黔中水利枢纽一期工程桂松干渠C1标大山哨隧洞施工组织设计

摘要：黔中水利枢纽一期工程桂松干渠C1标大山哨隧洞全长8.6km，全洞位于地下水位线10m～110m以下；隧洞长，通风难，出渣难，涌水量大是本洞的施工难题，要实现快速施工，需合理的进行施工布置及制定合理的施工技术方案，以保证施工进度。

关键词：黔中水利；长隧洞施工；涌水量大；快速施工

Pick to: in the first phase of water conservancy hub project GuiSong qian main canal C1 label whistle mountain tunnel length 8.6 km, total hole below the underground water level 10 m ~ 110 m; Long tunnel, ventilation, slag, water inflow big is the hole of construction problems, to achieve rapid construction, construction should be carried out reasonable arrangement and rational construction technology scheme, to ensure the construction progress.

Keywords: water conservancy in guizhou; Long tunnel construction; Water inflow; Rapid construction

中图分类号：C36文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1工程概述

黔中水利枢纽工程位于贵州中部黔中地区、云贵高原苗岭宽缓山脊、两江分水岭河源地带、岩溶峡谷山区，涉及贵州3市(贵阳、安顺、六盘水)1州(黔南自治州)1地区(毕节)的10个县(区)和贵阳市区、安顺市区。该工程由水源工程、输配水工程和城市供水工程组成，分两期实施。一期工程包括水源工程、一期输配水工程，其中一期输配水工程包括总干渠1条、桂松干渠1条、支渠25条，干支渠总长395.62km。

我单位承建施工的黔中水利枢纽一期工程桂松干渠C1标位于贵州省镇宁县境内，本标段主要建筑物为桂家湖取水口、大山哨隧洞、暗渠段及配套辅助建筑物，其中大山哨隧洞全长8.6km，是黔中水利枢纽一期工程中最长的隧洞，也是控制施工总工期的关键工程项目。大山哨隧洞为城门洞型，全洞位于地下水位线10m～110m以下，穿越的地层岩性主要为三叠系中统关岭组中厚层白云岩、灰质白云岩及白云质灰岩；隧洞围岩以Ⅲ类围岩为主，约占隧洞总长的83.8%～86.9%，开挖断面为4.1m×4.943m；Ⅳ类围岩约占7.9%，开挖断面为4.2m×5.043m；隧洞坡度为i＝1／3000，局部洞段涌水量大，岩溶涌水段施工难度大。

2 施工方案

2.1 施工支洞的设置

为了加快施工进度，有效的降低隧洞施工过程中通风难，出渣难及排水难的问题，我标段在施工过程中综合考虑沿线地形地质条件及交通便利等情况进行分析，决定将大山哨隧洞分为3个施工支洞及隧洞出口共7个工作面进行施工。1#施工支洞布置在桂松0+878处，支洞长233m，坡度10%，进主洞后承担上游838m、下游1434m的施工任务；2#施工支洞布置在桂松3+786处，支洞长351m，坡度11%，进主洞后承担上游1474m、下游990m的施工任务；3#施工支洞布置在桂松5+715处，支洞长530m，坡度14%，进主洞后承担上游939m、下游1285m的施工任务；隧洞出口承担洞口桂松8+641至上游桂松7+000共1285m的施工任务。

2.2 施工方法

2.2.1 洞口施工

洞口岩体完整性好，开挖后边仰坡稳定；在洞口排水系统施工完毕后分台阶机械开挖洞口，以CAT312D挖掘机开挖装渣为主，局部采用风枪打眼爆破，运输采用自卸汽车。在洞口段开挖施工时，首先做好洞口排洪沟和洞顶截水沟，以保证洞口排水系统畅通和隧洞施工安全。边仰坡按设计坡度一次整修到位，并及时对边仰坡按设计进行锚喷防护，以防围岩风化雨水渗透而坍塌。围岩破碎部位采用网喷，以稳定边仰坡。洞口明挖完成后，即开始进行洞身开挖。

2.2.2 洞身爆破开挖施工

大山哨隧洞洞身开挖采用全断面光面爆破法，开挖时，先进行掌子面排险工作，由于隧洞内涌水量大，根据水量情况还需在掌子面施工范围内设置临时倒水围堰，以保证掌子面钻孔施工顺利进行。经测量放线后，在掌子面上画出钻孔孔位，利用YT-28型气腿式风动凿岩机在自制钻孔排架上进行钻孔，分别在1#支洞、2#支洞投入4LWJ-20/8-I型空压机（21.5m3/min）3台，3#支洞投入SL110F型空压机（21.5m3/min）2台，出口投入4LWJ-20/8-I型空压机（21.5m3/min）2台满足钻孔用风要求。钻孔完成后，进行装药连线，由于隧洞内水量较大，均采用防水乳化炸药，装药时连同起爆材料毫秒电雷管一起送入孔中，然后对炮孔进行封堵，待装药连线完毕后，将自制钻孔排架拆除，爆破由专业爆破人员起爆，其余人员撤离至洞外。

2.2.3 隧洞出渣

隧洞洞身开挖时，分别从1#支洞、2#支洞、3#支洞以及隧洞出口同时进行。由于隧洞断面较小，为加快出渣速度便于车辆行驶，隧洞内每150m设置避车洞一处，各工作面也利用避车洞由装载机进行装渣至自卸出渣车上运至洞口渣场。各工作面均配备5t自卸出渣车3～5台来加快隧洞出渣速度。

2.2.4 隧洞通风

为了满足洞内通风要求，及时冲淡并排除隧洞掘进、炸药爆破后的有害气体和粉尘使洞内有足够的新鲜空气，分别在1#、2#、3#支洞及出口架设SDDY-1N08A型双极对旋轴流风机1台（功率2×55kw，流量51000～37000m3/h）配直径1000mm的PVC拉链式软风筒，压入式供风。

2.2.5 隧洞排水

大山哨隧洞全洞段位于地下水位线以下，洞内施工时已做好地下渗水的排水工作。

大山哨隧洞1#支洞进入主洞后于桂松0+890处设立永久泵站一处，该泵站水泵型号由250S-65型水泵（功率160kw、扬程65m、排水量485m3/h）2台、IS200-150-400型水泵（功率90kw、扬程50m、排水量400m3/h）1台组成，在桂松1+576处设置泵站一座，该泵站由350S44A型水泵（功率160kw、扬程36m、排水量1116 m3/h）2台组成。

大山哨隧洞2#支洞进入主洞后于桂松3+826处设立永久泵站一座，该泵站水泵型号由由250S-65（功率160kw、扬程65m、排水量485m3/h）型水泵3台组成。2#支洞支洞长351m，岩溶裂隙发育，因此在支洞内也设置泵站4处：ZD0+050处泵站由3台IS200-150-400型水泵(功率90kw、扬程50m、排水量400 m3/h)组成；ZD0+085处泵站由WQ80-22-7.5型水泵（功率7.5kw、扬程22m、排水量80 m3/h）2台、WQ170-35-18.5型水泵（功率18.5kw、扬程35m、排水量170 m3/h）1台组成；ZD0+168处泵站为预留泵站，为突况时中转水使用；ZD0+251处泵站由2台IS200-150-400型水泵(功率90kw、扬程50m、排水量400 m3/h)、1台WQ80-22-7.5型水泵（功率7.5kw、扬程22m、排水量80 m3/h）组成。

大山哨隧洞3#支洞进入主洞后于桂松5+715处设立永久泵站一座，该泵站水泵型号由200S95型水泵（功率132kw、扬程95m、排水量280m3/h）2台、150S100型水泵（功率90kw、扬程100m、排水量160 m3/h ）1台组成。此外在支洞ZD0+430处泵站安装IS125-100-250型水泵(功率55kw、扬程70m、排水量193 m3/h)1台。

大山哨隧洞出口为顺坡排水，水自流至洞口泵站，洞口泵站内设WQ100-25型水泵(功率15kw、扬程25m、排水量100 m3/h)3台、150WQ180-20型水泵（功率18.5kw、扬程20m、排水量180 m3/h）3台。

各施工工区在施工过程中，需要设置临时围堰或临时集水井时，在临时围堰内或临时集水井内使用5.5kw、7.5kw、18.5kw等型号的水泵将水进行集中抽排至泵站内。泵站内的集水由泵站水泵抽排至洞外沉淀池内，经三级沉淀后流入附近渠道内。

2.2.6 施工用电

为保证施工顺利进行，在1#支洞、2#支洞、3#支洞、出口洞外均配置了500KVA变压器1台，除此之外在1#支洞洞内桂松0+500处、桂松1+050处分别配置500 KVA变压器1台、400 KVA变压器1台；2#支洞洞内桂松3+706处配置500KVA变压器1台；3#支洞内ZD0+370处配置500KVA变压器1台；出口洞内桂松7+700处配置315KVA变压器1台。

大山哨隧洞各工区施工用电为当地农网电，线路电压不稳定，但洞内涌水量大，为避免突发停电及电压不足情况下涌水淹洞的危险，分别在1#支洞投入250kw、300kw发电机各1台；2#支洞投入250kw发电机2台、300kw发电机1台；3#支洞投入300kw发电机1台；隧洞出口投入250kw发电机1台，以此来满足施工用电要求。

2.2.7 隧洞衬砌混凝土施工

大山哨隧洞搅拌站分别位于1#支洞与隧洞出口工区内，各搅拌站分别配置JS750搅拌机1台来供应全洞各作业面的衬砌混凝土。衬砌钢筋均有各支洞钢筋加工厂根据技术及规范要求进行加工，完后由专用车辆运输至洞内进行安装。隧洞内涌水较大地段，在初期支护（或隧洞岩面）与衬砌之间铺设分离式防水层：防水层由防水板（带排水功能）、无纺土工布组成。防水层背后设置Ф50环向盲沟（由Ф50排水盲管组成），每4米设一道，若隧洞边墙渗水较大时应每1米设置一道；距衬砌底50cm处墙角位置设置Ф100纵向盲沟（由Ф100排水盲管组成），左右各设一道，纵向与环向盲沟均与边墙Ф50泄水孔相通，边墙渗水均由边墙泄水孔流出，泄水孔布置数量与环向盲沟数量相同。泄水孔在衬砌施工完毕后，采用灌浆方式进行封堵。混凝土施工采用混凝土输送泵泵送入仓，且振捣密实，现场技术人员对混凝土施工过程进行全程监控，确保混凝土施工质量。

隧洞衬砌循环作业方式为：混凝土浇筑段准备涌水段铺设防水层钢筋制安衬砌台车就位混凝土制备及运输混凝土入仓浇筑混凝土养护拆模进入下一循环。

3 结语

小断面、长线路的隧洞施工在水利工程中是一种常见的施工，如何在有限的施工条件内能够快速的完成各项施工任务，是值得研究与讨论的。通过大山哨隧洞的施工，总结出几点认识：

①在施工前期，要合理的布置施工支洞，做到长洞短打，同时整合施工资源，合理利用及调配施工机械，是取得最佳施工效率的关键。

②重视小断面、长线路隧洞施工的通风、排水及不良地质洞段的施工处理工作。

③要在现场施工过程中充分发现问题、解决问题，寻求最佳的处理方法，努力提高施工进度与效率，创造出良好的效益。

④如何在这种断面小、涌水量大的长隧洞施工中合理的进行施工组织，是一个施工管理者应该深思的问题。

参考文献

[1] SL303-2004,水利水电工程施工组织设计规范[S].

[2] SL378-2007,水工建筑物地下开挖工程施工规范[S].

[3] DT/L5144-2001,水工混凝土施工规范[S].