄洪洞施工方案的應用，通過對洞室進行全斷面的光面開挖爆破、對明挖段采用明挖支護主要為錨桿、掛鋼筋網、噴混凝土、格柵鋼拱架等支護，對危巖體采用鋼支撐或格柵拱架扥支護，同時進行回填和固結灌漿，施工進行順利，基本完成目標。同時工程適當部位積極推廣應用新技術工藝，使用了水泥基藥卷錨桿、噴鋼纖維混凝土或聚丙烯混凝土、GY—V型灌漿自動記錄儀和安吉洛克管棚支護技術，取得良好的效果。

本工程的順利實施為類似工況類似環(huán)境的泄洪洞開挖支護施工有積極的參考作用。