小断面输水隧洞工程施工监理工作要点分析

姜华楠，张 平，韩 旭

（1.山东省水利工程建设监理有限公司，山东 济南 250013；2.莱阳市沐浴水库管理中心，山东 莱阳 265200）

近年来，莱阳市沐浴水库因流域干旱造成水资源无法满足城市供水需求，而相邻的清水河流域降水较多，雨洪资源却因缺乏拦蓄无法得到利用。莱阳市通过建立拦蓄及调水工程，增加清水河雨洪资源的有效利用，缓解沐浴水库供水压力，可提高城市供水保障能力。

为降低扬程、减少工程运行费用，将该调水工程设计为主要由管道与小断面输水隧洞组成。其中，隧洞轴线地面高程为98.85～120.25 m，设计总长424 m，采用无压城门洞型结构，净宽1.6 m，净高1.8 m，直墙段高1.3 m，顶拱矢高0.5 m，采用0.3 m 厚C25 钢筋混凝土衬砌。施工期间监理工作质量控制环节主要为输水隧洞的开挖、支护及衬砌工程。本文根据监理工作实践，重点分析了小断面输水隧洞工程各个阶段监理工作的质量控制要点。

1 施工准备阶段

1.1 监理准备阶段

合同签订后，监理单位依照合同约定组建项目现场监理部，合理配置监理人员。该工程根据实际情况配备了总监理工程师1 人、副总监理工程师1 人、专业监理工程师3 人、安全监理工程师1 人、监理员3 人。在隧洞工程开工前，监理部组织各级监理人员进行了岗前培训，熟悉和掌握工程建设管理情况、专业技术知识和技术设计要求。总监理工程师主持编制了监理规划，并审批了专业监理工程师编制的监理细则。针对隧洞开挖工作，专业监理工程师单独编制了爆破工程安全监理实施细则，明确了安全监理工作的控制要点，保障工程的施工安全。

1.2 施工准备阶段

1）施工测量工作。建设单位移交基准点后，施工单位对基准点进行复核，然后进行测量控制网设计，由监理部进行布设方案的审批。测量控制网布设方案的质量控制要点为施工导线控制网要采用两级布设，首级导线用于贯通测量，二级导线用于施工放样。监理部根据方案中控制测量的要求全过程复核施工单位测量成果，保证了隧洞开挖轴线测设的精度。

2）施工资源配置。监理部一是按施工合同及投标文件要求，严格审查现场人员是否与合同约定人员一致，特别是审查开挖爆破工作等特殊作业人员的作业证件，杜绝无证上岗问题。二是审查进场原材料合格证以及施工单位委托的检测机构出具的原材料检测报告，保证原材料质量。三是审查施工机械设备的合格证、维修保养证明，重点审查测量设备是否按期进行检定，避免因仪器不准影响测量结果。四是审查爆破单位的资质等级是否满足要求、是否向政府机关进行爆破备案、现场爆破人员是否取得作业许可证，以上条件全部满足后，在确保安全的情况下方可进行爆破作业。

3）专项施工方案审核。施工单位按《水利水电工程施工安全管理导则》要求编制隧洞工程开挖专项施工方案，并组织专家对方案进行论证、审查。监理部督促施工单位对专项施工方案进行完善，并对施工重点着重进行控制，保障了隧洞开挖的顺利实施。

2 施工实施阶段

2.1 隧洞开挖阶段

工程为小断面隧洞，采用全断面开挖法。为保证围岩按设计轮廓面成型并防止围岩破坏，减少超挖、欠挖量，采用光面爆破。监理部指定专人进行监督，并与施工单位专职安全员对爆破工作的实施进行全过程旁站。

在开挖前，由于洞口段围岩较差，洞口段覆盖层薄，上方压力小，直接爆破会有冒顶风险，不能产生规则的洞形。监理部组织专题会议商讨对策，采取在洞口周边（除底板）增加两圈小导管，注浆一段时间后再开挖的措施。变更洞口段的支护型式后采用小导管注浆，使用格栅钢架支护且钢架间距加密为0.6 m 布置，然后挂网喷射混凝土支护。开挖采用爆破方式，爆破前监理部组织施工单位进行爆破试验，经过反复试验计算后，确定了爆破参数（见表1），爆破掌子面成型较好。

表1 爆破参数表

2.2 隧洞支护阶段

隧洞开挖后支护要根据围岩的分类采取不同的支护方式，监理部根据现场实际情况，把隧洞分为两部分控制。

1）围岩分类为Ⅳ类的隧洞进出口部位。由于工程拱顶为强风化岩，爆破后会有大量小块岩石落下，严重时会导致拱顶塌方。因此，监理部组织召开专家评审会议，将洞内钢架间距定为0.6 m，从而保证落石能被兜住。另外，如在地下水位以下使用小导管，岩缝中水的顶托会导致注浆量变少，无法兜住小块岩石。因此监理部要求施工单位严格按照随开挖随立钢架喷混凝土的方式进行施工，保证了洞口围岩较差部位的支护安全。

2）围岩分类为Ⅲ类情况较稳定的部位。这些部位按设计要求采用砂浆锚杆挂钢筋网后喷射混凝土进行支护。现场监理人员检验了锚杆的质量、锚杆钻孔孔位偏差及锚杆抗拔力，均满足设计要求后再允许进行挂网及喷射混凝土施工。

2.3 隧洞衬砌阶段

隧洞支护完成后进行衬砌工作，衬砌为钢筋混凝土结构。因施工断面小，工作面无法展开，因此选择台车及地泵泵送的方法进行浇筑。浇筑前监理部检查施工单位台车运行情况及预留孔洞位置偏差是否满足规范要求。衬砌施工时，在检查配合比、基础面等满足条件后再允许开仓浇筑混凝土，监理工程师现场旁站。在验收钢筋绑扎工序时，监理人员指出：底板钢筋在浇筑底板后再绑扎，不仅侧面及拱顶钢筋是会使钢筋笼的结构变差，而且施工效率较低，建议采取钢筋一次绑扎，使工序更加合理，提高施工效率和质量。灌注时为防止混凝土对台车模板产生偏压而改变衬砌尺寸，要求施工人员对台车两侧混凝土进行交替浇筑。浇筑过程中的振捣工作因洞内断面小，监理部提出采用附着式振捣器和插入式振捣器进行联合捣固，解决了拱顶振捣的难点，保证了混凝土衬砌的质量。

2.4 回填和固结灌浆阶段

为充填衬砌与围岩之间的空隙，施工时在隧洞顶部预留了灌浆管。监理部逐孔检查灌浆孔深度，确定其满足设计入岩要求，并检查分区封堵情况，避免漏浆影响灌浆效果。灌浆前检测浆液的水灰比是否满足设计要求，灌浆时逐孔检查灌浆压力，最终确定灌浆压力为0.2 MPa，灌浆口停止吸浆后屏浆10 min 结束灌浆。隧洞进出口段因围岩稳定性较差，在回填灌浆7～12 d 之后再进行固结灌浆。监理部逐孔检查灌浆孔深度及压力，确定当围岩单位吸水率小于0.01 L/min 时停止灌浆。灌浆结束后进行了压水试验，确定其满足规范要求后进行封孔。隧洞衬砌完成后，监理部要求施工单位委托检测单位对整个隧洞衬砌和围岩的结合程度进行检测。检测单位采用地质雷达设备，在监理人员的监督下对隧洞全方位进行检测，并要求施工单位对结合不好的部位进行灌浆处理，进一步保证了衬砌质量。

3 安全监测阶段

监理部结合隧洞施工的特点，确定隧洞的主要监测内容为洞口内外的变形、洞内拱顶下沉量、周边位移和地表下沉测量。通过上述监测，可以判断施工方案的可行性及安全性。

3.1 洞内外变形监测

洞内外变形监测包括开挖面、初期支护完成区段、洞口地表区段的变形监测。洞内变形量每次爆破支护后监测一次，变形值均小于2 mm；洞外在施工影响较大的地表处设置观测点，前期每周观测两次，当连续观测发现未发生较大变形后减少为每月1 次。

3.2 隧洞周边位移监测

现场布置一条测量基线，采用收敛计每周进行两次测量，各测点在避免爆破作业影响的前提下，尽可能靠近工作面埋设，并在下一次爆破循环前获得初始读数。初读数据在开挖后12 h 内读取，最迟不得超过24 h，并且在下一循环开挖前，完成初期变形值的计算。

3.3 拱顶及地表下沉监测

拱顶及地表下沉直接影响隧洞的安全，浅埋段地表下沉量测点与拱顶下沉量测点布置在同一量测断面内，利用水准仪进行测量。通过测量记录，隧洞地表及拱顶下沉速度约为0.1 mm/d，因此要求施工单位每周测量一次。

4 结 语

小断面输水隧洞工程施工工艺较为复杂，专业性也较强，需要监理人员具备较强的专业知识和管理控制能力，在施工过程中严格依据规范及设计要求，分析梳理工程施工监理控制要点，对施工重点、难点进行规范化管理，才能保障工程顺利实施。