白雷雷
大唐雅安电力开发有限公司 四川省 雅安市 625000
摘要：某水电站为位于四川省雅安市境内，为单一发电工程，主要枢纽工程包括混凝土面板堆石坝、表孔溢洪洞、中孔泄洪放空洞、引水系统（含引水隧洞、调压井、压力管道）及电站厂房等。在坝址左岸山体布置了表孔溢洪洞、中孔泄洪放空洞、引水隧洞等地下洞室，其中还包括三条竖井（调压井、压力管道上竖井、压力管道下竖井）累计总长度超过10km，。这些地下洞室断面不等、施工难度各有不同。对复杂地质段地下洞室开挖与支护技术进行研究，可以更好的保障现场施工安全，获取良好的安全作业环境。
关键词：隧道工程；地下洞室；开挖；支护
1.底层地貌及地层岩性
水电站工程所在区域地貌上位于青藏高原向四川盆地的过渡地带，地势总体呈西北高东南低，山脉走向受地质构造控制，以近南北及北东向为主，区内山高谷深，山势巍峨，海拔高程多在2000～3000m以上，为构造侵蚀深切割中高山区。
本工程涉及的主要地层岩性为为澄江—晋宁期第三期、第四期、第五期之中酸性侵入岩及岩脉，其外围有沉积岩分布，测区分布地层除缺失石炭系、寒武系地层外，从震旦系～第四系地层均有出露。
2.地下洞室开挖方法
根据本工程隧洞特点，结合同类工程施工经验，在隧洞施工中，坚持按新奥法原理组织施工，以光面爆破为基础，围岩监控量测为依据，地质预报为先导，适时调整爆破方案，重视初期支护，严格施工复合衬砌。
隧洞施工过程中全面贯彻新奥法施工原则，充分利用围岩的自承能力和开挖面的约束作用，采用锚杆及喷混凝土为主要施工支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导施工。
引水隧洞开挖掘进采用钻爆法施工。手风钻或气腿风钻钻孔，人工装药爆破，由2.0～3.0m3侧卸式装载机装15～20t自卸汽车出渣。
组织机械化施工，实施开挖（钻、爆、装、运）、支护（拌、运、喷、锚）、衬砌（拌、运、灌、捣）三条机械化作业线。
Ⅲ类围岩采取光面爆破法全断面掘进。单循环进尺3.0m，Ⅲ类围月平均进尺110m/月。
Ⅳ类围岩地段采取弱爆破台阶法开挖。开挖分上、下半断面开挖，上半断面开挖采用全断面开挖方法。上、下半断面之间开挖台阶长度5～15m，便于上台阶推渣至下部出渣。下半断面开挖采用全断面法一次开挖成型。单循环进尺2.0m，月平均进尺70～90m/月。
Ⅴ类围岩分上、下两个半断面开挖。上、下半断面之间开挖台阶长度5～8m，上半断面视地质情况分两部开挖或中导洞先行的三部开挖方法。下半断面开挖采用全断面开挖或错口开挖。单循环进尺0.6～1.m，月平均进尺40～50m/月。
Ⅴ类围岩段根据实际情况确定是否采用爆破法开挖，如果岩性较好则采用弱爆破法开挖，如果围岩非常破碎，则采用挖掘机开挖。
断层破碎带采用φ42小导管进行超前支护，在注浆强度达到要求的情况下在进行台阶分部法开挖。
出渣采用ZL40型侧卸装载机装渣、15T自卸汽车运输。
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隧洞开挖总体施工程序图
3.地下洞室支护方法
3.1围岩初期支护方案
系统喷锚支护滞后开挖作业面不大于10m，与开挖施工平行作业。开挖后及时进行初喷混凝土封闭岩面，随后进行注浆锚杆施工和网喷混凝土支护至设计厚度。锚杆孔采用人工钻孔。钢筋网采用φ6.5钢筋制作。
3.2超前支护方案
在Ⅴ类围岩夹泥、塌方及涌水等成洞困难段，拱顶范围内布设小导管进行超前支护。小导管采用用φ42，壁厚4mm。
3.2衬砌施工方法
（1）清基和施工缝处理、冲洗
砼浇筑前，清除砼喷层或基岩上的杂物、泥土及松动岩石，施工缝人工凿毛，清除缝面上所有浮浆，松散物料及污染体，用压力水冲洗干净后，排干积水，保持清洁、湿润。基础验收合格，并配合监理人或地质工程师进行地质素描后，再进入下一道工序施工。
（2）测量放线
基面处理合格后，用全站仪、经纬仪、水准仪测放洞轴线、腰线、桩号线、高程等，测量砼入仓断面，同时检查规格是否满足设计要求，发现欠挖之处即处理。所有测量结果均在洞壁上作明显标志，以便钢筋绑扎和立模。
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洞身衬砌施工工艺流程图
（3）钢筋加工和安装
由现场工程师（或技术员）开具钢筋下料单后，在钢筋加工厂制作成形。成形钢筋按规格分别堆放并挂牌标识，以免混乱。
钢筋按设计图纸的要求采用搭接焊、绑条焊或绑扎连接，具体要求按设计文件的有关规定执行。焊接工艺、焊接质量在正式施工前作好试验，报监理工程师审定后实施。
钢筋由载重车运输到洞内，人工搬运至作业面按设计图绑扎或焊接安装，底板钢筋打插筋焊接架立筋绑扎固定，边顶拱设支撑筋固定，有锚杆的部位与锚杆头焊接成整体。钢筋搭接严格按规范要求进行。
（4）预埋件安装
预埋件，如止水铜片、灌浆预埋管、预留孔埋件等的安装必须与钢筋架立人员密切配合，与钢筋施工穿插作业。埋件施工中，除预留孔处不得不割断钢筋外，其它部位严禁切割钢筋，埋件与钢筋焊接固定，以免砼浇筑振捣时变位。
（5）模板制作、安装与维护
隧洞洞身衬砌模板采用12m长的全液压衬砌台车。
（6）清仓验收
在砼浇筑前清理仓位内的杂物，并冲洗干净，排除积水，提交有关验收资料报请监理人进行仓位验收，同时做好一切浇筑准备工作（包括泵车就位、接导管、设照明等），仓位验收后由质检员开出砼浇筑许可证。
（7）砼拌制与运输
砼由本标段设置的拌和系统拌制，拌合人员根据砼浇筑许可证和现场试验室提供的经监理人批准的砼配料单拌制砼，试验人员在出机口和浇筑现场取样试验。砼采用6m3搅拌运输车运至现场。
（8）砼入仓浇筑
①浇筑仓面的准备
任何部位混凝土开始浇筑前，由监理工程师对浇筑部位的准备工作进行检查，包括地基处理、已浇筑混凝土面层的清理以及模板、钢筋、锚杆、灌浆系统、预埋件、止水和观测仪器等设施的埋设和安装等，经监理行混凝土浇筑。
底板基岩面浇筑仓和老砼上浇筑仓在浇筑第一层砼前，先均匀铺设一层厚2～3cm水泥砂浆，保证砼与基岩面结合良好，砂浆标号比同部位砼标号高一级。
②砼浇筑的平仓振捣
底板砼采用自卸车或砼搅拌运输车直接入仓，边顶砼以砼泵车泵送入仓，分层连续浇筑，仓内薄层平铺（层厚20～30cm）。底板砼由远到近平面铺料法施工，插入式振捣器振捣密实，人工在抹面架上抹面；对称下料，两侧均衡上升，在浇筑长度范围内高低差不得大于20cm，以防模板整体变形。仓内用插入式振捣器振捣密实，仓外辅以附着式振捣器振捣，顶拱砼采用退管法或垂直法封拱。混凝土浇筑至顶拱后，将泵管接至封顶器的尾管上，继续泵送混凝土进行封拱，用于封顶器的尾管一般为2～3根，均匀分布。封顶施工由内向外进行，等顶拱端模缝向外露浆，且混凝土泵送达到一定压力时，即可停盘收仓。封顶阶段使用附着式振捣器在模板外侧振捣，并由专人用木锤敲击模板，检查是否有空洞存在，如有空洞须继续送入混凝土填满振实。
砼下料口与浇筑层面的高差不宜大于2m，防止骨料分离，砼下料后及时平仓、振捣，注意层间结合。砼浇筑过程中，严禁在现场加水，如发现砼和易性较差时，采取加强振捣等措施，并及时进行调整，保证砼浇筑质量。
③错台控制
由于台车在运行过程中不可避免地会产生一些偏差，使得新仓号台车模板与老衬砌面很难完全吻合，这样在浇筑中砂浆被挤压进入缝隙中产生了错台。根据我们的施工经验，搭接长度越大，错台越明显。但这并不意味着搭接越小越好，因为随着搭接长度的减少，对已浇的混凝土有被压裂的可能性大大增加。搭接长度一般控制在5～8cm，能有效地解决两者间的矛盾。
（9）拆模、修整
砼达到设计或规范规定的脱模强度后，方可脱模。脱模后若发现砼有缺陷，提出处理措施，经监理人批准后进行修补。对模板接缝处错台或凸出部分进行打磨修整。
（10）养护
砼脱模后及时进行洒水养护，使砼表面始终保持湿润状态。
4.地下洞室开挖施工动态反馈技术
（1）针对本隧洞施工安全措施
优化施工组织设计，合理安排施工程序。
围岩稳定问题是隧洞施工安全的关键，工程实施过程中根据现场实际情况，合理安排施工程序，优化施工工艺，适时支护，确保围岩稳定。
（2）洞内配置视频监控系统
为了在洞外就可以了解隧洞掌子面情况，在掌子面设HWTV-DFOT/R系列数字视频光端机视频系统，实施对施工现场的安全技术监控。
（3） 加强对有害气体检测
采用"双保险"监测措施。即建立遥控自动化监测系统与人工现场监测相结合。通过各探头，洞口和监测中心随时了解洞内各处瓦斯浓度和风速情况，如有超标立即报警并通过断电器关闭洞内电器电源。
实行装药前，放炮前，爆破后人工进行瓦斯检查（即一炮三检查）。使得开挖过程中监测瓦斯浓度做到不间断。
施工期间，加强通风，保证连续通风，在特殊情况下停风时，同时停止工作，撤出人员，切断一切电源，恢复通风前首先检查瓦斯深度。
5结论
（1）针对复杂条件，针对复杂条件下地下洞室制定合理开挖支护方案，并根据不同位置受力情况进行针对性设计。（2）监测动态反馈结果表明，智能快速提出的洞室开挖、支护优化设计与安全控制等处理措施非常有效，最大程度减小和避免了洞室不稳定问题或施工安全问题，使得洞室整体开挖支护顺利完工。（3）鉴于大型地下厂房等洞室大多处于山体及岩土条件均极复杂工程区域，因此仍然需要对在开挖施工过程中的围岩与结构等的应力和变形等进行监控，并对其作出准确分析，进而提出合理控制方法及参数，以确保工程安全。
参考文献
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