南支渠与岔口连通工程的施工实践

刘文杰

（陕西省桃曲坡水库管理局 陕西 铜川 727100）

输水隧洞作为一种常见的水工建筑物，与明渠引水相比，其征地及青苗、林木赔偿费用低，施工期的干扰相对较少，运行期间管理方便无需清淤维修，而且还有利于地表上生态环境的保护，符合水利工程建设可持续发展的思路，而被广泛采用。

从2007年开始，桃曲坡水库管理局在灌区的续建配套与节水改造工程项目中为调整供水布局，提高用水保证率，采用小断面长隧洞输水方案，用两年时间完成了南支渠与岔口连通工程的建设任务，较早地发挥了工程经济效益。

1 小断面长隧洞的特点

小断面长隧洞的特点是“小”而“长”。小则受断面面积的限制，无法在施工中运用高效的大型机械设备；长则受距离限制，带来通风、排烟、供电、运输等一系列问题，因此，小断面长隧洞在施工中存在较大困难。尽管如此，但它还有一定的优越性：如单位工程量少，受地质影响小，安全支护比较方便，断面形式变化少等等。只要施工组织科学合理，施工措施落实到位，小断面长隧洞的施工困难是可以克服的，能够实现快速高效施工。

2 南支渠与岔口连通工程的施工技术要点及辅助措施

2.1 工程概况

南支渠与岔口连通工程西起210国道东侧南支渠K7+556.1处，东至岔口引水枢纽右岸，全长3.157km。工程划分为进口段(k 0+000—0+105),隧 洞 段 (k 0+105—3+090)，出口涵洞段(k 3+090—3+157)三部分。隧洞段长度2985m，其中2802m长的土质隧洞是整个工程的关键性工程。隧洞设计为无压引水，设计流量4.0m3/s,校核流量5.0m3/s，设计断面为城门洞型，尺寸为2m×2m，衬砌砼为C20，钢筋砼结构。

隧洞最小埋深21m，最大埋深33m。

2.2 施工技术要点

2.2.1 工程布置

设置施工支洞具有以下作用：①开辟多个工作面，实现“长洞短打”，以缩短工期；②有利于隧洞通风排烟；③有利于优先进洞，避开重要建筑物，避免施工干扰。但由于设置施工支洞将会增加临时工程量，不利于经济施工，同时，施工支洞的设置又受到地形、地质、工期及效益的制约，因此，设置施工支洞在实际中应综合各方面的条件，慎重考虑。

结合上述，本工程分别在K1+100和K2+500处设置了1#和2#两个支洞，增加了4个作业面，共6个工作面，单个工作面控制进深约700m。相应地划分进口段为一工区，1#支洞为二工区，2#支洞为三工区，这3个工区的施工任务完成后再进行出口段的施工，实践证明这种布置是合理的。2008年12月19日，进口段与1#支洞进行贯通；2009年5月1日，1#支洞与2#支洞予以贯通，为全线工程的完工奠定了坚实基础。

2.2.2 施工测量

（1）洞外控制

隧洞外平面控制采用三角测量，采用莱卡TCR405全站仪于每个洞口附近山脊等开阔位置选取合适的3个控制点。高程控制采用水准测量，每个洞口布设2个精密水准点。

（2）洞内控制

用全站仪对中线进行测放，开挖时中线点设置在隧洞顶部、每间距5m设置1个，设置3点悬挂垂球以标定开挖方向。当长度超过20m时，设立新的临时点，以保证其精度。当进深达100m～300m时根据中线桩，用全站仪复核开挖方向。标定高程时采用腰线法，使用水准仪测设坡度线，每开挖20m进尺校正一次高程精度。

2.2.3 洞室开挖

隧洞段长度2985m，其中土质隧洞2802m，占整个工程的88%，黄土层较易开挖，并考虑到小断面受作业空间的限制，高效的大型机械设备无法使用，决定采用人工开挖。193m岩质洞段采用YT-25型手持风钻打孔，打孔深度1.8m。采用2#岩石硝铵炸药，毫秒延时雷管导爆。

2.2.4 隧洞内的运输

洞内运输是指洞内土方、爆破石渣、浇筑砼料、模具等的运输。

洞内运输方式决定施工速度快慢，制约工期的主要因素之一。施工中根据实际情况采用了如下的运输方案：人工装土、装石渣，矿用自卸三轮车（功率16马力，装载容积0.4m3）运到洞外弃土、渣场地。另外，洞内每隔约250m设置长4.5m，宽4.0m、高2.0m的避车洞。每个施工区配备2台该自卸三轮车即可满足需要。

2.2.5 隧洞衬砌

按照“短掘进，快衬砌，强通风”的原则，土质隧洞在开挖进尺15m～20m时就要进行拱墙的衬砌，当一个工作面的拱墙砼全部完成后而由内向外逐步退出进行底板的砼浇筑。

砼衬砌工艺流程：基础清理→测量校核→立模→布筋、止水安装→检查验收→砼浇筑→拆模、养生。

本工程砼标号C20，浇筑厚度30cm，每延米需2.46m3砼。

（1）支设模具

拱墙部位模板采用定型制作的组合钢模板。拱架支设时左右对称，用￠10螺栓连接，底部用150mm×100mm垫木。钢拱架按1.0m间距支设，每排拱架之间用连杆连接。安装模板时和拱架按顺序编号配套，用“U”型卡连接。

（2）混凝土浇筑

在洞外由JS350强制式拌合机拌和砼，矿用0.4m3自卸三轮车运输砼至仓面。混凝土入仓采用人工入仓，每仓仓面长度1.0m。侧墙和拱顶采用前进法施工，两侧模板同时填料入仓，以防跑模，一旦出现任何偏差，及时采用打楔体或用支柱顶的办法，予以纠正。根据搅拌运输、浇筑能力、振捣器性能及气温等因素确定砼浇筑层厚度不超40cm，砼振捣时至少插入到下层10cm。在同一位置振捣时间，以拌合物不在下沉，不再冒气泡并泛出水泥浆为准，不宜过振。插入式振捣器的移动间距不大于其作用半径的1.5倍，并避免碰撞模板和钢筋。混凝土浇筑保持连续性，允许间隙时间不小于1h，若超过允许间歇时间，则应按工作缝处理。

2.3 辅助施工措施

通风、排烟、供电、供风等是隧洞作业的辅助施工措施，对安全施工和人员的身心健康关系极大，而且，其组织的优劣影响着工期，一定程度上决定着工程的投资大小。本工程的地下水位埋深较大，无需考虑排水问题。

2.3.1 通风、排烟

混合式通风是指吹、吸结合，效果较好。该工程每个工作面采用混合接力式通风，于洞口设一台YBT型11kW轴流风机将风压入。风管采用￠400PVC柔性软管，单节长度15.0m，吊挂风管做到平、直、紧、稳、顺。由于隧洞埋深较浅，地势较为平坦，黄土层易于钻孔成型，因此，沿洞轴线方向每隔150m钻造￠600mm的竖向通气孔，并在其下安装750W的换气扇1台将污风吸出洞外。当进尺达到350m后再串联一台轴流风机。通风系统设有专人负责维护和管理，做到既高效方便，又整齐美观。

2.3.2 隧洞供电

每个工区洞外接引附近的380V／220V供电线路。洞内敷设2组线路,一组380V／220V铝芯BLXF-4×10mm2线路专供轴流风机、换气扇及砼浇筑时振捣棒使用。另外，敷设一组220V护套2×6mm2照明线路供成洞照明，距掌子面150m照明，采用设置MJ-7KW行灯变压器一台提供36V的安全电压。

2.3.3 供风

出口岩质洞段的高压供风是在洞口设置2台6m3的柴油动力空压机，￠500无缝钢管送风至掌子面。

2.3.4 供水

岩质洞段的用水采用直接抽取附近河道中的水，用2寸塑料管送至掌子面，可满足需要。

3 实践总结

南支渠与岔口连通工程，由于施工组织科学合理，施工技术措施落实到位，比合同工期提前5个月完成施工任务，高标准保证工程质量，真正实现了快速高效施工，受到业主的认可。它的顺利竣工对以后的同类工程如红星金定渠输水工程、低干渠输水工程起到了很好的借鉴和示范作用。陕西水利