浅谈引水隧洞关键部位施工技术与安全生产

第１１卷　第５ｚ期　２０１１年　５月　中　国水运　ＶｏＩ　１１　Ｍａｙ　Ｎｏ　５　２０１　１　Ｏｈ　ｉ　ｎａ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　浅谈引水隧洞关键部位施工技术与安全生产　张春林，任存锋，徐国荣　（浙江省隧道工程公司，浙江杭州３１０００５）　摘要：通过对软弱围岩段关键部位施工方案的总结及高边坡地质灾害的治理技术工艺的优化，说明选择合理的施　工方案与安全生产的关系。　关键词：工程概况；关键部位；施工技术；安全生产；体会　中图分类号：Ｕ４４５．４　工程概况　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—７９７３（２０１　１）０５—０１４２—０２　工艺流程：下部竖井开挖（与隧洞边贯）一正导井开挖　一、宁波市自溪水库与黄坛水库沟通工程取水隧洞工程位于　宁海县内，引水起点为黄坛水库，经过隧洞和管道将库水引　至拟建的黄坛水厂和白溪引水管道。取水隧洞位于黄坛水库　库区左岸，隧洞进口距坝轴线上游约１０５ｍ。引水规模：日　一竖井井壁扩挖＿＋竖井支护一竖井扩挖一竖井支护　本工程取水塔竖井井台高程为８ｌｍ，进底高程为６２．１ｍ，　竖井高１８．９ｍ，尺寸为８．２５ｍＸ５．４ｍ，断面面积约４５ｍ　，　总方量约８５ｌｍ。。施工时与隧洞连通部分先开挖，开挖高度约　５　ｍ，形成较大的Ｉｈ由面。因地质条件较差，常规从下部往上　部开挖的时危险比较大，这就决定了必须从上部往下部开挖。　竖井从上部开挖分导井开挖和竖井扩挖两步进行，导井　断面尺寸３ｍ　Ｘ　２ｍ。导井开挖采用ＴＯＭＲＯＣＫＲ　ＡＮＧＥＲ７００液压履带式浅空钻打空，孔位同样采用平面梅　花型布置，并采用控制爆破一次将导井与隧洞贯通，出碴采　用Ｐ一３０耙斗装岩机装渣，８Ｔ托拉机从隧洞内运出至弃渣场。　竖井扩挖自上面下展开，护挖采用手风钻钻孔全断面掘进，　供水量７６万吨，设计流量８．８ｍ。／ｓ。　取水隧洞工程主要项目包括：竖井式进水闸、输水隧洞　及进闸道路工程。其中进水闸正常运行水位７８．８ｍ，进水口　底板设计标高６４　ｍ；进水闸采用竖井式，竖井高约１　８．９ｍ。　闸址位于原导流洞进口（稍向左偏移，中心线与原隧洞轴线　约３ｍ）；闸室底板高程６３ｍ，闸孔尺寸２ｍ×２．２ｍ，钢闸　门控制，闸前设拦污栅（２．３ｍＸ４．８ｍ）；启闭机室地面高程　８９ｍ，卷扬启闭机：ＱＰＱ一２　ｘ　１６Ｔ。　宁波市白溪水库与黄坛水库沟通工程取水隧洞工程属宁　波市重点工程。　二、工程特点及难点　（１）本工程因地处浙东火山岩区，县域地区主要为中生　从上向下进行，石渣卸入井底后，用耙斗装岩机装渣，８Ｔ托　拉机从隧洞内运出至弃渣场。　闸门井开挖主要施工工序：　（１）正导井：一次贯通：打孔一装药一放炮一出碴，导　界侏罗系火山碎屑岩，在山坡及凹地为第四系松散覆盖层，　为坡残积碎石粘土，厚度受地形影响而不一。地质简单，断　裂发育，滨海丘陵地带。因而地质条件较差，常规钻爆法施　工无法满足竖井施工安全的要求，施工难度比较大。　（２）本工程地处亚热带季风气候，四季分明，温暖湿润，　雨量充沛，无霜期长。平均气温为１６．２℃，年平均降雨量约　１６４６．７ｍｍ。属于水源丰富地区。施工中竖井周边向井内集　洞中１５００　ｍｍ；二次周边扩挖：打孔一装药一放炮一出碴，　完成正导井开挖；　（２）竖井全断面扩挖：打孔一装药一放炮一出碴一竖井　支护（灌浆、锚网喷）一打孔一装药一放炮一出碴一竖井支　护（灌浆、锚网喷）一直至竖井开挖完成，每排炮２ｍ高。　施工时经观察发现地质条件比较差，井壁流水比较严重，　而设计也没有支护方案，经与建设、设计、监理等单位沟通　水比较多，每逢雨天，井内一片汪洋，加之岩石节理发育，　造成局部塌方比较严重。　（３）本项目施工工期紧，竖井施工时，黄坛水库内水位　不能降至施工工作面下，安全系数比较底。　后，决定对竖井采取“灌浆和锚网喷”支护方案。施工时遵　循“短进尺、弱爆破、勤支护”的方案进行，基本解决了竖　井施工因地质条件比较差、井壁周边流水及局部塌方比较严　重的现象。从上部向下部开挖，并及时加强支护的施工技术　保证了施工安全性大大提高，未发一例生产安全事故。　（４）取水口部基坑上部１Ｏｍ高左右属松软粉土，边坡　高近３０ｍ，施工时必须治理好边坡地质灾害。　（５）竖井开挖断面为８．２５ｍｘ　５．４ｍ，高度１８．９ｍ，　断面大、安全系数低。　三、关键部位施工技术　１．竖井开挖施工　由此可见，选择合理的施工方案是确保安本生产的必要　前提，在危险性较大、易发生生产安全事故的薄弱部位，安　全防护是保证安全生的必要条件。　２．取水口部施工技术　施工工艺：清表一边坡开挖一支护一开挖一支护（按此　收稿日期：２０１１—０４—１７　作者简介：张春林（１９７８一），男，浙江省隧道工程公司工程师，主要从事项目经理工作。　任存锋（１９８３一），男，浙江省隧道工程公司助理工程师，从事技术员工作。　徐国荣（１９７０一），男，浙江省隧道工程公司助理工程师，从事施工现场管理工作。　第５ｚ期　循环施工）　张春林等：浅谈引水隧洞关键部位施工技术与安全生产　１４３　证安全生产是施工管理的重点。因而选择合理的施工方案和　必要的安全生产技术保障措施才能从根本上保证安全生产。　四、采用新设备、新材料、新技术、新工艺　１新设备　因取水口部位于黄去水库库区，而黄坛水库内的水不能　及时排放，这就要求必须先完成正常水位上部的土方开挖，　完成后才能进行后续工作。因土层比较厚，边坡高度比较高，　造成挖机施工时边坡稳定定比较差，易出现较危险的状况，　我部采取台阶开挖施工，并及时对开挖好的边坡进行锚网喷　支护，从面保证施工安全。　（１）竖井施工中采用了进口Ｔ０ＭＲ０ＣＫＲＡＮＧＥＲ７Ｏ０　液压履带式浅空钻打空，在施工中发挥了打空精度高、速度　快的优点，发挥了较好的作用；　（２）初期支护中使用了汉阳钢铁厂生的金属扩张网，网　当施工至正常水们后，我部通过同建设单位多次探讨，　决定取水口部下部施工等黄坛水库水降至隧洞底板ｌｍ以下　时开始，工期一个月。一个月后水库正常蓄水。取水口部正　常水位下部工程量为：隧洞开挖２０ｍ；边坡土石方开挖　间距１０　Ｘ　２０ｃｍ，铺设简单、快速、效果好；　２新工艺　（１）软弱围岩条件下的竖井施工技术；　（２）复杂地层施工安全防护技术；　１，０００ｍ。；边坡Ｃ２０砼挡墙３００ｍ。；边坡锚网喷支护约　２，２００ｍ　；隧洞喷浆约１，４００ｍ　及隧洞钢筋砼ｌＯｍ。。工程　（３）多工序、短工期、高边坡地质灾害治理技术。　五、施工体会　量大、工期紧、边坡高度高、安全系数底，工艺安排不能采　取平行施工，这就要求必须选择合理的施工方案，在保证安　全的前提　，科学组织，快速的施工才能完成任务。　具体施工工艺为：隧洞进水口砼护栏施工一隧洞进水口　黄坛引水隧道工程是我公司承建的为数不多的含竖井施　工水利工程，整个项目分部分项工程多，可以说是点多面广。　地质条件比较差，雨期比较多，在施工环境极差的条件下，　克服了各种困难，顺利完成了工程施工，未发生一例安全事　上部锚网喷支护一清现进洞口工作面一隧洞开挖一隧洞支　护一隧洞底板砼一洞门钢格栅过滤网一完成；隧洞开挖时，　同时进行边坡土石方开挖一边坡支护一砼挡墙施工一完成。　从上面工艺可以看出，各个环节安排相对比较合理，既　保证了安全，又在工期要求的时间内完成了任务，未发生生　故，受到社会各界的一致好评。在今后施工中选择科学的施　工方案加之必要的安全防护措施是搞好安全生产的重要条　件。这为施工管理工作提供了宝贵的经验。　参考文献　产安全事故。可见施工方案选择是否科学更加重要，生产安　全事故往往就出现在这些情况下，每道工序的先后次序的排　列是关系安全生产的重要条件，使各个工序不影响，又能保　Ｉ１１宁波白溪水库引水工程与黄坛水库沟通５－．程施工组织设　计Ｉｚ１．２００８：（１０４．００５．　ｆ２１水利水电工程施工技术规范ｆＳ１．ＤＬ／Ｔ５Ｉ１３　１—２０（１５．　（上接第１　４　１页）二是支护施做的时机。在新奥法施工过程　中，不仅要求支护要有合适的刚度，还要求支护施做要适时，　既要发挥围岩的白承载能力，又要控制围岩的变形不能过大。　遍的是全长粘结式锚杆。　３．铜拱架　钢拱架在锚喷支护体系中是刚度最大的一种，在稳定性　较差的Ｖ、ＶＩ级围岩中，对于控制围岩变形起着很重要的作　用，另外它还可以作为超前支护的后支点。　４．钢筋网　早期的矿山法中，由于理念与支护手段落后，隧道开挖　后，围岩暴露时间较长，变形往往比较大，形成的围岩压力　往往是松动压力，不能充分利用围岩的白承载能力，这不仅　支护需要大大加强，而且容易出现安全隐患。　钢筋网是在喷射混凝土之前，在岩面上挂设钢筋网片，　新奥法对应的支护形式是复合式衬砌，是指将初期支护　和二次衬砌之间夹放一层防水层的支护形式。其精髓主要还　是初期支护，也叫做锚喷支护，一般包括喷射混凝土、锚杆、　钢拱架和钢筋网四种形式。　１喷射混凝土　网片与锚杆或锚钉头连接牢固。现在隧道洞内支护设计中经　常采用的是工程类比法。在　公路隧道设计规范　（ＪＴＪＤ７０　～２００４）中，针对每一级围岩，给出了建议的支护设计参数。　五、结束语　围岩的等级为Ｉ级、ＩＩ级等，相应的支护形式为ＳＩ、ＳＩＩ等。　通过对洞口短开挖、强支护等施工技术的熟练应用，公　路隧道洞口施工可以实现快速安全进洞，且洞口结构稳定，　喷射混凝土工艺简单，施做支护及时，而且形成的支护　体系是柔性的，可以及时的调围岩的变形，很符合新奥法的　理念，所以喷射混凝土是锚喷支护形式中的重要形式，除自　身可以及时形成柔性支护体系之外，喷射混凝土还可以起到　封闭围岩、补强围岩的作用。　２锚杆　为确保公路隧道的施工奠定了坚实的基础。实践证明，减少　边坡开挖，采取相应的工程措施提前进洞，不但技术上可行、　经济上合理，而且更有利于保护环境。　参考文献　ｌ１ｌ胡平，陈超．贯彻环保理念努力实现隧道进洞施工“零开　挖”【Ｉ１．隧道建设，２０（）７，２７，（４）：２３—２５．　『２１黄伦海，蒋树屏．公路隧道洞口环保型设计施３－现状及展　锚杆是锚喷支护的重要形式，它是用金属或其它高抗拉　性能的材料制作的一种杆状构件，通过一定的施工操作后，　将其安设在地下工程的围岩中。锚杆可以分为很多种，端头　锚固式、全长粘结式、摩擦式、预应力式等，其中适用最普　望［Ｉ１．地下空间与工程学报，２００５，１，（３）：４５５—４５９．