深圳北線引水隧洞工程主要施工技術(shù)綜述

深圳北線引水隧洞工程主要施工技術(shù)綜述

王順橋

  （深圳市廣水建設(shè)工程有限公司，項目總工程師、注冊安全工程師、注冊二級建造師）

【摘  要】 茜坑～鵝頸引水隧洞工程（簡稱茜鵝隧洞）是深圳市北線引水工程重要項目之一。該隧洞具有斷面小、線路長、施工難度大等特點。茜鵝隧洞全長4030m，襯砌后凈空為2.5×2.7m成門形斷面。小斷面隧洞施工難以實現(xiàn)開挖與襯砌平行作業(yè)，一般是按照先行開挖和初期支護(hù)，待洞身開挖貫通后再進(jìn)行砼襯砌的施工程序。根據(jù)工程條件選用不同的小型設(shè)備進(jìn)行開挖、二次襯砌，提高單項工序的生產(chǎn)能力和設(shè)備利用率，實現(xiàn)了預(yù)期的質(zhì)量、安全、工期和成本目標(biāo)。

【關(guān)健詞】小斷面；長隧洞；施工技術(shù)

1、工程概況

深圳北線引水工程是為解決深圳市中西部地區(qū)城市缺水問題而興建的大型供水工程項目，茜坑—鵝頸引水隧洞（簡稱隧洞，下同）為其中一項控制性工程。隧洞全長4030m，為有壓引水、城門形斷面隧洞。在樁號F2+031.78處設(shè)有一條斜井支洞，斜井與水平交角8°27′8.28″（縱坡1/6.81），長274.66m，把隧洞分為四個施工工作面；另外在進(jìn)口設(shè)有閘室、引水渠，出口設(shè)有豎井、消力池、出口明渠等附屬建構(gòu)筑物。隧洞進(jìn)口位于茜坑水庫內(nèi)，出口與鵝頸水庫相連，洞底縱坡1/424，設(shè)計流量9.26m³/s。隧洞開挖斷面3.1～3.7×3.4～3.9m，襯砌后成洞斷面為2.5×2.7m城門形斷面。

隧洞所在地區(qū)出露巖層，主要以殘坡積及風(fēng)化巖為主。隧洞前段（F0+000～F1+030）為高譚超單元花崗巖，全～微風(fēng)化，巖性為中粗粒黑云母花崗巖；隧洞中段（F1+030～F3+730）為早侏羅世金雞組和晚三疊世小坪組的沉積巖，前者巖性為細(xì)粒長石石英砂巖與粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，后者巖性為中厚層狀砂礫巖、中細(xì)粒石英砂巖等；隧洞末端（F3+730～F4+030）為震旦紀(jì)黃婆山片巖，巖性以片巖、片麻巖為主，多為全～強風(fēng)化。按巖性及風(fēng)化程度、巖石質(zhì)量等因素的不同，將隧洞段圍巖類別分為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ四類（國標(biāo)GB50287—1999分類），并劃分為17小段。

隧洞進(jìn)口位于茜坑水庫庫尾花崗巖區(qū)，地下水位較高，距地表補給水源近，補給量充足；

隧洞出口位于鵝頸水庫東部庫尾區(qū)，距地表補給水源近，地下水以基巖裂隙水為主，對施工影響較大。

隧洞初期支護(hù)參數(shù)以工程類別為主確定，采用超前小導(dǎo)管注漿、徑向錨桿、格柵鋼拱架、網(wǎng)噴砼等支護(hù)形式；二次模注參數(shù)由結(jié)構(gòu)計算的結(jié)果確定，采用鋼筋砼襯砌，Ⅱ～Ⅲ類圍巖襯砌厚度為0.30m；Ⅳ～Ⅴ類圍巖襯砌厚度為0.40m。砼強度為C25，抗?jié)B為W8。

2、 工程特點及方案的選定

2.1  工程特點

（1）洞身長、工程量大、工期緊。

（2）通風(fēng)排煙、供電困難。

（3）隧洞斷面小，影響施工機械配套和洞內(nèi)管線路布設(shè)，加劇施工機械作業(yè)的干擾。

（4）局部圍巖差、地下水較豐富。

（5）隧洞施工與水庫運行協(xié)調(diào)難度大。

2.2  方案選定

2.1.1  總體施工方案

長隧短做，按“兩平一斜（支）、三工區(qū)、四工作面”布置，即：設(shè)進(jìn)口工區(qū)、出口工區(qū)、支洞工區(qū)。

2.1.2  結(jié)合各區(qū)特點確定施工方案

（1）針對隧洞長、工程量大、工期緊，分別在進(jìn)口、出口以及支洞口設(shè)立項目管理分部，安排三個作業(yè)隊，每個工作段長度約1000m，長隧短打。合理分配開挖、支護(hù)與襯砌時間，減少平行作業(yè)影響。

（2）針對隧洞洞身長、通風(fēng)條件差的特點，僅采用接力式壓風(fēng)送風(fēng)，節(jié)約抽風(fēng)設(shè)備空間，既不影響施工，又能滿足風(fēng)量、風(fēng)壓需求。

（3） 針對洞內(nèi)線路長、電壓降過大等特點，一是調(diào)高洞口變壓器低壓端電壓到極限值；二是采用大斷面單股銅芯線供電；三是盡量避免多種設(shè)備同時用電。

（4）針對隧洞斷面較小的特點，合理選用小型施工機械：

①支洞工區(qū)：二臺LW-150型軌式扒渣機，四臺梭式礦車，一臺5t東風(fēng)汽車，二部2m³輪式砼罐車，一部自制輪式平板車，一部5t卷揚機牽引。

②進(jìn)、出口工區(qū)：分別配置一臺LG-30型裝載機，二臺2.5t農(nóng)用車，二臺2m³混凝土罐車。

③每隔370～500m設(shè)一避車段，滿足機械設(shè)備掉頭作業(yè)。

（5）針對局部圍巖差的特點，主要是F3+922～F3+888段圍巖差不穩(wěn)定，加上覆蓋層厚度不足2m（與設(shè)計不符）造成塌頂，后改為明挖支護(hù)，第二次進(jìn)洞，既減少施工難度，又能節(jié)約資源和確保安全施工作業(yè)。

（6）針對地下水豐富、洞內(nèi)滲水量大等問題，采取引、降、堵等辦法進(jìn)行處理。如在F3+850處附近地表面，有一處山塘與洞內(nèi)形成漏水通道，長期有較大漏水流出（約4L/S），采用在地面打深井抽排、洞內(nèi)先引后堵等辦法處理，取得了較好的效果。

（7）針對隧洞施工與水庫運行協(xié)調(diào)問題，經(jīng)過幾方多次協(xié)商達(dá)成共識：既要保證水庫運行和度汛，又不能讓隧洞施工間斷，采取加高加寬進(jìn)出口圍堰的辦法，達(dá)到了兩不誤的目的。

3、施工方法

3.1  施工通風(fēng)

3.1.1  供風(fēng)量計算

長隧洞施工通風(fēng)一直是一項技術(shù)難題，對于這樣一條狹長隧洞，施工通風(fēng)更顯得問題突出。本工程中對每一工作面風(fēng)量的計算按四種方案進(jìn)行：

（1）按洞內(nèi)同時工作最多人數(shù)10人計算；

（2）按洞內(nèi)最多兩臺內(nèi)燃機（裝載機和農(nóng)用車功率100kw）同時工作計算；

（3）按最小風(fēng)速計算；

（4）按洞內(nèi)爆破石方稀釋炮煙計算。

取最不利組合（1）+（2）計算，考慮風(fēng)阻和百米漏風(fēng)率，將上述供風(fēng)量再乘以1.2的系數(shù)作為洞內(nèi)需最大供風(fēng)量。

3.1.2  設(shè)備的選型

由于隧洞斷面狹小，采用大直徑通風(fēng)設(shè)備影響洞內(nèi)運輸，小直徑通風(fēng)管風(fēng)阻和其直徑的平方成反比，供風(fēng)量和供風(fēng)距離受到很大限制，機械設(shè)備不容易配套。綜合考慮采用φ600

通風(fēng)袋（防水帆布）接力通風(fēng)，洞口風(fēng)機22KW，供風(fēng)量約400m³/min，洞內(nèi)風(fēng)機5～7.5KW，間距200～300m，除掌子面用舊通風(fēng)袋外，其余采用新通風(fēng)袋（見圖片）。

3.2  施工工藝

3.2.1  鉆孔

搭設(shè)好操作平臺，因隧洞斷面小，采用鋼管支架加鋼筋網(wǎng)架簡易操作平臺。每班僅20分鐘即可完成平臺的搭設(shè)。采用風(fēng)動鑿巖機鉆孔， 洞口布設(shè)20m3/min的0.8Mpa空壓機供風(fēng)，高壓通風(fēng)采用DN100鋼管輸送。

3.2.2 裝藥與堵塞

裝藥主要采用集中裝藥和不耦合裝藥。采用炮棍裝藥，炮棍采用竹竿制作，直徑比炮孔小10～20mm，一次只能壓裝一個藥卷，以免搗破藥包。堵塞材料采用包裝箱紙或塑料膜。

3.2.3 起爆

采用非電毫秒雷管起爆網(wǎng)，起爆雷管放在炮孔底部，保證底部裝藥全部起爆，起爆藥包

不許強裝硬塞進(jìn)炮孔或扔進(jìn)炮孔內(nèi)，以免雷管位置變動影響起爆。

3.2.4  通風(fēng)、排煙、除塵

爆破后，立即通風(fēng)、排煙。因隧洞較長，爆破后立即打開高壓水管閘，讓高壓水呈霧狀噴出。既降低粉塵濃度，又縮短了通風(fēng)時間，每班縮短通風(fēng)時間15～20分鐘。

3.2.5  出渣

采用LW—150型立爪式扒渣機或裝載機裝渣，4m³梭式礦車或2.5t農(nóng)用自卸汽車運渣，每370～500m設(shè)一錯車道，提高出渣速度。

3.2.6  初期支護(hù)

茜鵝隧洞采用徑向錨桿加噴射混凝土方式進(jìn)行初期支護(hù)。圍巖破碎地段增加φ6鋼筋網(wǎng)片，或鋼拱架、超前小導(dǎo)管注漿等加強支護(hù)。

由于隧洞斷面較小，噴射混凝土、錨桿安裝與開挖不能平行作業(yè)，因此在掌子面鉆孔時進(jìn)行上一循環(huán)徑向錨桿眼鉆孔，裝藥的同時進(jìn)行錨桿的安裝，噴射混凝土視圍巖情況決定噴射時間，一般為20～30m噴射一次，減少工序轉(zhuǎn)換時差，格柵鋼拱架的架設(shè)一般能與開挖平行作業(yè)，在掌子面鉆炮孔時進(jìn)行安裝。

3.2.7  二次襯砌

茜鵝隧洞采用鋼筋混凝土襯砌，施工時采用鋼拱架支撐，臺車鋼模板，60輸送泵泵送入模。模板定位采用激光全站儀和水準(zhǔn)儀，控制襯砌中線和水平線。

3.2.8  回填注漿

襯砌時，因振搗不密實或拱頂混凝土自重等因素造成襯砌后有一定量的空隙，需要進(jìn)行注漿加固，注漿孔采用φ50的鍍鋅管，注漿壓力為0.3Mpa。

4、各類圍巖初期支護(hù)施工

4.1  Ⅴ類圍巖初期支護(hù)

（1）超前小導(dǎo)管：φ32*3.25鋼管，環(huán)向＠0.4m，L=3.5m

（2）鋼拱架：主筋φ22*4，縱向＠1.0m

（3）鎖定錨桿：砂漿錨桿φ18，縱向＠1.0m，L=2m

（4）鋼筋網(wǎng)：φ6，＠200*200mm

（5）墻拱噴射混凝土：C20，厚200mm

（6）底板素噴混凝土：C20，厚200mm

4.2  Ⅳ類圍巖初期支護(hù)

（1）墻拱錨桿：砂漿錨桿φ18，縱環(huán)向＠1.0m，L=2m

（2）鋼筋網(wǎng)：φ6，＠200*200mm

（3）墻拱噴射混凝土：C20，厚100mm

（4）底板澆注素混凝土：C10，厚100mm

4.3  Ⅲ類圍巖初期支護(hù)

（1）墻拱錨桿：砂漿錨桿φ18，縱環(huán)向＠1.2m，L=2m

（2）墻拱噴射混凝土：C20，厚100mm

（3）底板澆注素混凝土：C10，厚100mm

4.4  Ⅱ類圍巖初期支護(hù)

（1）隨機錨桿：砂漿錨桿φ18，L=2m

（2）底板澆注素混凝土：C10，厚100mm

4.5  超前小導(dǎo)管施工

4.5.1 工藝流程（見圖1）                                                                

        圖1   小導(dǎo)管工藝流程

4.5.2 導(dǎo)管加工制作

小導(dǎo)管采用φ32×3.25mm鋼管加工，管前端加工成錐形，中間部位鉆φ8mm～φ10mm溢漿孔，呈梅花形布置，間距500px，尾部1.0m范圍內(nèi)不鉆孔防止漏漿，末端焊φ6mm環(huán)形箍筋，加工成形見圖2。

4.5.3 導(dǎo)管布設(shè)及灌漿范圍

小導(dǎo)管單根長3.5m，環(huán)向間距0.4m，從拱部格柵中穿過，仰角及外插角10～15°，布設(shè)范圍在拱部120°范圍內(nèi)，縱向間距1.5m，布設(shè)見圖3。

　　        圖2    小導(dǎo)管加工示意圖

            　圖3    小導(dǎo)管布設(shè)示意圖

4.5.4  鉆灌漿孔

使用手持YT—28風(fēng)動鑿巖機鉆孔。

4.5.5  導(dǎo)管安裝

鉆孔完成后，將小導(dǎo)管打入孔內(nèi)，如地層松軟也可用錘子將導(dǎo)管直接打入。對于砂類土，如有堵孔，用φ20mm鋼管制作吹風(fēng)管，將吹風(fēng)管緩緩插入土中，用高壓風(fēng)射孔，成孔后將小導(dǎo)管插入，并用CS膠泥將管口密封。

4.5.6  導(dǎo)管灌漿

（1）灌漿以注水泥漿為主，首先將掌子面用噴射砼封閉，以防漏漿，并對小導(dǎo)管內(nèi)的積物用高壓風(fēng)進(jìn)行清理。

（2）灌漿順序由下而上，可以單管灌漿，也可以多管并聯(lián)灌漿（增加分漿器）。

（3）漿液水灰比1.5：1，1：1，0.8：1三個等級，漿液按先稀后濃，逐級變換。

（4）灌漿壓力和流量分三階段：初始階段（漿液流動擴散階段），壓力迅速由零上升到0.7MPa左右，注入量亦由大逐漸減小；充填階段灌漿壓力由大變小，灌漿速度也有所降低；

凝膠脫水階段隨著裂隙、孔隙和空洞全部充塞完畢，吸漿量逐漸降至結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。

（5）灌漿完成后，立即堵塞孔口，防止?jié){液外流。

4.5.7 灌漿異常現(xiàn)象處理

（1）灌漿中如發(fā)生與其他孔串漿應(yīng)將串漿孔堵住，輪到注該孔時，拔出堵塞物，用高壓風(fēng)或水沖洗。如拔出堵塞物時，仍有漿液外流，則可不沖洗，立即接管灌漿。

（2）壓力突升則可能發(fā)生堵管，應(yīng)立即停機檢查處理。

（3）如果壓力長時間上不去，應(yīng)檢查是否窩漿或流往別處，否則應(yīng)調(diào)整漿液配比，縮短膠凝時間，進(jìn)行小泵量低壓或間歇灌漿，但間歇時間不能超過漿液膠凝時間。

（4）其他方法：可采用改性水玻璃灌漿（水玻璃加工業(yè)硫酸），雙液漿灌漿（水泥加水玻璃）等。

4.6  鋼拱架施工

4.6.1 工藝流程（見圖4）

圖4    鋼拱架工藝流程圖

4.6.2 鋼拱架加工

（1）格柵鋼架在洞外加工場分段冷彎制作，按1：1比例放樣設(shè)立工作臺，按設(shè)計分節(jié)焊制。

（2）加工做到尺寸準(zhǔn)確，弧形圓順。

（3）鋼架加工后先試拼，檢查其平面翹曲和橫斷面誤差，保證格柵鋼架在架設(shè)時能夠閉合成環(huán)。

（4）鋼架堆放和運輸時不得損壞和變形。

（5）格柵鋼架加工前，應(yīng)嚴(yán)格按預(yù)留沉落量（即拱頂100mm，邊墻和底部50mm）重新設(shè)計細(xì)部尺寸。

（6）運至現(xiàn)場的每批鋼筋，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行機械性能的試驗。

（7）鋼筋運輸和儲存應(yīng)設(shè)置標(biāo)牌，并分批堆放整齊，不得銹蝕和污染。

（8）格柵鋼架在工廠加工、焊接應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，并按要求進(jìn)行試驗。

4.6.3  架立鋼拱架

（1）架設(shè)前計算每一節(jié)的橫縱坐標(biāo)（即以到隧洞中線的距離為橫坐標(biāo)，以到隧洞軌面設(shè)計線的距離為縱坐標(biāo)），以便架設(shè)時對每一節(jié)進(jìn)行測量定位，使之能形成一個完整的閉合環(huán)，保證每榀格柵之間最大距離為1000mm。架設(shè)時每一片要架設(shè)在隧洞縱向軸線垂直面內(nèi)，縱向以φ22鋼筋焊接連成一體。

（2）分節(jié)之間以75×75mm角鋼螺栓連接。

（3）開挖上層后及時安裝，在格柵鋼架底部設(shè)置鎖定錨桿。開挖底層時，在開挖面底部打設(shè)鎖定錨桿，將格柵鋼架與鎖定錨桿和系統(tǒng)錨桿焊接牢固。

（4）鋼拱架與圍巖之間初噴50mm砼作為保護(hù)層。

5、施工技術(shù)及措施

5.1  隧洞開挖爆破設(shè)計

5.1.1  施工工藝（采用鉆爆法）（圖5）

圖5    鉆爆法工藝流程圖

5.1.2掏槽形式及布置

（1）本隧洞斷面較小，采用直孔掏槽形式（如圖6）。

（2）本隧洞掏槽a取120mm，b取170mm。

（3）空孔與裝藥孔之間的距離：空孔與裝藥孔之間距離為炮孔直徑的2～4倍。

5.1.3  輔助孔布置

輔助孔的間距應(yīng)根據(jù)巖石的最小抵抗線確定，一般均為500～650mm，方向基本垂直工作面，布置要比較均勻。緊鄰周邊孔的輔助孔應(yīng)為周邊孔的光面爆破創(chuàng)造條件，所以應(yīng)采取與隧洞的輪廓線相似現(xiàn)狀布置，使之與周邊孔的間距處處相等。

　　                  圖6    中空直孔掏槽炮孔布置圖（單位mm）

5.1.4  周邊孔布置

（1）周邊孔布置在斷面輪廓線上，斷面拐角處應(yīng)布置炮孔。

（2）周邊孔的深度不應(yīng)大于輔助孔。

（3）按光面爆破要求，各炮孔要相互平行，孔底落在同一平面上，但一般炮孔方向通常向外（或向上）斜率：3％～5％。

（4）底板孔下斜5°，孔底一般低于設(shè)計開挖線150～200mm。

5.1.5  爆破參數(shù)設(shè)計

（1）炮孔直徑

藥卷與孔壁之間的間隙一般為炮孔直徑的10％～15％，藥卷直徑為32mm，炮孔直徑設(shè)

計為40mm。

（2）炮孔深度

一般根據(jù)經(jīng)驗、工程類別確定，但在實際施工中可適當(dāng)調(diào)整。

①經(jīng)驗數(shù)據(jù)一：

Ⅱ～Ⅲ類圍巖3.0～3.5m（中大斷面）；2.0～2.5m（小斷面）；Ⅳ～Ⅴ類圍巖1.5～2.5m（各種斷面）；1.0～2.0m特小斷面。

②經(jīng)驗數(shù)據(jù)二：                

一般最大炮眼深度取斷面寬度（或高度）B的0.5～0.7倍，當(dāng)圍巖條件好時，采取較小值。

③實際操作：炮孔深度一般在2.2～2.8m。

（3）單位體積耗藥量

與藥性、巖性、斷面、孔徑和孔深等因素有關(guān)。一般采用經(jīng)驗公式、國標(biāo)和工程類別估算，一般1.8～2.3kg/m³，實際耗藥量在此范圍內(nèi)。

（4）炮孔數(shù)量

原則是炮孔數(shù)量正好容納一次爆破循環(huán)的總裝藥量，光面爆破需多增加周邊眼10～15個。

（5）總裝藥量

采取先用體積公式計算出一個循環(huán)的總用藥量，然后按各種類型炮孔的爆破特性進(jìn)行分配，再在爆破實踐中加以檢驗和修正，直到取得良好的爆破效果為止的方法。

（6）單孔裝藥量：按公式計算：

—炮眼裝藥系數(shù)，—眼深，—每米長度炸藥的藥量。

（7）裝藥結(jié)構(gòu)

①掏槽孔及輔助孔，采用線狀連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，孔口用炮泥堵塞。

②周邊孔采用φ25mm小藥卷間隔不耦合裝藥，底部內(nèi)裝一個粗藥卷，以克服巖體挾制作用。

③裝藥結(jié)構(gòu)圖見圖7

　　      圖7    裝藥結(jié)構(gòu)圖

5.2  隧洞不良地質(zhì)施工措施

5.2.1  一般施工措施

本隧洞由于部分隧洞埋深不大，需進(jìn)行初期支護(hù)的比例高，地質(zhì)條件相對較差，必須加強施工監(jiān)控，防止冒頂、塌方、掉塊事故發(fā)生。

（1）加強對開挖面前方的圍巖特性、地質(zhì)情況的預(yù)測預(yù)報工作，及時研究治理措施；

（2）地質(zhì)預(yù)測預(yù)報以打超前探孔為主，輔以雷達(dá)波測試；

（3）通過對開挖面及其附近圍巖剝落情況的觀察、素描、分析圍巖的動態(tài)特性，作出超前預(yù)報；

（4）采用工程地質(zhì)類比法進(jìn)行宏觀預(yù)報；

隧洞進(jìn)水口段覆蓋層巖體卸荷松馳，洞臉邊坡及圍巖穩(wěn)定性較差，成洞條件較差。為防止拱頂和局部坍落等問題，施工過程采取如下措施：

①認(rèn)真閱讀設(shè)計圖紙及有關(guān)規(guī)范和技術(shù)文件，掌握洞身各類圍巖的力學(xué)性能，編制切實可行的施工方案，認(rèn)真落實；

②精心設(shè)計爆破方案，并在實施過程中不斷優(yōu)化各項參數(shù)，盡量減小爆破對圍巖的擾動；

③錨噴支護(hù)即時跟進(jìn)。堅持做到支護(hù)不合格開挖不前進(jìn)，支護(hù)不跟進(jìn)開挖不前進(jìn)，支護(hù)不完全開挖不前進(jìn)，支護(hù)變形原因未查明開挖不前進(jìn)的四不開挖原則，即時讓洞身形成封閉的環(huán)形結(jié)構(gòu)；

④超前預(yù)測預(yù)報地質(zhì)變化情況，即時修正爆破方案各項參數(shù)；

⑤嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)控量測有關(guān)技術(shù)規(guī)定，作到勤觀察、勤量測、勤整理，隨時掌握圍巖的變形發(fā)展情況，用以修正臨時支護(hù)方案，指導(dǎo)開挖進(jìn)度；

⑥對鉆孔、裝藥、噴錨等關(guān)鍵工序進(jìn)行崗前技術(shù)培訓(xùn)，并嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行工序質(zhì)量檢查，將引起隧洞塌方的因素消滅在工序質(zhì)量控制中。

5.2.2 隧洞冒頂分析及處理

（1）本隧洞在樁號F3+922～F3+888段發(fā)生了長約34m冒頂；

（2）分析其主要原因：一是洞頂覆蓋層厚度不夠（最薄處2m，圖紙有誤），并且是全風(fēng)化土層，難以形成自拱力穩(wěn)定；二是洞頂有沖溝穿過，常年有山水流出，土層常年受水浸泡，穩(wěn)定性極差；

（3）處理措施：一是將冒頂段采取明挖，做箱涵式隧洞覆蓋土；二是重新開挖山坡第二次進(jìn)洞。

5.2.3 洞內(nèi)塌方分析及處理

（1）本隧洞在樁號F3+850附近發(fā)生兩次（兩處）塌方；

（2）分析其主要原因：一是隧洞穿過較大斷層，圍巖為全風(fēng)化土層；二是洞頂?shù)乇碛兴疁稀⑺?，地表水通過地下通道直達(dá)洞內(nèi)滲出，造成圍巖自穩(wěn)定性極差；

（3）處理措施：一是在洞頂?shù)乇泶蛏罹樗档偷叵滤?；二是采取管棚注漿加固圍巖；三是將鋼筋拱架改為工字鋼拱架加固。

（4）兩處塌方采取同樣措施處理，取得了較好效果。

6、二次襯砌施工技術(shù)

6.1  二襯設(shè)計

（1）混凝土：C25；

（2）鋼筋：Ⅱ級，主筋φ20，分布筋φ18；

（3）混凝土厚度：Ⅱ、Ⅲ類圍巖750px，Ⅳ、Ⅴ類圍巖1000px。

6.2  二襯施工方案

（1）總體施工方案：先澆筑底板，后澆筑墻拱（一次完成），并且底板超前澆筑3～4倉，即超前31.5～42.0m。

（2）底板和墻拱澆筑在同一批次進(jìn)行，即第1倉的墻拱和第4倉或第5倉的底板是同

一批次，其中墻拱完成后接著底板。

（3）采用商品混凝土灌注，由廠家運至洞口，再分裝到小型灌車轉(zhuǎn)運至洞內(nèi)工點，輸送泵泵送入模。

（4）底板采用插入式搗固器、墻拱采用附著式搗固器搗固。

（5）混凝土輸送泵離澆筑倉15～180m。

（6）臺車為軌行式自制臺車，長度為10.5m。

（7）墻拱背部回填灌漿在墻拱施工全部完成后進(jìn)行，一般采用純水泥漿灌注。

6.3  墻拱施工順序

測量放線→襯砌臺車就位→關(guān)擋頭模、加固→泵送澆筑砼→拆?！B(yǎng)護(hù)→進(jìn)入下一倉循環(huán)。

6.4  墻拱襯砌工藝流程

隧洞邊墻和頂拱為同一個襯砌臺車制模澆筑，其施工流程見圖8。

　　           圖8   墻拱襯砌工藝流程圖

6.5  墻拱施工

隧洞墻拱二襯施工方法見下頁表。              

墻拱二襯施工方法

6.6  底板施工

（1）清理底部噴射砼面的廢渣物，達(dá)到混凝土施工要求；

（2）加工、制作及現(xiàn)場綁扎鋼筋：仰拱鋼筋在加工場內(nèi)下料并彎制成形，運至現(xiàn)場綁扎；

（3）預(yù)埋設(shè)計要求的各種預(yù)埋設(shè)施，做到核對仔細(xì)不漏項，以免造成不必要的返工，影

響施工的正常進(jìn)行；

（4）混凝土施工：人工關(guān)兩端擋頭板，側(cè)模利用已成型墻拱，模板采用125px厚木板加工。砼為商品混凝土，用混凝土運輸車運到現(xiàn)場，插入式搗固器搗固，保證混凝土密實度和強度。

6.7  鋼筋制安

（1）鋼筋在加工場進(jìn)行，并根據(jù)施工進(jìn)度計劃分期分批進(jìn)場加工、堆放，并且要做好鋼筋的維護(hù)工作，避免黏上油污。

（2）鋼筋綁扎順序應(yīng)根據(jù)每段的施工特點嚴(yán)格按順序執(zhí)行，一般是底板綁扎完成后再進(jìn)行邊墻鋼筋綁扎。

（3）鋼筋綁扎時應(yīng)將混凝土墊塊（保護(hù)層）隨之綁扎上。

（4）所有鋼筋交叉點，應(yīng)用鐵絲全部綁扎，接頭位置、搭接長度、間距應(yīng)嚴(yán)格按圖及規(guī)范施工。

（5） 受力主筋采用焊接接頭，接頭相互錯開，錯開距離為鋼筋直徑的35d且不小于500mm。

（6）板內(nèi)雙排鋼筋間距用“S”形φ8鋼筋拉結(jié)。每平米不少于1根，上下鋼筋間距用φ16～φ20馬凳筋控制，每平米不少于1根。

7、結(jié)束語

傳統(tǒng)的小斷面輸水隧道施工主要依賴小型機具施工，工效低、工期長。受狹小工作面、勞動生產(chǎn)率低的制約，一直以來，長距離、小斷面輸水隧洞是制約項目成敗的關(guān)鍵。解決專用機械設(shè)備配套的問題，形成專項機械化作業(yè)線一直在探索中。輸水隧洞是水利水電工程的重要組成部分之一，探索與實踐綜合施工配套技術(shù)的組織與實施，促進(jìn)非標(biāo)機械配設(shè)備的開發(fā)是十分必要的。本文為小斷面隧洞施工方案的選擇提供參考。