某首端输水隧洞开挖施工难点分析及应对措施

姜功华

贵州省水利投资（集团）有限责任公司，贵州 贵阳 550081

1 隧洞开挖工程概况

凤山水库是一座大（2）型水库，以城乡生活和工业供水为主，兼顾发电，并为生态和环境用水创造条件。水库主要建筑物：挡水、泄水建筑物及发电厂房等。输水工程主要建筑物：输水隧洞、输水管道和3 座泵站等。输水工程首端隧洞全长8 963.50 m，共设施工支洞4条，加上出口共有五个施工点布置于隧洞沿线，给现场管理增加了难度。

2 隧洞开挖施工重难点分析

2.1 隧洞地质条件复杂，存在不良地质段

隧洞沿线以溶蚀侵蚀地貌为主。部分洞段发育有断层和破碎带，可能出现岩溶塌陷。

2.2 隧洞断面小，距离长，通风排烟难度大

隧洞开挖较深时，洞内易出现缺氧情况。部分洞段可能存在有害气体。因此通风排烟问题既是重点也是难点。

2.3 地下水位高于隧洞，存在涌水（泥）风险

输水隧洞大部分洞段位于地下水位以下，在断层、破碎带或岩性分界面处易出现涌水（泥）等不良地质情况，同时渗水、涌水严重，也会对围岩稳定造成不利影响。

2.4 局部发育有煤层，可能存在有害气体

隧洞Z2+602～Z2+905 段局部有煤层，一旦放松警惕或监测不到位，极易发生中毒或爆炸事件。

2.5 施工干扰及协调难度大

0#施工支洞作业面将与大坝、导流洞存在同步施工，将有一定的施工干扰，尤其在0#施工支洞洞口明挖期间干扰最大。输水洞出口施工将与1#泵站施工同步，存在一定的施工干扰。部分洞口附近有民房，爆破震动、噪音等对村民生活产生较大影响，洞外交通道路需经过地方公路，部分路段经过村寨。

2.6 沿线地上地下建筑物和设施保护措施

掌握地上地下建筑、设施分布情况，提前采取措施加以保护。下穿高速公路、服务区等重要建筑物时，应提前做爆破试验。

2.7 施工质量保障重点

①建立严密质量控制体系，采取有效质量保护措施，并为运行期的结构安全奠定基础。②钻爆法施工，一次支护施工包括挂网喷混凝土、砂浆锚杆、超前注浆小导管、钢支撑和钢格栅拱架等。

3 隧洞开挖施工难点对应措施

3.1 不良地质段开挖应对措施

①“新奥法”开挖，支护“先柔后刚、及时支护”。②“早预报、预加固、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”。③加强超前地质预报。④采用超前锚杆、超前灌浆和超前小导管等先期围岩支护。⑤做好喷锚、挂网及钢拱架支护。⑥监控拱顶沉降与结构收敛。⑦对断层、褶皱及软岩洞段超前灌浆。⑧积水抽排，尽量减少设计断面以外的超挖。

3.2 通风排烟难度大应对措施

①通风设备性能优良，确保向洞内掌子面送入足够的新鲜空气。选择合理科学的通风方案。②尽量少的使用柴油机械设备，配置空气过滤净化器。开挖工作面除尘。③进风洞口来风方向控制施工粉尘及空气污染，设车速控制牌，进风洞口绿化及洒水。④喷锚支护选择湿喷工艺，钻孔严禁打干钻，钻爆开挖时喷雾或洒水除尘。⑤洞内爆破采用乳化炸药。⑥吊挂风管“平顺、挺直、紧扎、安稳”。⑦防刮、划、尖锐物体碰撞等意外损坏风管现象发生。⑧建立通风管理制度和组建专业通风班组。⑨建立洞内环境监测和报警系统，必要时增加射流风机以加快烟尘外排。

3.3 突发涌水（泥）风险应对措施

①在掌子面钻探孔，预判前方地质和地下水情况，发现涌水，立即停止开挖。②洞内准备足够的排水设备及排水管。③及时清理排水沟及集水坑。④准备足够的备用排水设备。

3.4 煤层洞段可能存在有害气体应对措施

①确保洞内始终有新鲜空气输入。②煤层洞段要加大监测频次，发现数据超标要及时停止作业。③提高工人对有害气体的认识。

3.5 施工干扰及协调难度大应对措施

3.5.1 施工干扰协调措施

按照“服从管理、积极主动、确保安全、和谐共建”的原则，服从发包人、监理人的统一管理，全面协调生产。

3.5.2 组织措施

3.5.2.1 成立协调小组，项目经理任组长，班子成员任副组长，各部室厂队负责人为组员，并下设协调小组办公室。

3.5.2.2 制定完善的管理办法

①制订协调管理办法。②提高协调意识。③划分协调管理责任，落实生产、管理人员岗位职责。④制定全员协调管理奖罚办法。

3.5.2.3 建立工程协调会议制度

①除积极参加发包人、监理人或其他单位组织的相关协调会议外，建立工程协调会议制度，并根据工程的进度和协调工作的需要，由工程施工协调小组组织，采取现场碰头会、工程例会等形式，适时邀请发包人、监理人、设计及其他承包人进行协商和探讨。②项目部主要管理部门设专人与各相关单位和部门对口联系。③建立信息共享平台。

3.5.3 协调管理措施

3.5.3.1 爆破安全协调遵守《爆破安全规程》，编制每日爆破作业计划每天交接班前公布在现场值班室，并作为班前会的主要内容宣讲。洞室开挖过程中任一个工作面放炮时，必须通知另外几个工作面，确保施工安全。进洞挂牌，按计划爆破；设专职安全员进行重点协调。各洞脸明挖区域在每次实施爆破前均做好安全警戒、安全防护工作，确保安全。按规定填写爆破作业申请单，说明工程部位、高程、桩号、警戒范围、钻爆参数、飞石方向等，经本单位和相邻标施工单位安全部门有关人员签字后，方能实施。

3.5.3.2 道路维护保通

成立道路维护保通领导小组，派专门人员及设备对进场道路进行分段协调保通维护，特别对沿线村镇段，提前与地方协调好相关征地拆迁工作，提前对不适路段进行改扩建。加强施工支洞及本标范围内施工临时道路清理和维护。洞内除配置充足照明外，在洞内交叉口设置警报灯，主要岔口设专职交通协调员。

3.5.3.3 与地方政府及当地居民的配合和协调措施

①工程开工前，认真组织学习并遵守相关国家法律法规、规章制度和地方政府相关规定及要求。②施工中服从地方管理，尊重当地民族习俗。③积极按地方政府和居民的要求做好其他需配合协调的各项工作。④加大宣传力度。

3.5.3.4 与其他标段的协调与配合

配合业主、总承包部和监理人与其他标段承包人协调施工。成立以项目部经理为组长的施工协调配合领导小组，主要从施工安全、测量点线提供、施工交通、场地使用和工作面交接等方面给予配合。服从发包人和监理人的最终协调，经常保持联络与通气，合理安排施工程序。

3.6 地上地下建筑物和设施保护措施

①施工准备阶段绘制管线分布图和地上地下设施分布图。②专人负责保护工作，提出加固措施。③房屋、工厂附近开挖前形成安全对应方案。④设置沉降观测点。⑤采用控制爆破或机械破碎等方法降低石方开挖对沿线居民的干扰。⑥需保护的周边建筑物的基础周围设置围挡。基础沉降较大，可灌浆防止。⑦组织安全技术交底，并针对管线保护措施交底。⑧开挖中采取管线迁改或管线悬吊等处理措施，特殊管线保密。⑨配合业主、监理和相关单位做好迁移工作。

3.7 施工质量控制措施

①建立建全高效的质量管理体系和机构，严格执行质量奖惩制度，实行工程质量岗位责任制和质量终身制。②配置现场试验、检验机构，控制原材料、中间产品的质量。③测量采用智能化自动采集数据的方法，全部数据用计算机处理。④修建完善的生产辅助设施，保证混凝土的拌和质量、各种材料的加工质量和强度。⑤选择先进的施工设备和科学的施工工艺，配置熟练的施工作业人员，严格控制施工工艺质量，以各工序施工质量保证一次支护施工质量。⑥隐蔽工程联合检查验收，地质工程师会同结构工程师把验收表格交予监理工程师验收。

4 结语

凤山水库输水工程首端隧洞开挖施工重难点包括：存在不良地质段、通风排烟难度大等多种情况，针对它们各自的客观特点做好相应的应对措施，保障了隧洞开挖施工质量。