邵长华
中国水利水电第六工程局有限公司,辽宁 沈阳 110179
【摘要】大伙房输水工程9#施工支洞采用投料竖井工艺有效保证了混凝土运输，投料竖井施工布置施工工艺流程技术等各环节中采取的具体措施，保证了混凝土施工质量，提高了施工效率。
【关键词】 隧洞工程 投料竖井 施工措施
1工程概述
大伙房输水工程9#施工支洞长1408.708m，进口底高程316.00m，末端底高程221.38m，综合坡度8%。主洞总长2769.72m（桩号18+841.10～21+610.82m），上游1320.26m，下游1449.46m，起点设计底高程221.93m，终点设计底高程220.77m，坡比为1/2380，马蹄形断面，开挖采用新奥法施工，衬砌后成洞断面7.0×7.0m；主洞在桩号20+161.36m与9#支洞相交。
2增加投料竖井必要性
因业主指定在主洞下游方向增加3.0km开挖衬砌工作，下游段施工长度增加到4450m，加上支洞长度1420m，共计5870m，常规的洞内运输供风方案已不能满足施工计划要求，因而必须要采取措施，调整施工方案，保证主洞开挖和上下游衬砌要同时施工，施工难度明显加大。
3投料井施工准备及措施
3.1准备工作
施工前做到“三通一平”，管井施工所需物料准备齐全；钻机及附属配套设备布局合理，便于操做；泥浆循环系统泥浆池和沉砂池满足施工储浆和沉砂要求。
3.2钻机选型
钻机选定SPJ—300型回转式正循环水文井钻机，开孔直径462mm，钻孔深度120m，钻至坚硬岩石后变径377mm或325mm，终孔直径325mm。最后下钢管直径为273mm，管壁厚10mm。
3.3介质冲洗
粘土或稳定地层采用清水，松散破碎地层采用泥浆，松散层钻进采取水压护壁或泥浆护壁。水压护壁时孔内3.0m以上水头压力，泥浆护壁孔内泥浆面距地面小于0.5m。
3.4泥浆要求
一般地层泥浆密度为1.1—1.2，遇高压水层或易塌地层泥浆密度酌情加大；砾石粗砂中砂含水层泥浆粘度为18—22s，细砂粉砂含水层为16—18s；孔内泥浆含砂量回转钻进时不大于12％；回转钻进时孔内胶体率不低于80％，井孔较深时胶体率适当提高。
3.5灌浆参数
采用多级下管法，井孔直径不得小于设计直径20mm，孔斜不得超过设计要求，下完管后在管壁外侧进行固结及止水灌浆。灌浆采用自上而下式分段灌浆，每段5.0m。灌浆压力为0.3~1.0MPa，灌浆结束标准在最大设计压力条件下，单位吸浆量不超过1L/min后，继续灌注30min。
4投料竖井施工布置
4.1结构布置
为避免竖井坠落物危及洞内行人安全，考虑利于通风，竖井中心距主洞中心水平距离3.15m，井口用C25素混凝土进行封闭。井下采用扩大洞室结构，投料管直接与4m3储料罐连接，储料罐底部采用人工转动闸门控制出料速度，设置操作平台，内部电话系统与外界保持联系。
4.2厂区布置
竖井施工区占地约4500m2，全部采用20cm厚砼硬化。场内布置骨料存放场供排水系统砼拌合站保温棚水泥库值班室宿舍空压室变压器室等。竖井施工区投料系统采用两台砼搅拌机，一台用于生产喷射砼料，另一台用于生产衬砌砼料，待开挖结束后两台同时用于生产衬砌砼料，成品料直接通过投料管下到洞内，经缓冲处理后通过2台3m3混凝土罐车运送。
5竖井施工工艺
采用钻机钻孔行成竖井。钻４个井孔，２个投料孔，２个供风供电孔和洞内通风排烟孔。投料竖井成洞直径1.7m，建成后井口处设吸出式风机，兼起隧洞通风排烟作用，竖井打通后主洞开挖的供风和浇筑砼的供电通过竖井供给，安设3台20m 3空压机和1座500KVA变压器满足竖井和主洞的施工。竖井开挖出渣采用人工装碴，5T卷扬机提升1.5m3自制出渣吊桶出碴，详见附图。
5.1开挖初期支护
砂土夹石段采用人工铁锹开挖大块径孤石采用少装药预裂爆破；土夹石有水段采用分层分块开挖，地下水采用排引堵结合的方法，先引排后堵水施工措施；
风化岩层段采用分层分块法开挖，同时加强支护措施，开挖40～60cm沿周边井壁打入锚杆支护，锚杆采用φ22，L=2m，梅花形布置，采用插板法作为暂时支护，周边插入5cm厚木板，利用铁丝将木板与钢筋固定，木板间内侧设置2～3道环向箍，木板尽量与井壁贴紧，木板与井壁空隙采用木楔楔紧。开挖深度达到1m时，按照设计要求绑扎护壁钢筋浇筑砼。
5.2混凝土衬砌
采用全井钢筋砼护壁，衬砌厚度20cm，C25砼一次浇筑注长度1m，纵向钢筋采用φ14螺纹钢，环向@30cm，每节钢筋端部设置180 °弯钩，两纵向钢筋间利用弯钩互相连接，环向箍筋采用φ10圆钢，纵向@20cm，搭接长度10cm，钢筋均采用扎丝绑扎。
5.4渗漏水的施工措施
竖井往下开挖掘进护壁砼强度不受大量渗漏水影响，在投料竖井使用后，确保竖井在施工和以后运营过程中井壁不发生渗漏水现象，采用衬砌护壁砼段注浆止水竖井含水层地面注浆止水两种方式，达到良好止水效果。
6砼运输保证措施
成品砼通过投料竖井采用自落式通过120m长竖井下料管下到洞内设置的储料罐，再通过罐车运送。
6.1管筒堵塞处理措施
在投放砼过程中，如遇筒壁不平顺或出现水锈蚀，则易出现砼粘在筒壁上，采用重力式井壁刷处理。重力式管壁刷以钢丝绳悬吊，经井口下落，直至井底，将管壁上粘附的砼清理干净。如发生卡刷现象时要在此处重复提升直至重力刷能下落顺畅为止。
6.2骨料不离析技术措施
洞外砼拌和站生产的半成品砼，投放入井口漏斗中，通过φ273钢管滑入洞内，砼滑入过程中受管壁阻力作用，速度减慢，避免了离析，施工完毕后及时冲洗干净，并保持下料连贯性；在投料管底部设置储料罐，每次开盘时先下放1.0m3砂浆（砂浆不存在离淅现象），砂浆铺于投料管底部，再下放成品砼，砼直接沿管壁落于砂浆中，在砂浆中进行缓冲，这样就不会产生离淅现象。
6.3控制剩余砼量措施
施工中必须准确的控制储料罐中剩余砼量，储料罐剩余一定数量砼才能保证起到缓冲作用，在储料罐上不同高度位置设置3个探针，当剩余砼高度大于探针高度位置时探针按不下去，施工中当探针测试到砼到最高探针位置时可以快速下料，当探针测试到砼到第二探针位置时减缓放料速度，当探针测试到砼到最低探针位置时，立即停止放料，剩余砼作为缓冲层。也可以利用浮球原理设置刻度指示装置，通过刻度尺上的刻度变化计算出剩余砼量，标注在刻度尺上，通过指针读数直接反映出剩余砼量。
6.4质量保证措施
建立质量管理体系，严格执行“三检”制度，加强技术交底工作，实行工序质量监控和检查，对关键工序实行旁站监察；加强现场材料管理，严格执行进料检验制度，不合格材料不得进场使用，确保工程质量；配备好施工机具和计量工具满足施工要求，建立健全各种资料原始记录作为评价工程质量的重要依据。
7结语
大伙房输水工程9#支洞采用投料竖井输送混凝土，具有能耗低速度快效率高和节约地下空间等优点，不仅有效解决了洞室施工开挖支护混凝土衬砌的物料运输实际困难，加快了工程施工进度，节约了施工成本，而且混凝土运输的施工质量满足要求，安全达标。在大埋深长距离隧洞施工中适当布设投料竖井辅助施工通风方式施工对满足工期要求是必要的，在今后的类似工程可以借鉴推广。