关于特长小断面引水隧道的施工技术

【摘要】引水隧道属于是输水工程的一部分，一直以来，输水隧道都以其断面小而成为了项目方案的一个重点内容，也是项目施工的一个控制点。本文就将以山西省中部引黄工程施工20标工程为例，对特长小断面引水隧道的具体施工技术等作出详细阐述及分析，

【关键词】小断面；引水隧道；施工技术

山西省中部引黄工程引水隧道断面小，平均每个工作面长3km，隧道内部场地十分狭小，净宽仅有2.5m，对施工非常不便，加上通风条件差、排水难、地质条件复杂等特点，在施工中采取了不同的对应措施。例如：不同围岩级别采取不同的开挖方法、采取直眼掏槽的方法进行钻爆、实行光面爆破、洞内采取农用车配合挖掘式装载机出渣方式等，这些施工方法及措施对保证工期及施工安全起到了非常重要的作用。

1.工程及项目概况

山西省中部引黄总体工程属于是山西省“十二五规划”大水网建设中的一项十分重要的工程项目。该工程干线去睡来自天桥水电站库区，供水范围覆盖了四市十六县（市/区）。其中包括：忻州市：保德县；吕梁市：兴县、临县、离石、柳林、中阳、石楼、交口、孝义、汾阳；临汾市：隰县、蒲县、大宁、汾西；晋中市：灵石、介休。规划全年供水量可达6.02亿m3。

山西省中部引黄工程施工20标由中铁二十局集团第四工程有限公司负责施工，其位置位于交汾灵支线2#隧道，项目总投资达1.299亿元，项目主要内容包括：交汾灵支线2#洞（12km）、交汾灵支线9#-11#施工支洞、回龙渡槽（渡槽进口控制闸、交口灵石分水闸、渡槽出口控制闸、退水闸、退水渠）、相应的临时工程等，工程项目总工期为958天。隧道为城门洞形断面，净宽2.5m、净高3.04m、直墙段高2.2m、顶拱中心角为135度、半径1.35m。项目工程设计总流量1.3m3/s（调水期流量为5.0m3/s），设计水深0.68m（调水期水深为1.81m），工程项目施工支洞同样为城门洞形，宽3.65m，高3.2m。

2.工程重点及难点

2.1隧道地质十分复杂，施工难度较大。通过了解施工图纸，以及相关的地质资料我们得知：在施工的过程中很有可能会遇到突涌水、坍塌塌方、含煤地层、采空区、有毒有害气体等情况。

2.2施工中的危险源很多，安全生产的任务非常重，由于本项目具有断面小、坡度大、地质复杂、隧道长的特点，所以在实际的施工过程中，安全工作必须要做到位。

2.3隧道的断面小、坡度大、支洞的坡度大，3条支洞的反坡坡度均达到了14.5%，这时候就需要投入大量农用车等设备。而且在施工过程中对于供风供水、通风排烟及反坡排水等辅助施工，同样有非常高的要求。

3.施工中的关键性技术

3.1隧道的开挖

3.1.1洞口的开挖

土石方的开挖为全断面开挖，每循环开挖长度为1.0-1.5m左右，通过挖掘机进行开挖工作。边坡及路基底采取人工刷坡及清理，刷坡时候要严格按照放线进行开挖并从洞口地面起1m开始每隔2m梅花形布置Φ20钢筋锚杆加钢筋网片焊接。待进洞时施工工序应为：首先是要做好洞口边仰坡截水沟，这是为了把地表水截排出去，自上而下开挖拉钩，同时对边仰坡进行有效防护；然后在开挖护拱范围拉钩时，要从洞的两侧开挖沟槽一直到墙底的标高；最后是对护拱内的剩余部分进行开挖，并按照要求进行2m的暗洞开挖支护。

3.1.2洞身的开挖

首先是四级围岩洞段：为了确保围岩的稳定性，四级围岩洞段的开挖原方案为上下台阶法，但是由于隧道的断面小，所以洞内开挖经专家勘探后采取全断面开挖的方法，进尺控制在1.5-1.8m；其次是五级围岩洞段：采取台阶分部法进行开挖，上台阶预留核心土环形进行开挖，下台阶左右交替开挖，由于隧道断面小，所以可以采用全断面开挖方法，开挖循环进尺在1.8-2.2m；最后是土洞洞段：采取“预留核心土，加强支护”原则，先开挖轮廓线支护后进行核心土挖除，开挖循环进尺在0.7m-1.4m之间

3.1.3光面爆破施工

根据地质条件、技术规范、开挖方法、岩性的不同，并结合以往的施工经验，爆破设计可以按照“短进尺、弱爆破、少扰动”的原则来进行，在开挖过程中，可以通过地质条件的变化，以及围岩变形的监测结果来对爆破参数进行动态的调整，这样可以确保开挖质量和围岩的稳定性。同时，要根据围岩级别及喷锚支护结构的抗震要求来控制最大一段的起爆药量，隧道开挖轮廓采取光面爆破方法，周边眼间距应为50cm；钻孔使用YT28 型气腿式凿岩机，炮眼直径42mm，炸药则应选用直径为35mm的乳化炸药；采取不耦合连续装药方法进行装药；起爆炸药采取电雷管引爆，采用非电毫秒雷管起爆，爆破的效率控制在75-85%。

4.工程的施工要点

4.1放样布眼：在钻研之前，测量员要使用红油漆标注出开挖的中线以及轮廓线，并且要标出炮眼的准确位置，误差不允许超过5cm。

4.2定位开眼：在钻孔时，钻杆与隧洞轴线要平行，根据炮眼布置图标注的位置准确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼，精度必须高于其他眼，开眼误差控制在3-5cm。

4.3钻眼：钻工在钻眼前必须要熟悉炮眼布置图，钻周边眼必须由经验丰富的老钻工进行，派专人负责指挥，保证周边眼有准确的外插角，使两茬炮交界处的台阶不大于5cm。

4.4清孔：在装药前，要使用炮钩和高压风管输入高压风，吹出炮眼中的石屑。

4.5装药：装药必须按照炮眼设计图固定的药量自上而下进行，炮眼要用炮泥堵塞，而且长度不能小于20cm。

4.6起爆网络联结：起爆网络为复式网络，以此来确保起爆的准确性和可靠性。联结时导爆管不可以出现打结和拉细现象，各炮眼雷管的连接次数必须一致，网络联好后，要安排专人对其进行检查。

4.7爆破参数调整：根据最终的检测情况对爆破参数要进行适当的调整，以便为下一循环光面爆破提供准确的参数。

5.结语

引水隧道属于输水工程的一个重要部分。“山西省中部引黄工程施工20标”工程隧道的截面小、工作面较长，而且隧道内部的场地十分狭小，所以十分不利于施工，针对于通风条件差、排水难、地质条件复杂等情况，施工中采取了相应的对策，以此保证了施工的施工及工程的安全质量。

参考文献：

[1]韩涛.大伙房水库输水工程引水隧道施工技术应用分析[J].黑龙江水利科技. 2016（09）

[2]饶和平.小断面引水隧道施工技术探析[J].中国标准化. 2017（04）