长山头水库除险加固隧洞洞身主要施工工艺和方法

　　1、工程简介

　　本工程施工项目根据施工招标文件要求，主要由泄洪隧洞开挖、隧洞支护、隧洞衬砌、进口连接段、出口连接段、600m引渠开挖等项目组成。

　　隧洞全长302m，开挖半径4．3m，进口长110m(0+052～0+162)，出口长70m(0+3540～0+284)采用管棚形式钢拱架加挂网喷锚，管棚采用Ф48钢管加固，中间长122m采用钢拱架，钢拱架之间采用单层Ф25钢筋作连接筋，双层Ф6钢筋作挂网网片，无管棚形式支护隧洞长为122m，(0+162～0+284)，混凝土衬砌为9m/节，伸缩缝采用651橡皮止水，中间夹60cm苯板，伸缩缝处理用油膏厚度17cm，聚硫密封胶3cm厚，伸缩缝宽度为3cm。由于地质情况复杂，全长采用隧洞加强段形式进行衬砌。衬砌采用60cm厚高抗硫混凝土进行衬砌。钢筋制安采用加强段钢筋进行布置。

　　2、主要施工工艺和施工方法

　　2．1洞脸劈坡

　　土石方施工必须先在洞顶挖设截水沟及排水沟。根据现场情况，土方开挖以1m3挖掘机开挖装渣为主，运输采用15T自卸汽车，人工配合挖机修整边坡。对于机械无法施工的石方开挖，采用小型浅孔梯段爆破和非电毫秒雷管微差控制爆破技术，边坡预留光爆层，采用光面爆破，风化破碎岩体边坡采用预裂爆破。

　　采用挖掘机装自卸汽车运至弃渣场。洞脸及洞口支护，当边坡按设计坡度整修到位后，及时对边仰坡进行锚喷防护，以防止围岩风化，雨水渗透而塌方。

　　2．2洞门施工

　　由于洞口埋深较浅，且洞顶围岩较为风化破碎，为确保安全进洞，将采取双排小导管预注浆固结岩体加设钢支撑网喷的施工方法。其方法是在洞顶外侧打入两排Φ42，长3．5m的小导管，灌注水泥浆，固结岩体。掘进采用轮式凿岩台车钻孔，用风镐或弱爆破，每循环进尺0．5～1m，安装Φ25钢格栅挂钢筋网喷厚20cm，为防止顶拱下沉及位移，在安装钢支撑时，在钢支撑脚下垫5cm木板或者20#槽钢，确保整体受力不变形。

　　2．3洞身掘进

　　隧洞掘进采用自制凿岩台车，进出口施工各投入1台，台车采用I20工字钢焊接成型，钻孔采用凿岩台车和YT28气腿式风钻，台车上布置2层工作平台，隧洞围岩段采用光面爆破技术，进行全断面掘进，坚硬岩石施工加强掏槽爆破，控制周边光爆孔，控制超欠挖。

　　爆破器材选用2#岩石硝铵炸药(有水时采用防水乳化炸药)，采用不同段位导爆管毫秒微差有序起爆，出渣采用装载机配合自卸车进行出渣，小型农用车运输至指定弃渣场，出渣后挖掘机进行底部开挖和掌子面排险。

　　2．3．1爆破设计

　　(1)爆破器材选用。炸药选用2#岩石硝铵炸药和防水乳化炸药，Φ32mm，长25cm。选用非电毫秒雷管联网起爆，电雷管引爆。

　　(2)岩体单位消耗药量的确定。依据《水利水电工程施工组织设计与规范》及经验公式确定单位耗药量。

　　2．3．2开挖作业

　　(1)测量准备:用全站仪、水准仪测放控制点，洞内随开挖进尺埋设控制桩，并进行良好保护，在施工中随时进行校核。每个循环在钻孔前根据控制桩在掌子面测设中线控制点，划出开挖轮廓线，用红色油漆标识出掏槽孔，辅助孔、周边孔的准确位置。每次测量放线时，都要对上一循环的开挖轮廓进行检查，并对检查结果及时进行分析，以做为调整爆破参数的实验依据。

　　(2)钻孔:采用自制轮胎式凿岩台车和YT28气腿式风钻，台车上布置二层工作平台。钻孔时准确定位钻机钻杆位置，控制炮眼数量、位置、深度。

　　(3)出渣:隧洞采用小型装岩机装渣，小型农用车运输至指定弃渣场。

　　(4)初期支护:为保证施工安全，在每个循环出渣完成后，要及时进行喷护封闭，以避免由于风化及应力变化产生坍塌。

　　2．3．3施工通风与防尘

　　(1)施工通风与排烟:本隧道施工通风采用Y250M－4型轴流通风机通风，配Φ800mm软质通风管，以压入式向工作面供风。风管悬挂于隧洞顶部，随掘进进尺跟进。

　　(2)防尘:采用水幕降尘和个人带防尘口罩相结合，水幕降尘是距掌子面30m外边墙两侧各放1台水幕降尘器，挖掘及出渣有灰尘时，打开阀门，降尘后关闭。

　　2．3．4隧洞照明

　　采用220V低压照明，电线架空布设，照明电线与动力电线分开架设。

　　2．3．5输水隧洞石方开发机械配置

　　输水隧洞石方开挖机械配置，见表1。

　　2．4隧洞初期支护、喷护工程

　　隧洞全长302m，初期支护形式为(0+052～0+162)110m、(0+354～0+284)70m为管棚支护，采用Ф48钢管作超前导管，以I20工字钢作拱架支撑，底部用ф48钢管作为锁脚锚杆锁定，挂双层Ф6钢筋网片，C25混凝土喷护，钢拱架之间采用双层Ф25钢筋作连接筋，喷护混凝土采用搅拌机拌合，喷浆机进行喷护，中间122m(0+162～0+284)采用钢拱架支护，底部用ф48钢管作为锁脚锚杆锁定，双层Ф6钢筋网片挂网，C25混凝土喷护，钢拱架之间采用单层Ф25钢筋作连接筋，喷护混凝土采用搅拌机拌合。

　　隧洞的地质岩性较差的地段，需采用钢拱架支撑加强喷锚支护。在掘进施工过程中，加强段采用管棚支护，掘进时先打超前导管进行超前固结灌浆，爆破后对塌方严重位置进行速喷，防止岩石风化等稳定后立钢拱架进行支护。拱架为矿工钢，分为三部分。每部分两头焊连接钢板，在加工厂加工成型，支立时用螺杆连接成一个整体，拱架架放在设计轮廓线以外，底部用ф48钢管作为锁脚锚杆锁定，拱架其他部分间隔用Φ25螺纹钢锚杆固定，然后进行焊接连接筋及网片。

　　钢拱架加工:钢拱架采用型钢制作，加工成形，校正拼装完成后，分节运输至洞内，人工拼装架立。拱架连接:钢拱架安装完毕后，及时采用ф25螺纹钢做链接筋，用电焊将拱架连接稳固，并且挂Φ6@200钢筋网。洞身根据实际情况现场决定采用拱架支护或喷锚挂网支护。特殊地段如工程师有另外要求的，按工程师的指示实施相应的支护，要采用超前锚杆加固围岩、灌浆及喷射混凝土护壁相结合的手段，以保证掘进施工的顺利进行。

　　3、结论

　　该分部工程共有单元工程15个，合格个数为15个，优良个数为11个，优良率为73．3%。分部工程质量施工单位自评等级为合格。监理对施工过程进行全面监控，根据基础开挖完成情况及时组织联合验收，对主要工序实行旁站监理，保证施工各工序符合设计及施工规范要求。在抽检的3个单元中，合格3个单元，3个单元工程质量等级均为合格，合格率为100．0%。