南充干渠引水隧洞工程施工技术要点探究

王成全

（南充市堤防工程管理处，四川 南充 637000）

南充干渠引水隧洞工程施工技术要点探究

王成全

（南充市堤防工程管理处，四川 南充 637000）

引水隧洞工程主要用于灌溉、防洪、发电及排涝等方面，在水利工程建设中的应用十分广泛。文章结合升钟水库南充干渠首段引水隧洞工程的施工实践，提出了一些切实可行的隧洞施工技术要点，为同类工程借鉴参考。

南充干渠;隧洞工程;施工技术;要点

近年来随着我国国民经济的发展，水利工程基础设施建设也加快了发展的步伐，在很大程度上为人们生产生活提供了便利，促进了国家的经济发展［1］。引水隧洞工程的建设是水利工程建设中一个十分重要的内容，在水利工程的整体建设中发挥着不可替代的作用，其施工质量的优劣直接影响日后工程投入使用的有效程度。因此，在水利工程建设过程中要对引水隧洞工程的施工各个环节进行有效控制，结合工程实际情况采用有效的施工技术措施，以保障隧洞工程施工质量，从而保障工程整体质量［2］。本文结合升钟水库南充干渠首段引水隧洞工程的施工经验，提出了引水隧洞工程的主要施工技术要点。

1 工程概况

升钟水库南充干渠设计全长63.22km，属于升钟水库灌区二期工程建设项目。南充干渠首段工程起于升钟水库灌区右总干渠渠末袁家嘴分水闸处，止于大鹏山隧洞进口，设计流量16.5m3/s，加大流量19.3m3/s，隧洞开挖断面面积21.5 m3/m，渠线全长9.77km，其中隧洞9座（大于2000m以上的隧洞2座），长6.81km，占渠道总长的70%。由于南充干渠首段工程穿越了低山深丘区，地形、地质条件较差，隧洞建筑物多，工程十分艰巨，属升钟水库二期灌区的控制性“卡脖子工程”工程。

据地质测绘和钻探揭示，干渠沿线主要为侏罗系砂岩、粉砂岩与粉砂质泥岩为主，局部有砂泥岩互层，岩性软弱。岩石风化主要受地形、岩性控制，一般山脊、垭口、山嘴及陡坡地段风化强烈，洼地、沟谷底部岩石风化较弱，在砂岩组成的陡崖地段，发育有卸荷裂隙。大多数隧洞进、出口位于风化岩体中，围岩类别主要为Ⅳ～Ⅴ类;洞身岩体一般为粉砂质泥岩或砂岩，围岩类别为Ⅲ～Ⅳ类。个别隧洞跨沟段或局部浅埋洞段，洞顶以上围岩厚度大多不足3倍洞径，基本具备成洞条件，施工中应及时支护与衬砌。

2 引水隧洞工程施工技术要点

2.1 隧洞开挖

（1）当围岩稳定性较差、开挖断面较小、支护条件较差或钻眼和出渣能力不足时，应采用短进尺、弱爆破、多循环（浅控制爆破法）［3］;反之，当围岩较稳定、支护速度较快、钻眼出渣能力较强时，应采用深进尺、少循环掘进（深控制爆破法）;对于Ⅴ类围岩的隧洞工程，必须遵循“短进尺、弱爆破、强支护”的原则。

（2）施工单位应根据工程地质围岩条件合理设计隧洞开挖爆破方式，优先采用光面爆破技术，施工中应进一步优化、修正爆破参数，保证爆破后获得较好的开挖面。对于软弱围岩可采取分层开挖、适当欠挖结合人工修凿方式进行，严格控制超挖，特殊地段也可采用人工开挖措施。

（3）因工程地质围岩条件不同，开挖面与衬砌面平行作业时的距离应根据围岩特性、混凝土强度的允许质点震动速度及开挖作业需要的工作空间确定。若因地质原因需要混凝土永久衬砌紧跟开挖面时，按混凝土龄期强度的允许质点震动速度确定最大单段装药量。

2.2 隧洞临时支护

（1）在隧洞工程中需要进行临时支护的地段，应根据工程地质条件、地下水、隧洞结构、断面尺寸、开挖方法、围岩暴露时间等因素，作出隧洞临时支护方案设计。在支护方案中应优先采用混凝土永久衬砌方案，当永久衬砌方案不能满足支护时间要求时才采用临时支护。对于需要临时支护的围岩类别，可采用锚杆、锚杆结合喷混凝土、锚杆加钢筋网结合喷混凝土或钢支撑等临时支护方案，待现场监理机构审批同意后进行实施。

（2）隧洞开挖后进行临时支护的时间、施工顺序及相隔距离，应根据地质条件、爆破参数、支护类型等因素确定，一般应在围岩出现有害松弛变形之前支护完毕，支护顺序与支护时机要恰当，当围岩自稳时间较长时，支护可在开挖面后进行，采取一循环一锚喷或几个循环一锚喷;当围岩自稳时间短，出渣后应立即进行支护;若是围岩自稳时间很短时，爆破后可先喷混凝土，控制围岩变形，出渣后再按设计要求完成临时支护。对松散、破碎、无自稳能力的围岩，应采取超前锚杆、管棚或超前灌浆等方法加固岩体，必要时可设钢支架与锚喷联合支护，以增强支护刚度;对易风化、潮解、膨胀等岩体，要及早封闭，以防潮解后形成膨胀压力［4］。对于需要进行临时支护的Ⅳ类围岩，一般应在开挖后48h内完成临时支护;对于Ⅴ类围岩，一般应在开挖后24h内完成临时支护;对稳定性极差的围岩，应先支护后开挖或支护紧跟工作面。

（3）对引水隧洞中的Ⅴ类围岩，临时支护宜采用钢支撑、锚杆加钢筋网与喷混凝土相结合的方式进行支护;对于地下水丰富的地段，应加密钢支撑间距和钢筋网距、加粗钢筋网钢筋，取消喷混凝土，也可采用管棚支护方式。根据围岩地质情况，钢支撑可采用拱加立柱型式支承于隧洞底板上，也可采用拱的型式支承于拱脚锚桩上，以方便安装、减小扰度，钢支撑安装位置应尽量接近隧洞顶部围岩。

（4）南充干渠首段隧洞工程临时支护选定以下参数。

Ⅲ类围岩:边顶拱喷C20混凝土混凝土、δ=5～8cm;采用随机φ22砂浆锚杆、L=2.5～3m。

Ⅳ类围岩:边顶拱挂φ6.5钢筋网、@20cm×20cm;喷C20混凝土、δ=8～10cm;采用系统锚杆，φ22砂浆锚杆，L=2.5～3m，@1.2×1.2m ～1.5×1.5m。

Ⅴ类围岩:边顶拱挂φ6.5钢筋网@20cm×20cm，喷C20混凝土，δ=10～15cm;采用系统锚杆φ22砂浆锚杆，L=2.5～3m，@1.0×1.0m ～1.2m×1.2m;局部增设I14钢支撑（@1.0m），视具体情况采用超前锚杆（顶拱120°范围，φ22砂浆锚杆，L=4.5m，环向间距30cm，排距2m）或超前小导管（顶拱 120°范围，Ф42mm小导管，δ=3.5mm，L=4.5m，环向30cm，排距2m）。

2.3 隧洞永久衬砌

（1）模板工程。隧洞混凝土衬砌模板的设计、制作与安装质量是确保混凝土结构质量的关键，模板的制作和安装不仅应保证模板结构有足够的强度和刚度，能承受混凝土浇筑和振捣的侧向压力和振动力，而且应有足够的密封性，以避免漏浆等要求。传统模板主要以钢模或木板组合定型而成，随着工程施工技术的发展，隧洞液压钢模衬砌台车的应用也十分普遍，它基本实现了隧洞混凝土浇筑施工的机械化，大大减轻了隧洞浇筑作业强度，与传统钢模衬砌相比，不仅节省了钢材和木材，而且混凝土成型尺寸精度高、整体性好，建议在有条件的地方应优先采用液压钢模衬砌台车作模板。

（2）混凝土浇筑。在混凝土浇筑前要做好准备工作以及仓位的验收工作，在经监理工程师的验收同意后方可进行混凝土的浇筑作业。隧洞顶拱混凝土浇筑要做到左右均匀对称、分层浇筑，并保证在上层混凝土初凝之前浇筑完毕，以免形成施工冷缝;浇筑顶拱时应边泵送，边振捣，同时用铁锤敲击模板，检查混凝土是否到位、密实，确认密实后方可封顶［5］。混凝土振捣是保证混凝土施工质量的关键工序，需选配技术熟练、经验丰富的振捣工操作，按规定程序作业，杜绝漏振，以免产生蜂窝麻面和空隙。

（3）混凝土养护。一般在浇筑完成后24h左右混凝土内部温度将达到最大值，而此时钢模板尚不能拆除，还不能直接进行表面洒水降温。为了降低混凝土温度，以避免混凝土形成温度裂缝，在浇筑完毕后18h即开始对钢模板表面进行不间断的洒水降温，拆模后对混凝土表面进行全天候养护至14d。

2.4 隧洞施工排水

（1）隧洞工程在施工中应根据“截、堵、排、抽相结合”的综合排水原则，做好洞内施工排水工作，要采取一定的引排措施集中导流，减小地下水对已开挖围岩的侵润破坏;洞外排水主要是做好洞口的防洪和排水设施，防止雨季到来时山洪或地面倒流入洞［6］。施工单位应因地制宜，综合考虑，设计合理的隧洞施工排水方案，避免和减少地表水和地下水对工程的危害。

（2）隧洞施工要严格控制底板高程，随时清除洞内淤积，避免因底板凹凸不平和淤积较多对流水的堵塞;对于反坡施工的隧洞应设置必要的集水坑或集水井，局部积水可用小水泵抽到最近的集水坑内，再用主抽水机将水抽出洞外。

3 结语

综上所述，通过对南充干渠首段引水隧洞工程施工技术要点的介绍，我们对隧洞工程施工技术要点有了初步的了解。但由于每一个隧洞工程的施工技术受所实施工程的状况、环境、地质、围岩等不同情况的影响，其具体的施工技术也会有所不同，施工单位应在正式施工之前根据自身特点做好隧洞施工技术设计，尽量运用新技术、新材料、新工艺，以提高隧洞工程施工技术水平。把“质量第一、安全第一”放在首位，对施工中的每一个环节都要实施有效的动态监控，并建立良好的质量、安全监督体系，以确保引水隧洞施工顺利进行。

［1］杨照明，张金承，周垂富．小断面长距离引水隧洞的施工设计［J］．水利规划与设计，2011（03）:55-56．

［2］王连广，刘阳．引水隧洞三维渗流场分析研究［J］．水利规划与设计，2014（04）:52-53．

［3］向湧涛．水利水电工程施工危险因素分析及控制管理探讨［J］．水利技术监督，2015（01）:102．

［4］罗杰华，宁健．隧道衬砌技术在水利工程中的应用［J］．水利技术监督，2015（01）:65-66．

［5］郑国辉．南水北调来水调入密云水库调蓄工程——京密引水渠段工程施工导流情况分析［J］．水利规划与设计，2014（09）:33-36．

［6］胡智军．水隧洞变形段处理补充施工技术探讨［J］．城市建筑，2014（06）:78．

TV554;TV52

B

1008-1305（2015）06-0068-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2015.06.026

王成全（1980年—），男，工程师。