第9章 施工支洞、引水隧洞及压力管道土石方开挖及支护
9.1 工程简述 9.1.1 工程概况
本标段发电引水系统引水隧洞、压力钢管二部分组成：一、引水隧洞长8400.047m，为马蹄形断面，开挖洞径4.15m×3.90m～5.3m×5.2m（高×宽），二、压力钢管采用地下埋管，管径2.6m，分为上平段、上斜段、中平段、下斜段、下平段，其中斜井直段（上斜段和下斜段长之和）长约504.83m，倾角60°。上平段中心高程为697.20m，中平段中心高程为480.00m，下平段中心高程为260.00m，洞内埋管长约1428.35m，开挖断面尺寸为4.2m×4.2m（宽×高，城门洞型）。
本次招标隧洞范围为引水隧洞桩号Y+1250～Y+9650.047段以及桩号G+000～G+1428.353段。主要工程量见下表： 开挖 3引水隧洞岩石洞挖 m 146494 支护 3洞内喷混凝土C25厚5cm m 4518 3洞内喷混凝土C25厚10cm m 1780 砂浆锚杆(Ф25,L＝3m,) 根 30844 2挂机编网 m 2068 地质缺陷处理工程 清挖 岩石洞挖 m3 2930 支护 喷混凝土 (C25) m3 315 2挂机编网 m 103 砂浆锚杆 (φ25, L＝3m) 根 1542 钢支撑 t 15 9.1.2 引水线路工程地质概况 根据招标文件表述：引水线路位于其培河左岸，沿途地表植被茂密，勘探深度较低。从周围情况分析，引水线路基岩为前寒武系花岗片麻岩（Gn），地表局部覆盖残坡积粉质粘土夹风化块石及砂、崩积块石等。引水隧洞及压力钢管上覆岩体厚度多大于100m，岩性为花岗片麻岩，岩质坚硬，推测洞室围岩以Ⅱ类为主，围岩稳定，隧洞进出口段、沿线沟槽地段、断层带受表层卸荷影响及构造影响，岩体裂隙发育，围稳定性差，洞室围岩为Ⅲ-Ⅳ类，存在围岩稳定问题。由于前期勘察工作受交通及自然条件等因素的限制，勘察程度低，施工期应加强隧洞开挖的超前勘探预报及施工地质工作。
9.2 施工总体方案
依据设计文件，引水隧洞工程施工从1#～6#施工支洞进行施工，进场后首先开始修建到各支洞口的临时道路，临时道路沿相应的等高线布置，道路长约28.1km，宽4.0m。考虑到今后的交通运输需要，计划在每隔500左右的位置修建一个会车道，确保交通畅通。
依据有关地质资料，引水隧洞主要是II类围岩，地质条件较好。在施工中先进行施工支洞开挖，再进行引水隧洞的洞挖，其次开始浇筑混凝土，钢管段先进行安装压力钢管，再进行隧洞混凝土浇筑，最后进行隧洞回填灌浆和固结灌浆的施工方法进行施工。
各施工支洞洞口施工先进行洞口明挖施工和洞口边坡支护，达到进洞条件后采取全断面施工方法进行施工。施工支洞和引水隧洞洞身开挖采取单臂凿岩台车钻孔，中心直眼掏槽、周边光面爆破的全断面开挖法进行施工，由于施工断面比较小，考虑通风等条件在洞内采取电瓶车牵引矿车出渣，利用立爪装载机装渣的方式进行施工，洞外采取装载机装车，15t汽车转运到各个弃渣场。
依据施工条件及进度要求引水隧洞段共设置六个施工队进行隧洞开挖，即每个施工支洞设置一个施工队，完成整个隧洞的施工。
本工程压力钢管段斜井，通过各种方法比较，由于地质钻机吊篮法（先钻先导孔，由下向上扩挖，施工危险性较高）、反井钻机开挖，设备投入较高，经过综合对比，决定采用先开挖导井（导井设置在下部，尺寸1m×1.8m，宽×高，城门洞型，导井出渣由上平段支洞出渣），然后自上向下扩挖，利用导井溜渣，然后由下平段通道出渣，洞挖掘时，临时支护与开挖平行以保证施工安全。在斜井全部全部开挖后，分段安装钢管，分段回填混凝土，其后进行灌浆施工。
本工程的水平段的衬砌采用穿梭式钢模台车分段进行衬砌，计划分段长度在12~15左右，衬砌混凝土采用泵送施工。
斜井段的压力钢管外包混凝土施工主要是结合钢管安装分段进行浇筑，按施工程序施工，即先进行钢管安装，利用钢管作为模板分段施工，分段长度按10~12m考虑，施工时采取由下向上的施工方法进行施工。
工程总体施工程序如下框图所示： 施工准备 临时道路修建 施工支洞洞脸明挖及支护 施工支洞洞挖 1# 施2#施3#施4#施5#施 工支工支工支工支工支 洞左洞左洞左洞左洞左 2右右2右2右2右2 个工个工个工个工个工 作面作面作面作面作面 洞挖洞挖洞挖洞挖洞挖 施工施工 施工 施工 施工 4#施5#施5#施1# 施2#施3#施4#施工支工支工支工支工支工支工支 洞右洞左洞右洞左洞左洞左洞左 侧工侧工侧工右右2右2侧工 2作面作面作面个工个工个工作面 压力压力压力作面作面作面混凝 管道管道管道砼衬砼衬砼衬土衬 制作制作制作砌施砌施砌施砌施 安装安装安装工工 工 工 及混及混及混 凝土凝土凝土 施工 施工 施工 灌浆工程 清理、竣工、验 施工支洞封堵
6#施工支洞左右2个工作面洞挖施工 5#施工支洞左侧工作面压力管道制作安装及混凝土施工 5#施工支洞右侧工作面压力管道制作安装及混凝土施工