江华平1 凌征银2
1.四川大桥水电咨询监理有限责任公司 四川成都 610000;2.泸州市古蔺县水务局 四川泸州 646000
摘要：石梁子水库工程是一项用以防洪和应急供水为主，兼顾生态环境供水的小型水利工程。古蔺县石梁子水库大坝左右岸灌浆平洞不仅断截面尺寸小，地形陡峭，开挖高差大，而且施工地质条件复杂，右岸开挖范围内有软弱夹层带。本文探究在这种特殊条件下实施开挖和支护的施工技术。
关键词：水库工程；开挖；支护；施工技术
引言
四川省古蔺县石梁子水库工程是位于四川省古蔺县德跃镇的小型水利工程。该水库离县城只有7km的距离，不仅离县城近，而且交通方便，其中，309省道就通过右岸。该水库主要用途是防洪和县城应急供水，此外也兼顾生态环境的供水。本文根据水库工程的施工特点进行开挖与支护施工方面的一些探讨。
1灌浆平洞特性
大坝在左右坝肩坝顶高程沿坝轴线分别设置左右灌浆平洞。其中左右灌浆平洞具有以下几个特征。（1）左右灌浆平洞长而深。左岸灌浆平洞和右岸灌浆平洞分别长85m和160m。埋深分别为0-87.4m和4.7-45m。（2）灌浆平洞为城门洞形，断面尺寸很小。灌浆平洞断面尺寸2.5m×3.5m。（3）不仅灌浆平洞断面尺寸很小，而且进口处地形复杂。左岸灌浆平洞进口处是陡坡、峻坡，坡角35～61ο，高程714m以上还是悬坡，而右岸灌浆平洞岸坡下缓上陡，为斜坡，坡角13～24°，最大自然坡高约47m。（4）灌浆平洞的地质情况多样。左岸灌浆平洞内：①基岩裸露，坝基岩体为层之砂岩和泥质粉砂岩、粉砂质泥岩互层。砂岩大多为厚～巨层状结构，泥质粉砂岩和粉砂质泥岩大多为薄～互层状结构。岩体中主要发育两组构造裂隙。岸坡整体稳定。②强风化、强卸荷带表层岩体结构松弛，岩体呈碎裂碎块结构，施工开挖中存在局部塌滑的可能。右岸灌浆平洞内：①岸坡局部分布有厚0.5～0.7m的坡残积粉质粘土层及出露基岩为巨厚层状砂岩。②岩体强、弱风化带厚分别为6～9m和20～24m。③平洞开口段上表土层由厚度为2～15m的粘土、粉质粘土夹块碎石组成，施工开挖中存在局部坍塌的可能。（5）根据岸坡岩体透水性特征得到左坝肩岩体和右岸岸岩体存在透水带。
2开挖和支护施工艺术和施工策略
在开挖过程中，不仅施工工作面狭窄，地形陡峭，开挖高差大，工作面较少，而且出渣道路单一，导致坝肩与灌浆平洞同时施工存在一定互相干扰现象。不仅如此，施工地质条件复杂，右岸开挖范围内有软弱夹层，且软弱夹层较多。水库工程的开挖优先考虑灌浆平洞的施工。而在开挖时要结合施工特点以开挖为主线，同时重点做好支护工作。
2.1合理配备资源
施工过程中，由于灌浆平洞开挖断面较小大型施工机械无法进行，所以，施工开挖和洞内石渣只能靠扒渣机或小型装载机装渣、农用车运至渣场。此外，应做好道路协调以及上下工作面交叉施工安全警戒工作。边坡土石方开挖时，采用上至下的方式分层进行并人工将边坡修顺。由于施工工作面狭窄，土方和石方的开挖工作不能用大型机械。土方的开挖采用卡特323DL挖机，而石方的开挖采用液压钻或手风钻钻孔或按3~5m一层的浅孔台阶爆破法钻爆。由于灌浆平洞断面尺寸小，出渣道路单一，所以，挖出的土方和渣采用卡特323DL挖机装渣并沿洞边坡上布置的施工道路运到15T自卸汽车上并通过15T自卸汽车运渣至渣场或选定的堆料场出渣。
2.2建立和完善开挖施工方案
（1）施工之前要明确施工程序
开挖前，首先进行洞口部位开挖及支护施工，洞口支护完成后进行洞身开挖。洞身采用爆破法开挖，支护应及时跟进洞挖施工。洞挖及支护完成后进行底板砼以及衬砌砼浇筑施工，最后再进行回填灌浆及排水孔施工。
（2）加强灌浆平洞开挖的施工质量
灌浆平洞的开挖工作由洞脸和洞身的开挖两部分组成。在挖掘过程中，要结合灌浆平洞的实际情况采取科学的方法按照合理的施工程序进行施工确保施工的质量。
①洞脸的挖掘
洞脸开挖之前要做好植被清除工作。在经过初步测量放样确定洞口边坡开挖边线和开挖范围的基础上做好植被清除工作和布置开挖临时道路。接下来，测量放样确定边坡天沟，完成天沟的开挖及砌筑工程。最后就是采取从下到下人工方式进行土方和石方的挖机并通过挖掘机和农用15T汽车将土和渣运出去。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时，对永久边坡，开挖修坡达到设计要求后即进行边坡支护施工。在分层开挖、分层修坡的同时，分层进行边坡喷锚支护，直至完成整个洞口明挖。
②洞身开挖
洞身采用全断面爆破法开挖，YT-28手风钻造孔，小中孔直眼掏槽，周边光面爆破法施工，循环进尺2.5m。洞内出渣采用扒渣机装渣，农用翻斗车运输出渣，装载机在弃渣场平整石渣。
2.3支护施工方案
支护工程中支护类型包括：锚杆、喷砼、钢支撑以及钢拱架等。为了确保支护质量要做好以下措施。（1）做好锚杆工艺。采用先注浆后插锚杆的施工工艺。①锚杆孔按设计孔深造孔，造孔完成后按三检制进行自检验收，自检合格后报监理进行验收，验收合格后方可进行锚杆安装，注浆施工；②锚杆砂浆严格按照配合比拌制，进行取样加测；③锚杆注浆完成后，对锚杆端部进行固定，禁止扰动锚杆。（2）做好喷射混凝土工作。①掌握好喷嘴与受喷面的距离为0.8～1.2m。②严格掌握规定的速凝剂掺量，并添加均匀直至无干斑和滑移流淌现象。③喷射采用分段分片进行且顺序为自下而上分层喷射④严格执行喷射机的操作规程⑤做好喷混凝土养护工作。喷射混凝土终凝2h后应喷水养护,养护时间一般不得少于7天,气温低于5℃时,不得喷水养护。
2.4做好支护与开挖工程之间的协调工作
根据开挖一层支护一层的原则要做好以下协调工作。首先，为了确保支护正常顺利进行，开挖过程中尽量为边坡支护提供良好的道路交通条件。与此同时，对开挖出来的坡面及时进行清理验收，尽早为支护提供工作面，确保支护有足够的施工时间。其次，边坡支护前，为了尽量缩短工作时间，以减少对开挖的影响要配备数量充足的高效率钻具，做好支护前充分的准备工作。此外，对下一层开挖设计边坡先进行预裂，减少下层开挖爆破对上层坡面支护的影响。再次，边坡的支护应在分层开挖过程中逐层进行，上层支护应保证下层开挖安全顺利进行，同时满足永久支护中的系统锚杆和喷混凝土与开挖工作面的高差不宜大于5米，岩石差的部位紧跟开挖工作面及时进行支护。最后，根据各种不良地质段的特性，不但要分别采取不同的开挖支护措施，还要做好塌方的预防和处理。
2.5不良地质洞段开挖和支护措施
洞挖施工中可能出现不良地质情况，此时要根据各种不良地质段的特性，分别采取不同的开挖支护措施。①采用短进尺、弱爆破、强支护手段进行控制开挖；②开挖施工中应根据不同的围岩情况制定相应的支护措施，保证施工安全；③不良围岩地质段，采用超前锚杆、钢拱架以及锚网喷等联合支护形式进行支护。锚杆采用φ25钢筋、L=3.0m的锚杆，间排距为
（下转第41页）1.0m×1.0m，所造锚杆孔若不能成孔，利用水泥净浆固壁，后进行造孔，最后进行网喷支护；或者在相应部位增加钢支撑及网喷支护；
（1）围岩变化带或岩层变差带开挖
在松散、软弱岩体及凝灰岩、层间层内错动密集带中开挖洞室，应尽量减少对围岩的扰动，采取“短进尺、弱爆破、强支护、勤观测”的原则。采取一掘进一支护，稳步前进，即开挖一循环后，先喷砼，然后打锚杆、挂网，再喷砼至设计厚度，如此循环掘进，以防止岩面危石剥落，危及施工人员及设备安全。初步拟定每循环掘进深度在1.5～2.0m，并视围岩情况再作调整。
（2）松散、软弱岩体开挖
对于洞室松散、破碎岩体的开挖，应尽量减少对围岩的扰动，采取“短进尺、弱爆破、强支护、勤观测”的原则。采取一掘进一支护，稳步前进，即开挖一循环后，先喷砼，然后打锚杆、挂网，再喷砼至设计厚度，如此循环掘进。初步拟定每循环掘进深度在2.0～1.0m，视围岩情况再作调整。
（3）渗水严重地段开挖
在灌浆平洞一边底脚设置排水沟，施工过程中自流至洞外，且开挖过程中，坚持“有掘必探、先探后掘”的防治水原则，采用钻探，对平洞掌子面前方、平洞顶板及侧帮进行探测。渗水严重地段，采用排、堵、截、引相结合的综合处理措施。
具体施工措施为：对于地下水首先做好超前地质预报，对涌水量较小的洞段，可在拱顶部打一定数量的超前钻孔做为排水减压孔，根据估算的涌水量选择水泵，将水集中排出洞外；对较大的突发性涌水洞段，可采用引堵结合的办法处理。采用导管引流，治分散为集中，用排水管集中引水，然后再喷射混凝土。即围岩出现淋水应首先根据地质情况，在穿越透水层部位先布置一定数量的排水孔，用长40～70cm，直径20～25mm的钢管插入排水孔内，插入深度为30～60cm，钢管与岩壁的空隙用棉纱封紧，再用1:1加速凝剂的水泥砂浆堵在棉纱外部，以迫使地下水沿钢管排出；如果根据开挖面上已有淋水，可推测钻孔爆破后围岩有大的涌水时，可采用“超前排水法”。具体措施在开挖爆破前距掌子面轮廓线外20cm处斜向上前方25°钻孔，间距30～60cm。当水沿钻孔流出后，在钻孔内打入缝管式锚杆，利用锚杆一侧的缝隙将水引入锚杆内。同时还起到加固围岩的作用。在特别破碎的V类围岩地段，除进行必要的排水外，并在开挖后的掌子面用型钢支撑，配以锚杆、喷混凝土进行支护，控制围岩变形。
3结束语
做好石梁子水库的开挖和支护工作是发挥梁子水库功能的保障。为了确保开挖和支护质量，在开挖和支护过程中要根据水库实际情况科学、合理制定开挖、支护工序和方法及合理配置资源严格遵守操作规程，做好开挖和支护的协调工作。
参考文献：
[1]杨天秀. 浅议水利水电工程项目人力资源管理 [J].水利经 济 ,2005(04).
[2]李兵.枞阳县水利工程管理体制改革的若干思考 [J].水利经 济 ,2008(01).
[3]张敬光.实施水利工程管理体制改革的思考 [J].四川水利 ,2004(02).
论文作者:江华平1,凌征银2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/31
标签：围岩论文; 锚杆论文; 水库论文; 工作面论文; 地质论文; 古蔺县论文; 工作论文; 《防护工程》2018年第15期论文;