水利枢纽隧道断层面分层管控加固施工技术研究

闫新亮

(洛南县水利队，陕西商洛726100)

1 工程概况

洛南县堤防加固涉及伊洛河、石坡河5条主要支流沿岸19个镇，共需安排23处防洪工程，新建堤防185.46 km，堤防工程建成后可保护农田约1.732 hm2，人口约27.74万人，防洪标准按20 a一遇洪水设防，张坪水库是兼顾灌溉等综合利用的中型水利枢纽工程，以供水、防洪为主。

张坪水库水利枢纽引水需新建一隧道，隧道内径为1.750 m，隧道堤面内含多种类型的断面。由于修建的年代不同存留着多重弊病，既有直墙式断面型，又有斜坡式断面型及直斜复合式断面型。因此，探索隧洞围岩的加固技术尤为关键。

2 隧洞施工过程及存在的问题

洛南县现存各类堤防约426 km，堤防多数不足5 a一遇，标准低、质量差、体系薄弱、防洪能力低，一旦发生洪水，严重影响沿河地区群众的生命安全和生产生活。河流发生洪水引发的灾害已成为制约社会经济发展的一个突出问题，成为防洪的重点薄弱环节，也是新农村建设中不可忽视的重要问题。

张坪水库隧洞项目开挖施工中出现大面积流砂、突泥现象。隧洞出口掌子面出现流土涌出，伴随股状水流出，在周边围岩渗水汇集，周边围岩不断被软化，并不断向外涌出。因此，整个隧洞的构筑开挖，要经过分层管控注浆加固处理。

3 特殊地质支护施工方案

3.1 梅花型管棚支护方案.

在隧道侧中心线方位，沿隧洞开挖轮廓线全断面进行管棚支护布置，做梅花型设计［1］。支护纵向间距15 cm，孔径为10 mm，钢管上钻注浆孔，每段长度为1.5 m，两段之间采用丝扣连接，采用钢花管钢管进行管棚。为提高钢管的刚度和强度，固定环采用螺纹钢筋和固定短环组成，两段之间采用丝扣连接。实行边钻孔边送管施工，隧洞管棚支护维稳设计见图1。

图1 隧洞围岩管棚支护布置图

由于本地段地质较复杂，岩体松散。为保证高压注浆效果，在管棚施工结束，注浆管连接完毕以后对工作面进行封堵，以形成止浆墙用来承受高压注浆所产生的压力［2］。

3.2 跟管法管棚施工方案

结合隧洞标准断面尺寸，每次管控厚度≥15 m，进行跟管法管棚施工，即钻孔和送管同时进行。每环管棚布置数量为24根。纵向两组管棚间，预留≥3.0 m的水平搭接长度。采用Φ108*6 mm壁厚无缝钢管，管棚布置环向间距50 cm，管棚外插角5°，纵向两组管棚间，预留≥3.0 m的水平搭接长度。隧洞围岩管棚支护纵向布置图见图2。

图2 隧洞围岩管棚支护纵向布置图

跟管法施工时，可考虑边钻孔边送管施工，钻进过程中扩孔器和钻头同时钻进。实现该项目隧洞围岩带有的总渠侧平台，维持现有的中心线，而改造现有的平台高程，是无法提升围岩管棚内含的稳固性的。为此，必须要对特殊地质段分层管控。

3.3 后退式注浆管控方案

在管棚施工结束，对隧道工作面进行封堵。利用高压注浆渗透力强的特点，使岩土层的空隙或孔隙间充满浆液并固化，浆液为水泥单液浆，水泥浆水灰比(W:C)为1:1;采用高压注浆，注浆压力5～7MPa。形成止浆墙用来承受高压注浆所产生的压力，将工作面进行彻底封堵。

4 结语

该工程在采用断面分层管控加固施工方案后，很好地防止了流砂、突泥、坍塌现象的发生，提高了工程施工进度，保证了工程质量。因此，张坪水库特殊隧道段选取断面层管控加固施工方案，既通过梅花型管棚支护、跟管法管棚施工、后退式注浆管控3方案的分步实施，有效加固了隧洞堤防的稳定性，为水利枢纽张坪水库的安全奠定了基础。因此，选取河道处理框架下的技术，分层管控断面型施工方案是比较可靠的方案，在该工程实施是成功的。

［1］饶亚辉.萍乡市山口岩水利枢纽供水隧洞特殊地质洞段施工方案［J］.陕西水利，2013(06):101-102.

［2］张志秀.堆积体浅埋隧道超前支护大管棚施工方法［J］.山西建筑，2009，35(34):333-334.