1、某中型水庫導流引水隧洞施工技術摘要： 導流引水隧洞的施工是整個工程施工的關健，中小型水利工程的導流隧洞斷面一般較小，施工機具以小型為主，常常采用全斷面開挖方式施工。由于價格較低，外部施工條件也較差，對于不良地質地段的尤其是IVV類圍巖洞挖投入往往不足，極易造成跨口、冒頂等事故，造成工期拖延和費用的增加，對項目造成不利影響，因此，在不同的地質條件下，選擇正確的施工方法是工程成功的必要條件，本文從該工程導流引水隧洞的鎖口、開挖、支護等三個方面探討隧洞施工中的技術問題,供同行參考。關鍵詞：水庫；隧洞施工；超前小導管；開挖；支護一、概述 導流兼放空引水隧洞總長489m，進水口采用塔岸式，隧洞為圓形斷面

2、，開挖斷面直徑3.8m,開挖面積為11.34m2，成型洞徑3.0m，襯砌厚度40cm，采用C30砼襯砌。 二、隧洞邊坡開挖和支護 導流洞進出口邊坡采用CAT320型反鏟挖掘機從開挖邊坡坡頂自上而下分層開挖，人工開挖邊坡頂部的山坡截水溝，再按施工圖所設計的開挖邊坡比進行開挖，土方及全風化層直接采用反鏟挖掘機挖掘，翻渣至出渣平臺，開挖出的土渣除部分用于出渣平臺和臨時便道填筑外，其余全部用CAT320型反鏟挖掘機裝渣、20t自卸車運渣至棄渣場。覆蓋層的土方邊坡經挖掘機開挖后，預留了20cm人工修整。 石方開挖鉆孔采用YT28型手風鉆，1臺CAT320反鏟挖掘機挖裝，20t自卸車裝運，按淺孔梯段采用自

3、上而下分層和分段的開挖方式，邊坡采用預裂和光面爆破，另外開挖至進出口洞臉位置時，為防止洞臉位置巖體爆破震動破壞，嚴格控制爆破藥量，采用毫秒微差控制爆破。為確保邊坡穩定，邊坡支護采用了掛8的鋼筋網，25L=3.0m的錨桿，進出口噴15cm厚的混凝土進行封閉支護，排水孔采用50PVC管，孔深3.0m。 三 掛口施工方案 隧洞進口為強風化帶，節理裂隙發育，層面交錯，風化嚴重，呈壓碎狀態，圍巖自穩能力差，成型困難，屬V類圍巖；出口段處于弱風化下部，上部覆蓋巖層較薄（最薄處約4m），出露巖層破碎，自穩性較差，為IV類圍巖。為確保隧洞出口安全、可靠、順利進洞，遵循“洞外支擋、洞內管超前、嚴注漿、短開挖、不

4、（弱）爆破、強支護、快封閉”的原則，洞外部分先做重力擋墻+鋼筋砼蓋板+雙層鎖口小導管，洞內部分采用超前小導管+鋼拱架支護噴漿支護方式施工。 1 洞外支護處理措施 （1）洞口明挖推進至預定掛口位置后，立即在掛口處兩側澆筑砼擋墻，以保證山體的穩定，擋墻底寬2m，高度4m（略高于設計開挖洞頂高程），擋墻內設置25錨桿，進口段錨桿長6m、出口段4m，錨桿間距1m，使擋墻與基礎和山體連為一體。擋墻掛口處設20b工字鋼拱架，間距0.5m，采用25鋼筋連接，間距1.0m，并且與洞頂鎖梁的工字鋼連接成整體。在砼擋墻施工時，同時進行兩側及洞頂山體坡面掛網錨噴支護施工。按設計要求，護坡采用25砂漿錨桿對坡面巖體進

5、行加固，錨桿長度6m，間排距2m，梅花形布置，噴C20砼厚10cm，分兩次進行，掛網鋼筋采用6.5圓鋼，2020cm網格。 （2）砼擋墻完成后，以砼擋墻內的預埋工字鋼（5根）為支撐點，布設雙層鎖口小導管，小導管采用L=5.0m，50鋼管制作，外插角分別為5和45，縱向間距為0.5m，呈梅花狀布置，鋼管前端做成尖圓錐狀，尾部焊上箍筋。 （3）小導管完成灌漿后，停滯1天左右時間，隨即進行洞口鎖梁（鋼筋砼蓋板）的施工，梁底埋設5根20b工字鋼（鎖梁底部寬度2m），并與擋墻的工字鋼相連接。進口段由于周邊山體較陡，在鎖口以上順山體繼續澆筑2層共4m高砼擋土墻，以保證山體的穩定。 2 超前小導管施工 隧洞

6、開挖過程中破碎松散巖體較多，且有較多地下滲水，巖層泥化較快，必須對圍巖進行固化處理。本項目采用注漿超前小導管方式施工，利用小導管向松散圍巖注入摻有速凝劑的水泥漿，使松散破碎體快速膠結、固化，形成具有一定強度和抗滲阻水能力的固結體，從而提高圍巖的整體性、抗滲性和自穩時間，以便進行開挖支護施工。 小導管采用50mm小鋼管加工，一端加工成錐形，距另一端100cm的位置開始至尖錐端之間每隔15cm按梅花型開一個0.5cm直徑的小孔，作為注漿孔。 圖一小導管結構示意圖 在進行小導管施工前，應先在掌子面上噴35cm厚砼封閉掌子面作為止漿墻，同時，準確測量隧道中心線和高程，并按設計標出小導管的位置，誤差控制

7、在允許范圍內。 灌注漿液時，按照由清變濃進行，一般按3個比級（2：1、1.5：1和1：1水灰比）變換漿液濃度即可滿足要求。漿液中宜摻35的水玻璃或其它速凝劑，以縮短漿液的膠化固結時間，控制漿液的擴散范圍。灌漿壓力采用0.3Mpa0.5Mpa，灌漿結束時的壓力為0.5Mpa。注漿時，相鄰孔眼宜隔孔灌注，盡量不要連續注漿，以保證固結效果，又達到控制注漿量的目的。 四、洞身開挖 隧洞洞身開挖采取進出口雙向掘進，采取光面爆破，隧洞采用全段面開挖，手風鉆鉆孔，人工裝藥，周邊光面爆破。出渣分兩次進行。第一次爆破出來的洞渣部分用于墊路，其余的采用蟹抓式扒渣機扒渣，4.5T自卸車運輸至棄渣場。第二次為隧洞全線

8、貫通后對下半洞墊路廢渣清理干凈后，經隱蔽工程驗收合格后再進行永久襯砌，正常施工每一開挖循環進尺2.0m，1天4個循環。根據開挖中不斷揭露的地質情況，對洞內IV、V類圍巖進行臨時支護，確保隧洞施工期間穩定、安全。 1、洞挖施工程序及方法 1）類圍巖掘進程序 測量放樣鉆孔裝藥連線起爆排煙排險出渣掌子面清底下一掘進循環。 2）類圍巖常規段掘進程序 測量放樣鉆孔裝藥連線起爆排煙排險錨桿掛網噴砼支護出渣掌子面清底下一掘進循環， 圖二 導流兼放空引水隧洞石方洞挖施工方法示意圖 測量放樣。采用全站儀進行布控、量距及定向，在進行施鉆前，均對開挖邊線進行放樣，對炮孔布置并作出孔位標記。 造孔。利用YT-28氣腿

9、支架式風鉆配簡易操作平臺（或者用汽車作為操作平臺）進行濕式造孔，同時打4把鉆，周邊孔造孔時先根據軸線方向進行頂拱中心周邊孔造孔，然后在該孔內插入標準桿，其它周邊孔平行該孔方向依次向兩邊展開。周邊孔開孔孔位距設計周邊線56cm，炮孔方向向周邊呈3外插，孔深2.8m，這樣在炮孔底部形成超出設計邊線68cm，爆破后將孔口段進行適當修整達到設計開挖斷面。對施鉆人員進行分工定位，以保證造孔質量。 裝藥連線起爆。造孔完畢后，用高壓風進行洗孔，清除孔內石粉和掉渣，使炮孔暢通以便裝藥。洗孔完畢后立即進行裝藥連線，裝藥時同一延時的炮孔由一個爆破員作業，以免產生連線錯亂。周邊孔裝藥采用不偶合裝藥結構，導爆索引爆，

10、掏槽孔和崩落孔采用連續裝藥，裝藥完畢后再進行孔口封堵。起爆順序依次為：掏槽孔崩落孔周邊孔。 1、掏槽孔 2、崩落孔3、周邊光爆破 圖三炮孔布置示意圖 排煙。起爆后，爆破員確認爆破結束后立即通知通風排煙，采用壓入式通風進行排煙。壓入式通風機布置在距洞出口1015m范圍，風袋接至距開挖工作面2030m，隨隧洞掘進逐步推進。 排險。炮煙排出后，爆破安全員應立即到爆破工作面進行檢查排險，確認無安全隱患后下一工序作業人員、機械才能進入工作面。 出渣。采用蟹抓式扒渣機，人工輔助配合，4.5T自卸車運輸，棄渣運至棄渣場堆放。 掌子面清底。出渣完畢后，對掌子面進行清理 五、洞挖支護 周邊圍巖支護方式可根據巖石

11、完整性、滲水情況選擇采用噴漿支護或掛網噴漿支護的方式。圍巖較完整、自穩性較好的IIIII類圍巖采用噴漿支護即可；混凝土的噴射厚度為5cm厚，對于局部存在的破碎帶根據現場實際情況采用25mm，L3m隨機錨桿支護。 對于IV類圍巖采用網噴與鋼支撐相結合的方式進行支護。洞內采用25mmL3.0m間排距為2m梅花形布置系統錨桿加6.5鋼筋網支護，噴混凝土厚度為10cm；施工時首先噴3cm混凝土封閉巖面防止掉塊，然后再進行其它相關工序。當存在的軟弱、破碎圍巖時，采取間距為0.5m型鋼拱架加強支護；施工時首先在頂拱范圍內采取25mmL4.5m間距為0.5m超前錨桿支護，錨桿仰角為22 25，鋼支撐頂拱與超

12、前錨桿相連，兩側與系統錨桿連接，縱向采用25間距0.9m連接筋。進洞時，在完成坡面支護和鎖口錨桿后，進洞前先安裝一榀鋼拱架，鋼拱架緊貼巖面，用錨桿固定，在鋼拱架拱部外緣制安超前錨桿，在鋼支撐和超前錨桿的支護下，實施進洞爆破開挖。錨桿類型為全長黏結性普通水泥砂漿錨桿。 對于V類圍巖、滲水又較多的部位，采用的主要支護措施為鋼拱架支撐為主，根據巖層出露和滲水情況在掌子面頂拱150范圍采用超前錨桿支撐或50mm小導管進行超前固結灌漿，小導管根長4m左右，間距為0.5m，導管外插角510，每設置一排小導管，洞挖及支護跟進3m，然后再打下一排小導管后才能繼續進行隧洞開挖施工。鋼拱架采用20b工字鋼制作，每

13、榀拱架設25鎖腳錨桿4根，長度3.0m，拱架間采用采用25鋼筋連接，間距0.5m1.0m；鋼筋網片采用6圓鋼按15cm15cm網格加工成約100cm200cm等不同規格的網片；掛設時網片必須隨受噴面的起伏鋪設，與受噴面間留3cm作為保護層，網片與系統錨桿焊接牢固，確保噴射砼時位移。 洞內超前小導管注漿導管布置在頂拱150范圍內注漿，采用水灰比為1：1和0.5：1兩個比級的漿液進行灌注，注漿壓力控制在0.5Mpa左右即可 六，結束語 （1）當洞口覆蓋厚度較小時，應采取“短進尺、強支護、少藥量”的施工方法，掛口的鎖口措施是否得力，是隧洞能否順利掛口的關鍵； （2）加強地質監測，為選擇支護措施提供科學依據，根據隧洞實際的地質情況，可以采用不同的強支護方