中国水电建设集团十五局第二工程有限公司 陕西西安 710000
摘要：新疆大石峡水利枢纽导流洞开挖支护，断面城门洞型为特大洞经隧洞，全长1200m。
关键词：隧洞；开挖；支护
新疆大石峡土建一标位于新疆阿克苏地区库玛拉克河中下游温宿县与乌什县交界处，其中导流洞洞长1200m，隧洞纵坡I=6.667‰，城门洞断面，进口以方变圆，最大断面2200×1940，最小断面1650×1240，洞身围岩类别Ⅲ占45%，Ⅳ占26%，Ⅴ占39%。Ⅴ类围岩砾石干密度1.9g/cm3，成洞条件差，洞身段0+820-0+880为夹泥断层，不良地质洞段；Ⅳ、Ⅴ主要为砾岩浅埋深洞段，地质条件相对复杂。
大石峡导流洞开挖前编制隧洞开挖施工方案，岩石类别爆破设计，施工过程中根据地质岩石发育情况，不定修订爆破参数等一系列指导文件，在Ⅳ、Ⅴ围岩开挖中遵守砾岩施工规则，“短进尺、强支护、快封闭、勤测量”的方法施工，制定了有序可控的砾岩开挖程序办法，使隧洞工程建设取得了良好的成效。
1、大洞经断面开挖技术难点及措施
导流洞隧洞开挖分出口、进口两个掘进工作面；0~0+600、0+600~1+1200，进出口开挖都采取分层开挖，第一层分为上半洞7.5m，下半洞7.5m，最后2m底板保护层开挖，进口最大断面2200×1940，围岩类别主要为Ⅲ、Ⅳ。进口开挖主要通过交通洞上岔洞进洞开挖，进洞身后从上下游掘进开挖，上导开挖采取常规开挖方式，布控采取周边孔、爆破孔、掏槽孔；中导开挖越靠近导“0”桩号时，洞内地下渗水较大，采取洞壁一侧设置排水沟，由于洞内设计底板比河床水位低11m，洞内排水采用二级抽排至上游河床。开挖难度就是采取合理的地下排水，洞身越靠近河床30m时，在爆破钻孔时，一定先超前钻探预报，钻孔6m，看孔内射水压力及孔内出水大小，掌子面预钻探3~5个孔，判别水压力采取相应开挖措以及洞口外设置龙头坑强排。出口洞泾断面13m×17m，i=6.667‰，出口主要为Ⅴ类砾岩浅埋，导0+820~0+880洞段为不良地质洞段；开挖方式也采用分层开挖，上导、中导、下导，上导开挖断面一次爆破循环进尺2.6m，开挖暴露面后及时钢支撑挂网喷锚封闭，中导开挖采取半壁开挖方式，先右半壁开挖，周边光爆，一次循环进尺4m，爆破出渣修规后，及时钢拱架接腿与上半洞钢拱架螺栓连接牢靠，底部登脚在新鲜砾岩上，累计进尺20m后，回头开挖左半壁，开挖方式同上。开挖中导难点主要是基础断面渗水，为确保钢拱架稳固可靠，砾岩不被水浸泡成软泥，一般采取在立架前人工设简易排水沟排水至洞外，尽可能立架面干燥。隧洞砾岩面爆破开挖后，及时排水，钢拱架支撑，快速封闭，形成稳定洞壁。
2、隧洞开挖施工技术
2.1、洞室开挖（0～0+600）
导流洞洞身开挖全长1200m，进洞开挖分两个工作面，0～0+600、0+600～1+1200上游（0+600）工作面通过低线交通洞上岔1#支洞进入导流洞洞身桩号0+341开挖，导流洞洞身断面大，分上、中、下断面开挖，其开挖高度最大发挥机械性能，保证岩体稳定为依据。上层开挖高度为7.5m，中层开挖高度为7m，下层开挖高度为5m。上层开挖通过上岔洞作为交通出渣，中层、下层开挖通过1#支洞下岔洞进洞（0+420））开挖作为交通出渣。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆导0+24～0+600岩石类别主要为Ⅲ类围岩，进洞后采用钢模台车手风钻造孔爆破开挖。上导全断面开挖贯通后中导开挖，中导开挖中间掏槽，两侧扩挖光爆跟进，最后下导底板保护层开挖。
2.2、导流洞上层开挖
（1）导流洞上岔洞三岔口的处理
三岔口处相对断面跨度较大，施工安全尤其较为重要，先向一个方向半径扩挖，浅眼多循环进尺钻孔爆破，跟进顶拱锚杆钢拱架支护，然后向另一个方向扩挖边挖边跟进锚杆挂网喷锚支护，必要时采用钢拱架支护，直到安全进入导流洞，岔口30m内，采用单头交叉作业，形成两个工作面后，以上下游两个工作面组织交叉流水作业，同时施工。
（2）Ⅳ～Ⅴ围岩开挖及支护。导流洞0～0+600洞段Ⅳ～Ⅴ围岩较少，由于地下工程地质类别不可预见因素较多，针对Ⅳ～Ⅴ围岩施工，首先确定施工工艺方法，一般采用系统锚杆?25锚杆，单根长度4.5m，入岩4米，结合长锚杆6m，入岩5.5m，梅花形布置，间排距2m×2m，挂网喷护20cm，如局部岩石较差并有掉块现象时采用加钢拱架支护。也可采用在不良地质围岩段开挖采用超前锚杆、小导管对顶拱岩石进行加固，浅孔少药量光面爆破，短进尺、弱爆破，临时支护及时跟进，以确保施工安全。
2.3、导流洞出口中导、下导开挖
导流洞出口从0+600～1+200洞身段围岩类别为砂砾石胶结岩，并且浅埋段800m，进洞洞口采用24m长管棚套拱砼，上半洞开挖采取全断面一次掘进，每次循环进尺2～3m，开挖后及时钢拱架挂网系统锚杆喷砼封闭。中导、下导采取半壁开挖（左右洞侧壁），开挖面及时支护封闭，由于砂砾石胶结岩遇水软化，开挖过程中有打钻水，地下岩石渗水，及时排水，人工挖简易排水沟离拱角50cm把水排至洞外，洞子超过200m时可在洞内设临时排水坑二级抽排，确保洞内及拱角处无积水干燥。
3、浅埋深砂砾石岩隧洞施工技术难点的处理策略分析
在隧洞施工中，存在的技术难点主要包括以下几个方面：一是由于浅埋深砾岩本身所处的自然条件比较差，其次是地质条件的特殊性，容易在开挖的过程中出现洞顶掉块坍塌的问题，从而有可能造成严重的施工安全事故。二是在进洞施工时存在的技术难点。
3.1、针对隧洞顶部部分塌落、掉块严重的处理策略
大石峡导流洞隧洞出口砂砾岩总体结构相对较好，遇断层交汇部位有少量塌落或掉块，为确保施工安全，防止因开挖边墙造成拱顶拱架整体下沉或拱架变形，在起拱处两侧钢拱架增设锁脚锚杆，边墙与顶拱连接的钢拱架底部一定立在新鲜坚硬基础上，确保边墙拱架不要下沉或变形，其次，防止侧墙受压，左右侧墙钢拱架向洞轴线移位，可在两侧对称钢拱架底部设钢拱架横支撑连接，从而确保钢拱架的刚度和强度。
3.2进洞困难的处理策略。
在进洞之前，需要提前对洞脸边坡进行有效的处理，洞脸进行挂网喷护处理，洞脸范围布置排水沟和截水沟，防止雨水冲刷，洞口砂砾岩坡比在保证安全的前提下，尽可能陡垂直，开挖完成后，在洞底起坡处2m的距离，先立二榀导向钢拱架，钢拱架应伸入建基面以下30cm，并浇筑2m宽，厚50cmC25砼，然后立拱架依次连接。另外还需要从导向钢拱架像洞口方向设置钢拱架，每0.5m～1.0m立一个，当两榀钢拱架支立完成后，侧立即进行联系筋焊接和挂网施工，并对钢拱架后有岩石部位采用喷C25砼厚20cm进行加固处理。
在洞口的开挖和支护施工中，为了提高施工的安全性，一定要严格遵守相应的施工原则，主要为“短进尺，强支护，快封闭，勤测量”，同时还需严格按照正常的施工顺序进行施工。先顶拱后边墙。另外为了保证隧洞锁扣的安全，提高施工的效率，减少渐变段施工所需要的时间，采用每50cm设一榀钢拱架，钢拱架之间每1m设一根 ?25连接筋，挂网（8，15cm×15cm）喷20cm厚C25进行锁口，强行进洞。
4、对隧洞施工的建议。
由于大石峡导流洞隧洞工程断面大，线长、内外施工环境复杂、施工难度大等特点，因此认真做好重点部位环节的系统工作，保证工程项目的顺利施工，并且各工序施工质量要符合要求。在隧洞工程施工的过程中，为了提高工程施工的进度，存在很多交叉施工的情况，为了保证各行施工工作对可以高效率、高质量的进行，需要做好相应的施工组织工作。
参考文献
1、隧道施工安全九条规定。
2、水利工程建设标准强制性条文
3、水工混凝土施工规范规范SL677-2014
4、工程爆破安全
论文作者:武鹏翔,任亚军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/19
标签：隧洞论文; 断面论文; 围岩论文; 砾岩论文; 进尺论文; 洞洞论文; 进洞论文; 《建筑学研究前沿》2018年第26期论文;