浅埋暗挖法在吉林省中部供水工程中首次应用

浅埋暗挖法在吉林省中部城市供水工程中的应用吉林省水利水电勘测设计研究院温自明薛兴祖中部供水工程总干线输水线路全长110.5km，其中隧洞段总长为97km。丰满水库取水口～饮马河分水口段全部为隧洞长71.4km，主要采用3台TBM掘进机施工，局部采用钻爆法施工；饮马河分水口～冯家岭分水枢纽段长39km，其中隧洞段长25.6km，采用钻爆法施工，管线段长13.4km，采用PCCP埋管施工。3#、7#支洞分别为第一台、第二台TBM掘进机进入主洞的施工支洞，主要承担TBM掘进机部件的运输、风水电系统引入、出渣通道、施工期人员进出、材料运输等。根据支洞所处的位置、地质条件、周围环境等综合分析，3#支洞采用浅埋暗挖法施工，7#支洞采用常规方法施工。由于隧洞浅埋暗挖法施工工艺在我院乃至我省水利系统还没有采用，因此简单介绍一下此次的应用。浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法，主要采用小导管超前支护技术、网构钢拱架设计和制造技术、正台阶环形开挖留核心土施工技术及变位进行反分析计算的方法，按照“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的方针，突出时空效应对防塌的重要作用，提出在软弱地层快速施工的理念，适用于软弱地层的地下工程设计、施工方法。浅埋暗挖隧道施工时要使用一些辅助工法，如注浆法、降水法、超前小导管法、长管棚法、水平旋喷法、注浆—冷冻法。有时采用一种或几种一起使用。浅埋暗挖法施工时常采用一些特殊的开挖方法，如全断面法、正台阶法、上半断面临时封闭正台阶法、正台阶环形开挖法、单侧壁导坑正台阶法、中隔墙法、交叉中隔墙法、双侧壁导坑法、中洞法等。3#施工支洞采用城门洞型结构，洞身净宽7.2m，净高6.8m，支洞与主洞交角为137.5°，洞长429.35m。洞口覆盖层岩性为碎块石含粘性土，深度7～9m，下伏岩体为凝灰岩○14，岩体风化较严重，全风化岩层深度13～19m，强风化岩层深度13～15m。按常规方法进行施工进洞，洞脸开挖边坡高度将达60多米，进口开挖、支护量较大，对周边环境影响大。因此采用浅埋暗挖隧道施工比较合适。根据3#施工支洞进口引道边坡开挖后覆盖层现场勘查情况，3#施工支洞进口段浅埋暗挖隧洞的设计方案为：1）进口洞脸采用钢筋砼拱圈结合浆砌石挡墙基础进行锁口。2）进口土方洞段采用超前长管棚加固顶拱，采用双侧壁导坑法和上半断面临时封闭正台阶法开挖，采用格栅钢筋拱架喷砼临时支护和钢筋砼衬砌二次支护结合的复合支护型式。3）V、Ⅳ类围岩洞段采用采用双侧壁导坑法和上半断面临时封闭正台阶法开挖，采用格栅钢筋拱架喷砼临时支护和钢筋砼衬砌二次支护结合的复合支护型式。现场采用设计方案进行施工，目前隧洞进尺已达16m，穿过土方洞段。3#施工支洞原地形地貌图见图一。图一3#施工支洞地形地貌图3#施工支洞设计的主要断面见图二—图三NW273°42'49''施工过程中的情况见图四-图八图四进口钢筋格栅拱架安装图五钢筋格栅与管棚的相对位置图六进口施工正面图七进口施工测面图八3#施工支洞进口全景图九3#施工支洞完工后的侧面地下工程浅埋暗挖法是王梦恕院士在长期科研与实践的基础上创立的，它特别适合于我国北方地区地下水较低条件下的浅埋隧道的暗挖施工，现在浅埋暗挖法已被确立为国家级工法。本次在中部供水采用的浅埋暗挖法设计，参考了《地下工程浅埋暗挖技术通论》（王梦恕著）、《中国隧道及地下工程修建技术》（王梦恕等著），同时也参考了新疆八十一达坂水工隧洞等工程经验，在此一并致谢。