引水隧洞主支洞交叉口段施工技术研究

陈成锋　王涛

摘 要：交叉口部位是连通地下工程支洞与主洞的“大厅”，由于断面形式发生变化，因此该部位作为重大危险源，施工前必须做好相关施工方案，严格按照批准的方案进行施工。现结合工程实际，对该部位施工技术方法作一介绍，供类似工程借鉴。

关键词：交叉口；施工技术；地下工程；研究

中图分类号：TV672.1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161131026

1 概述

杭州市第2水源千岛湖配水工程从千岛湖淳安县境内取水，通过输水隧洞将水引至杭州市余杭区闲林水库，为下游原水输水工程提供优质千岛湖水，同时在输水线路途中向建德市、桐庐县及富阳市部分区域供水。输水隧洞全线总长约112km，共划分为16个标段，其中的施工9标，包括两条施工支洞和一条输水主洞，支洞分别为全长599m的沈家支洞和全长764m的井湾里支洞，开挖断面呈城门洞型，净宽为5.5m×6.0m（宽×高）；输水主洞全长6630m，桩号为56+850～63+480m，开挖标准断面呈平底马蹄形，洞径7.4～8.0m不等，同时按不同的围岩类别采取不同的支护方式，衬后洞径统一为6.7m。

该工程包括2条主支洞交叉口，以沈家主支洞交叉口为例，沈家支洞从新沈支0+010.000m桩号起即进入主、支洞连接段，到新沈支0+004.000m桩号处到达主洞内边墙，到新沈支0+000.000m桩号处正交于主洞轴线，到新沈支0-004.000m桩号时到达主洞外边墙。主、支洞连接段底板为平段，高程为EL14.20m。

该部位围岩类别为Ⅲ级，开挖分3个区段进行施工，即开挖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区，开挖断面由城门洞型逐渐过渡为平底马蹄形，支护采用25超前砂浆锚杆、SD25N中空注浆锚杆、EX29N涨壳式预应力中空注浆锚杆、I20a钢拱架、φ8钢筋网片挂设，喷C25砼等系统方式进行。

主支洞连接段断面详见图2。

主支洞连接段平面布置详见图3。

2 施工技术难点

交叉口部位是连通地下工程主洞与支洞的“大厅”，由于断面形式发生变化，因此该部位开挖、支护必须采取合理的施工方案，施工前必须做好相关施工措施，施工时严格按照批准的方案进行作业。同时，该部位作为重要隐蔽单元工程以及重要危险施工区域，施工过程中必须严格遵守相关施工措施，从而确保质量及安全。

交叉口部位拱部跨度大，支护困难，遇到不良地质条件容易发生掉块、塌方，施工过程中必须做好预防措施，确保施工安全、顺利的进行。

支护体系要在确保主洞开挖不被破坏，又要便于下一步主洞开挖与支护。

加强围岩判定的频率，及时根据围岩类别采取相应的支护形式。

加强围岩变形观测，如收敛变形、顶拱下沉、锚杆应力、钢拱架应变等监测内容，利用监测结果指导现场施工，及时调整作业程序和支护参数，确保围岩稳定。

3 关键施工技术控制

该部位要重点做好主洞开挖与支护2项工作内容，开挖采用“短进尺、弱爆破”的光面爆破方法进行施工，每开挖完成一个循环即进行支护施工，及时封闭掌子面，以确保掌子面安全。

3.1 总体施工程序

主、支洞连接段的总体施工程序为：超前支护→洞身开挖→应急支护→系统支护→下一循环。

3.2 洞身分块开挖

钢拱架支护段采用全断面开挖，每个循环进尺控制在2m左右，开挖完成后适时进行应急、超前以及系统支护；主支交叉口处，按照开挖Ⅰ区并适时支护→开挖Ⅱ区并适时支护→开挖Ⅲ区并适时支护的程序进行开挖。开挖采用“短进尺（每个循环进尺控制在2m以内）、弱爆破”的施工方式以减小对围岩的扰动。具体分块情况详见图4。

不良地质洞段开挖采用短进尺（每循环进尺2m左右）、多循环、小药量、多段位；开挖后立即进行锚喷支护，加密观测周期。同时结合观察结果，进行分析，具体选用适宜的开挖、支护手段。

3.3 加强支护措施

该部位除了采用25超前砂浆锚杆、SD25N中空注浆锚杆、φ8钢筋网片挂设，喷C25砼等常规系统支护方式外，也采用了一些诸如打设涨壳式预应力中空注浆锚杆等加强支护措施。

为避免围岩条件及断面变化引起的不利影响，在断

面过渡区即新沈支0+010～0+007段、K58+776～K58+779

段、K58+762～K58+759段3个部位各设置7榀间距50cm的I20a锁扣钢拱架，这就等于在3个进口部位形成了“顶拱”支撑，确保了施工安全。

“大厅”部位由于空间位置较大，采用一般的支护方式很难保证围岩稳定，故在该部位设置了间距1.0m×1.0m，梅花形间隔布置，长4.5m/6m的EX29N涨壳式预应力中空注浆锚杆进行加强支护。

4 质量保证措施

做好导线复测和测量放样工作，确保精度满足设计及规范要求。

严格实行质量三检制度，混凝土开仓前须经监理工程师验收，确认合格后方可进行。

严格控制施工原材料、混凝土配合比的质量，不经试验、未经监理工程师批准不得使用。

钢筋及工字钢的规格、种类、型号等均应符合施工图纸规定，在加工厂完成制作，编号挂牌，并作有序堆放与运输。

喷混凝土施工前，先对洞壁周边进行检查清理，确保洞壁无欠挖现象，岩壁的松动岩石、破碎带清除干净，确保岩壁质量符合设计要求。

混凝土配料时，计量要准确，有专人负责监督实施，并对喷混凝土进行大板取样试验，确保混凝土配料质量，不合格的混凝土严禁入仓。

5 安全保证措施

支洞进入主洞前，初期支护必须紧跟开挖掌子面，防止盲目进入主洞造成塌方。

加强监控量测，严格按照量测方法进行数据采集、汇总及分析工作，发现变形及时采取变被动为主动的施工措施，消除安全隐患。

加强员工安全教育，增强安全意识，严格按各项安全操作规程、安全技术交底进行施工，避免在施工过程中出现违章操作、违章指挥现象，把一切安全隐患消除在萌芽状态。

嚴格火工品的管理制度，爆破作业时，在安全距离以外必须有专人进行防护；进出洞车辆做好限速标志，保证洞内作业人员及行车安全。

支洞喇叭口处跨度较大，开挖时必须采取“短进尺、弱爆破、早支护、勤量测”的施工措施，避免发生塌方现象，保证施工安全。

在进行交叉口施工之前，项目部对现场的应急物资储备情况进行检查，在应急物资储备不满足塌方、涌水、变形等突发事件的处理需求时，不得进行交叉口开挖。

加强洞内通风，随时保持通风管的平顺，确保掌子面风速不低于0.5m/s。

加强洞内有毒有害气体的监控量测，发现问题及时撤出人员，以免造成人员伤害。

做好排水系统，当出现涌水等水量较大的突发事件时，能够及时排水。

项目部加强巡视，发现不按照方案进行施工时，立即进行制止，严格按方案进行施工。

6 结语

沈家支洞与主洞连接段长度共26m，开挖分19块施工，施工过程中严格采取“短进尺、弱爆破”并适时支护的方式进行施工，取得了成功。

交叉口是连接支洞与主洞的咽喉，必须高度重视不良地质条件下的隧洞交叉口施工。要从思想上高度重视，不断优化施工方案以及特殊情况下的备用方案，严格论证其可行性，经批复以后再行施工；及时进行围岩判定工作，根据围岩类别采取适宜的开挖支护方式；精心组织，严格按照方案实施是确保施工安全顺利进行的关键。

参考文献

[1]孙立福.不良地质条件下隧洞交叉口初期支护的施工技术[J].铁道建筑，2009（10）：43-45.

作者简介：陈成锋（1983-），男，河南济源人，大学学历，工程师，项目总工，主要从事水利水电工程施工管理工作；王涛（1991-），男，河北唐山人，大学学历，助理工程师，主要从事水利水电工程施工管理工作。