浅谈小断面隧洞工程施工

马俊飞

马俊飞

四川省会东县水务局四川凉山615200

摘要：随着我国人口基数的不断扩大和经济的迅速发展，各行各业对水资源的需求量也越来越大，但是由于我国的人口众多，所以水资源的人均占有量还是很小的，因此兴修水库和水利工程成为解决我国水资源时空分布不均的主要手段。小断面隧洞施工就是水利工程和水电站施工中的一个重要组成部分。为了保障我国国民经济的平稳运行，加强对这项施工技术的认识和理解是非常有必要的。本文结合我国四川省会东县新马灌区小断面隧洞施工的实际情况，对其施工流程和施工要点进行了简要的分析，仅供参考。

关键词：小断面；隧洞工程；施工。

引言：

水利工程和水电站的建设大部分都位于偏僻山区，不仅经济条件比较差，同时交通闭塞，地质地形都比较复杂，这些因素都加大了施工的难度，小断面隧道施工作为该类施工中的重要组成部分，施工难度也很大。四川省会东县新马灌区工程处于偏远山区，这也加大了施工难度，但是为了保障该地区的灌溉效率和水资源利用效率，进行小断面隧洞施工很有必要。

一．工程概况

新马灌区位于会东县南部，根据国家烟草局“依托大水源，建设大项目，改善烟区灌溉条件”的精神，以龙滩、雪山水库为中心，实施引水蓄积、灌区渠系配套及节水改造。本次工程是在原新马灌区的基础上新建野租沟引洪隧洞、绿荫塘引水隧洞、雪山水库左右分干渠、整治杨家坪引洪渠、小拖落引洪渠、延伸雪山水库左干渠。工程建设完成后，将提高灌区内水量调节能力，实现农业生产由依靠气候为主转变为人工调节供水，降低了生产风险，增加了生产效益，大幅增加烤烟灌溉面积，极大的提高龙滩、雪山水库水利用效率。该项目总投资1亿余元，资金由烟草行业补贴、县级配套构成。

二.进出口施工分析

隧洞进出口边坡整体稳定性较好，可通过适当开挖形成挂口成洞，但由于表层岩体风化卸荷，所以要采取相应的清除危岩、喷锚等措施。隧洞穿越岩性多为灰岩、白云质灰岩、花岗岩、辉长岩、石英岩、砂质板岩、千枚岩等中硬硬质岩，而隧洞在穿越岩层接触部位时，岩层间结合力差，围岩稳定性差，导致隧洞埋深较大地段可能产生岩爆，在施工中存在坍塌、掉块和塌顶的现象，局部地下水发育丰富，增加了施工的难度，因此在开挖后应及时支护，并采取相应工程措施。

三．隧洞的开挖分析

应以地质条件为主要依据，结合工期、隧洞长度、断面尺寸、结构类型以及施工技术力量等因素综合考虑。同时，要考虑在地质条件变化的情况下，变换施工方法的可能性。为了保证隧洞的开挖成型，一方面要针对围岩变化并结合施工现场情况，在每一次循环爆破后，对爆破效果评估，优化爆破设计，从而提高爆破效果；另一方面根据监控测量调整预留沉降量，精确制定开挖尺寸；三是采取“定人、定位、定机、定量、定时、定耗，定奖罚标准”七定原则进行开挖质量控制，通过严格控制超挖和欠挖，提高开挖的成型水平。

四．隧洞衬砌研究

本工程大小隧洞共计四条，均为无压隧洞，设计底坡1/40，净空尺寸为1.5×1.8m（宽×高）半圆拱直墙型。Ⅲ类围岩隧洞顶拱及边墙挂网喷12cm厚C20砼，底浇20cm厚C20砼；Ⅳ类围岩洞身采用30cm厚C20现浇砼及钢筋砼衬砌；ⅴ类围岩根据现场情况制定处理及衬砌方案。衬砌混凝土施工时，重点加强振捣工作，混凝土振捣采用以插入式振捣为主，附着式振捣为辅的方式进行。在施工中要控制好振捣棒插入深度及振捣时间，做到不漏振不过振，避免蜂窝麻面。

五．隧道灌浆形式

因隧洞流量较小，所以采用净空尺寸为1.5×1.8m（宽×高）的城门洞型施工断面，洞身采用0.3m厚C20砼衬砌，拱顶120°范围内进行回填灌浆处理。

六．破碎岩层的处理方式分析

在开挖过程中遇到了板岩和碳质板岩，岩体较破碎，成线性流水至涌水状，围岩为V类围岩，不断垮塌，施工难度较大；根据施工情况及现场特点，采取了“一排水、二注浆、三开挖、四支护”的施工顺序，开展施工工作。一排水，即解决隧洞内水压力过大；二注浆，即采用超前注浆套管，解决隧洞断层带散体结构，进行固结；三开挖，即采用短进尺开挖；四为及时跟进支护工作，采用工字钢进行支护。

（1）施工准备。施工准备过程中首先用洞渣反压塌方体护脚，使土体稳定，采用C25喷射混凝土封闭塌方体表面，混凝土厚度12cm，作为止浆墙，要预埋孔口管。其他准备工作还包括钢管及钢拱架的加工，工作台架设，管棚定位并确定轴向标志，架设钻机等。

（2）超前预注浆。在塌落体及软弱破碎带钻机成孔难度大。为确保成孔效果，对塌落体实施超前预注浆加固土体。注浆段长度30m，注浆材料采用水泥—水玻璃浆液，水泥浆液的水灰比为1：1，水玻璃的浓度为25-40波美度，水泥浆与水玻璃的体积比为1：0.5，注浆压力1.0-1.5MPa，注浆方式采用后退式，当钻孔至孔底，然后从孔底向孔口分段注浆，注浆顺序从拱顶顺序向下进行。

（3）隧洞掌子面扩挖：在原设计断面尺寸基础上，宽和高度扩挖0.5米便于搭设钻机，砼导向墙施工。支立格栅钢架两榀，间距0.6m，施作砼导向墙，预埋导向管Φ127×0.75m，并将工字钢与管棚导管焊成整体，导向管及工字钢固定时需精确测量定位。

（4）钻孔。搭设工作平台，测量定位。钻机采用液压锚束钻机，隔孔施钻。钻孔选用比管棚直径大20mm～30mm合金偏心跟管钻头。在土质层中钻孔采用低压钻进。钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。

（5）钢管插入及孔口密封。钢管由机械顶进，钢管节段间用丝扣连接，以保证隧道纵向同一横断面内的接头不大于50%。钢管顶到位后，钢管与导向管间隙堵塞严密。

（6）注浆。钢管周围及孔口采用塑胶泥封堵，预留排气孔。钢管中注水泥-水玻璃双液浆，浆液材料：水泥浆与水玻璃体积比1：0.5；注浆初压力0.5～1.0MPa，终压力1.5MPa，注浆半径不小于0.5m。采用定量注浆法控制注浆量。当注浆压力达到设计终压10min后，注浆量仍达不到设计注浆量时，也可以结束注浆。注浆结束后用M30水泥砂浆填充，增强管棚的刚度和强度。

在施工过程中要遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的方针，采用小型机械配合人工开挖，实行短开挖，循环进尺控制在1.5m之内。开挖一榀，安装一榀，及时焊接与施打锚杆并注浆。安装完成后，挂网喷射混凝土，然后开挖下一循环。

七．辅助作业研究

在野租沟新建一处引洪取水的建筑物，因此需对引洪取水的建筑物进行施工导流设计。导流标准为5年一遇设计洪水。导流时段为12月～次年4月，相应导流流量为0.272m3/s。野租沟取水建筑物位置的上游为野租沟电站的前池，且电站的引用流量0.35m3/s大于施工期导流时段设计流量0.272m3/s，施工期上游来水均由前池引流至下游电站发电，因此取水建筑物施工不存在导流问题。

八．结束语

从上述叙述中可以看出，小断面隧洞的施工还是比较复杂，在施工中也有很多的施工要点，在施工的过程中一定要注意把握这些施工要点，才能达到最佳的施工效果。可以说在施工的过程中不仅有挑战，同时也有很多的机遇，相关施工部门要着重把握这些机遇，使之成为行业新的发展点。

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