终南山输水洞技术总结

杨伟刚

（中铁一局集团有限公司云桂铁路项目部 云南昆明市 652211）

终南山输水洞技术总结

杨伟刚

（中铁一局集团有限公司云桂铁路项目部 云南昆明市 652211）

引乾济石调水工程输水隧洞是利用秦岭终南山特长公路隧道，将商洛市柞水县境内乾佑河上游部分富裕水量穿秦岭调入西安市长安区境内石砭峪河，由于工程可与西康公路秦岭终南山隧道建设相结合并同步实施，具有投资少、见效快、效益好等特点。

终南山；施工技术；技术

1 工程概况

1.1 工程简介

引乾济石调水工程受水区为西安市城区，该工程是是西安市建设的城区六大水源工程之一。调水量经过既有石砭峪水库调蓄后向西安市城区供水，增加城市生活和工业供水量，并补充城区和下游河道生态环境及农业用水，对解决西安市水资源短缺，改变生态环境，保障和促进城市建设和经济社会的可持续性发展具有重要意义。

引乾济石调水工程的隧洞进水口位于柞水县县城西北约20km处公路隧道南口附近，出水口位于长安区秦岭北坡的青岔村附近。该工程引水干渠为平行于公路隧道的18.045km的输水隧洞，采用自流方式引水。输水隧洞位于公路西线隧道西侧，中线间距20m，纵坡采用单面坡，洞底低于公路路面约1.65～17.89m。由于输水隧洞可与公路隧道建设相结合并同步实施，并利用在公路隧道内开设施工斜井的方式将输水隧洞分成若干段，实现长隧短打，缩短工期，节省投资的目的，同时还可利用公路隧道现有的施工队伍及临时工程如施工场地、电源、机具、通风、照明、排水等设施。工程实施后，对改善西安城市供水及生态用水紧张的现状，对于实施“山川秀美”工程有积极的促进作用。输水隧洞进水口高程1022.99m，出水口高程890.92m，洞口内最大纵坡为+1.1％，隧道最大埋深1600m，埋深超过1000m地段约4km。

输水隧洞主要的技术标准：

（1）按4级建筑物设计。

（2）防洪标准按20年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。

（3）隧洞最大输水流量为8m3/s，长约18.045km。

（4）地震设防烈度为Ⅶ度。

（5）隧洞内轮廓净宽2.5m，净高为3.05m。

根据铁道部工程管理中心的总体安排，利用现已贯通的公路东线隧道及已经开工的公路西线隧道，通过斜井进入输水隧洞施工，以实现“长隧短打、缩短工期”的总体目标。本次输水隧洞我指挥部承担的施工管段为洞口SK64+825至隧道中部SK69+345，全长4520m，按此任务进行组织施工。

1.2 地形地貌

输水隧洞区属于北秦岭中山区，地形呈北陡南缓，北邻渭河盆地南缘残区，南连南秦岭中低山河谷区。北秦岭大致呈东西向展布，南北宽约24km。隧道所经主峰为牛背梁，高程约2802m。输水隧洞进出口与主峰相对高差1700～1900m。秦岭山区山峦重叠，沟壑纵横，地势险要，山坡植被茂密，交通不便。

隧道进口洞门位于岩堆上，该岩堆沿线路方向长约60m，垂直路线方向宽约250m，厚约10～50m，由大块石及碎石土组成。

1.3 水文气象

北秦岭为我国两大水系-黄河与长江的分水岭，北坡地形陡峻，谷深流急，自东向西分布的较大沟峪都呈南北向汇入渭河，本段隧洞位于石砭峪河。北秦岭南坡地形较缓，雨量充沛，水系发育，沟谷多呈树枝状向源侵蚀，剥蚀明显。其中老林河呈东西向发育于F2断裂带中，其支流大东沟呈近南北方向，与隧道大致平行。

本隧洞处于亚湿润温暖山地气候区，全年最大降水量1073mm，秦岭山区平均气温1.3～12.5°据气象资料分析，隧道进口最大冻结深度为0.75m。

输水隧洞地区按水文地质富水程度划分为构造断裂中等富水区、构造裂隙富水区及节理裂隙贫水区三类区段。SK67+761～SK69+416段属构造断裂中等富水区，计算隧洞通过时可能单位正常涌水量为：1330.94m3/h；SK67+145～SK67+761段属构造裂隙富水区，计算隧洞通过时可能单位正常涌水量为：580.52m3/h；SK64+825～SK67+145段属节理裂隙贫水区。地下水无侵蚀性。

1.4 工程地质

输水隧洞区位于我国华北古陆与扬子古陆两大陆台的结合带，地处北秦岭褶皱断裂带的中部，为一复杂构造带。该带历经了多期构造运动、变质作用、岩浆活动和混合岩化作用，地质构造和地层岩性复杂。SK64+825～SK68+695段，岩性以混合片麻岩为主，间夹有较多的残留体，残留体主要为片岩，残留体分布不均匀，自北向南逐渐减少。大部分岩体受构造影响严重，节理发育至较发育。SK68+695～SK70+800段，岩性以混合花岗岩为主，局部间夹混合片麻岩团块，与两侧的混合片麻岩呈渐变过渡接触。岩石坚硬，受构造影响严重至很严重，节理发育至较发育。本段发育有一条F4区域性大断层，还发育有19条小断层，断带物质由碎裂岩及少量断层泥砾组成，岩体呈碎石状压碎结构，局部为松散结构，为Ⅲ～Ⅳ类围岩。

1.5 主要工程量

该管段共长4520m，具体工程量见表1。

表1 主要工程数量表

2 施工方案的确定

2.1 输水洞开挖工序

2.1.1 开挖方式

此输水洞正洞采用新奥法进行施工。开挖过后不立即进行支护，对围岩进行监控观测，等围岩有一定的变形后再进行支护，充分利用围岩的自稳能力。由于开挖断面比较小，进入正洞后，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩均采用简易平台按全断面法开挖，按照“开挖一段，支护一段”的原则组织支护。Ⅳ类围岩还采用小导管预注浆进行超前支护；Ⅲ类围岩采用初期锚喷支护紧跟开挖断面，二次衬砌根据监控数据及时施做。Ⅰ、Ⅱ类围岩初期支护滞后于开挖，等围岩稳定以后及时支护。

2.1.2 超欠挖控制

根据业主要求开挖断面必须开挖出光爆效果，我指挥部通过以下方式严格控制超欠挖：

①避免减少错台，采用短进尺多循环开挖方式施做；②为了使开挖轮廓线圆顺，严格控制周边眼间距；③严格控制施钻方式及钻进角度；④采用光爆索进行光面爆破；⑤及时处理局部出现的欠挖。通过以上开挖方式及时有效的控制了超欠挖，顺利实现了光面爆破的要求。

2.1.3 提高开挖进度

该管段开挖长度为4520m，而业主规定的开挖工期2004.1初～12月底，一月份做开挖准备工作实际上没有开挖，开挖时间仅11个月，通过2、3、4月份开挖的进度来看根本不可能按期完成任务。

对2月、3月、4月的施工进度情况进行了统计分析如表2。

表2

为了圆满兑现合同，工程技术管理人员经过仔细的方案比对、优化和可行性分析，在原有施工方案的基础上继续优化，寻找突破，同时制定严密的管理制度配套此方案的落地生根，确保安全、指标等如期实现；对于现场要求严格管控，紧盯容易忽略的环节。

优化管理、加强施工：

为了提高开挖施工进度与施工质量，制定了严格的配套管理制度，以项目经理牵头，副经理全权负责抓生产、抓质量，总工全面负责技术指导。为了协调施工队施工我指挥部设立调度中心负责现场施工进度管理，配合施工队伍抓进度，安质部全面负责现场质量、安全监督；配合监理对每一道施工工序做到全面认真的检查，负责现场现场安全施工及定期对施工现场检查，发现问题及时解决，将安全隐患消灭在萌芽状态。工程部负责现场技术，控制开挖中线及水平，负责对不同围岩做监控量测以便及时对围岩进行支护。其他部门为现场施工做好配合工作。

2.1.4 斜井开挖

1#斜井开挖，由于设计坡度比较大无法行驶重车，因此采用降坡度去开挖。设计坡度是37.1％，实际开挖坡度控制在13.2％以内，即保证了重车的顺利通行，又使得施工进度得以保障。正洞钻爆法开挖共4520m，充分利用已打通的公路东线和正在开挖的公路西线平导作为运输通道，节约了运输成本及工序衔接的时间；开始开挖时利用设计订的1#、2#、3#斜井进行平导施工作业，经过一段时间的测试，不能满足现场进度要求，随后又增加了六个临时施工斜井十二个作业面，以满足现场进度要求，最后得到验证，此方案安全、有效的解决了现场进度问题，收到了良好效果。

2.2 衬砌施工

施工操作：

该指挥部管段设计衬砌835m，后来变更74m，新增六个斜井增加90m，后又变更取消315m，最终正洞衬砌为639m。

3 结语

本文对终南山输水洞技术进行了总结报告，对本工程输水隧洞先进行了简介，再阐述了有关施工技术及实际操作方案。顺利在有限时间内完成了施工工作，并取得了良好的效果。

U455.4

A

1004-7344（2016）02-0138-02

2016-1-5

杨伟刚（1986-），男，助理工程师，本科，主要从事土木类施工管理工作。