张 震

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 工程概况

滹沱河太原水质提升调水工程，流经五台县、定襄县、忻府区和阳曲县。水源地位于五台县境内的滹沱河干流上，距定襄县城约40 km，以坪上泉域的泉水为水源，从已建坪上应急引水工程取水。工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。

调水工程分为水源工程和输水线路工程两大部分。其中，水源工程主要建筑物包括水源地取水建筑物、引水管道、管道附属建筑物、加压泵站、引水隧洞等；输水线路工程主要建筑物，包括供水管线、加压泵站、调压池、管道附属建筑物以及各供水点调节池等。输水隧洞（上佐～小迦东），长约22.3 km，引水线路总长73 km。

2 施工条件

2.1 水文气象条件

工程地处半干旱大陆性气候地区，流域多年平均气温6.3°C～8.6°C，最高气温为35.5℃，最低气温-25.6℃。多年平均降雨量为500.4 mm，全年雨量分布不均，降雨主要集中在7～9月。据气象资料统计，流域内的多年平均蒸发量为1850.2 mm，年内最大蒸发量出现在4～7月，一般占年蒸发量的58%左右；多年平均风速为2.7 m/s，最大风速达17 m/s，汛期最大风速为15.7 m/s。

2.2 地形地质条件

工程位于太行山山脉中部系舟山、忻定盆地和阳曲盆地，为跨流域引水工程。以工程区中部的系舟山南段石岭关为地形分水岭，北部为系舟山及其西侧的忻定盆地，属海河流域滹沱河水系；石岭关以南为阳曲盆地，属黄河流域汾河水系。工程区总体地形，东西两侧山脉区高中间盆地区低，中部的石岭关的高南北两侧盆地区低，且阳曲盆地地形高于忻定盆地区。

按照地下水的赋存条件，区内地下水分为沉积岩类裂隙水、变质岩类类裂隙水等。沉积岩类裂隙水主要赋存于本区石炭系、二叠系砂岩层中，砂岩层相对裂隙发育，构成贮水层及迳流通道，泥、页为相对隔水层。地下水多以泉的形式在河谷及沟谷中溢出；变质岩类裂隙水主要赋存于变质岩及脉岩的裂隙中，该裂隙水水量较少，且随季节变化，多以泉的形式在河谷两岸及两岸沟谷中排出。

2.3 施工重点难点

工程是以输水线路为主的线性工程，沿线地形起伏较大，施工支洞布置困难。由于输水隧洞长，施工支洞多，最长支洞890 m，因此，隧洞施工成为控制本工程工期的关键。

3 输水隧洞工程施工

3.1 隧洞开挖及出渣

钻孔采用气腿式风钻，局部地方采用手持式风钻，在自制的轨行平台上钻孔。岩洞开挖采用光面爆破，人工装药，全断面一次开挖。通风采用压、吸混合式通风方式。

扒渣机装渣，洞内出渣采用有轨运输，电瓶机车牵引矿车到井底，再由双筒绞车牵引矿车到洞外。洞口附近设转渣场，2 m3装载机配15 t自卸汽车运输至弃渣场。

土洞开挖采用人工风铲松动，装渣和运输同上。土洞开挖采用全断面或小台阶一次成洞，并及时进行支护，避免对土体反复扰动。

父母是孩子的模范，父母首先要学会管理自己的情绪，不让不良情绪带给家庭、带给孩子，要塑造出一种安全、温馨、平和的心理情境，用欣赏的眼光鼓励自己的孩子，让身处其中的孩子产生积极的自我认同，获得安全感，让其能自由、开放地感受和表达自己的情绪，使某些原本正常的情绪感受不因压抑而变质。

3.2 施工支护

3.2.1 支护方案

岩洞段沿线地形起伏较大，岩性软硬分布不均，围岩不稳定，规模较大的变形和破坏可能发生；岩性较软处多为强风化，岩体破碎，完整性差，开挖后易坍塌失稳，应加强支护措施，及时衬砌成洞。结合现场踏勘情况，初步拟定支护方案如下：

Ⅲ类围岩支护，在拱部采用直径25 mm，长L为2.0 m，间距1m×1m随机锚杆；直径8 mm间距150 mm×150 mm钢筋网，喷10 cm厚C 25混凝土进行处理（喷射分两次，每次喷射厚度5 cm）；

Ⅳ、Ⅴ类围岩，围岩性软，易掉块，加上地下水的影响，岩稳定性较差，必须加强支护措施。采用锚网喷混凝土支护，拱部加14号槽钢、边墙用Ⅰ16工字钢支撑的复合支护方式。

锚网喷混凝土参数为：直径25 mm，长为2.2 m，间距1 m×1 m系统锚杆，加直径8 mm，间距150 mm×150 mm钢筋网，喷10 cm厚C25混凝土进行处理（喷射分两次，每次喷射厚度5cm）；钢支撑中的边墙采用Ⅰ16工字钢，拱部采用14号槽钢，间距55～110 cm/榀；用直径20 mm，长L为1.6 m锁脚锚杆，与钢支撑的工字钢进行焊接联接（每榀6根）；边墙布置直径22 mm，间距80 cm，长L为75～125 cm的长连接筋（每榀4根）；拱顶布置直径22 mm，间距105 cm，长L为75～125 cm长连接筋（每榀6根）。

喷混凝土施工不可避免在冬季施工，为满足喷混凝土材料的温度要求，于洞外予先贮存一定数量的骨料升温，使用前运至洞外拌和站。

3.2.2 超前小导管施工

测量放线：首先测量放样小导管布设轮廓线，沿轮廓线在开挖面上准确画出本循环需要设的小导管孔位。

钻孔：移动多功能作业台架就位，采用气腿式凿岩机进行钻孔，用人工或凿岩机将小导管顶入，钢管尾端外露足够长度，超前小导管外插角严格按施工图要求施做，尾部与钢架焊接在一起。超前小导管与线路中线方向大致平行。孔位钻设偏差不超过5 cm，孔眼长大于小导管长。

钢管加工及施工：将小导管前端加工成尖锥状，尾部焊直径6 mm加肋筋。除尾部1 m外，管壁四周钻注浆孔。钢管插入及孔口密封处理，在小导管尾部安装止浆阀。钢管由专用顶头顶进，顶进钻孔长度不小于90%管长。钢管尾端除焊上挡圈外，再用胶泥麻筋缠箍成楔形，以便钢管顶进孔内后其外壁与岩壁间隙堵塞严密。钢管尾端外露足够长度，并与钢支撑焊接在一起。钢管顶进时，注意保护管口不受损变形，以便与注浆管路连接注浆前导管孔口先检查是否达到密封标准，以防漏浆。

注浆：注浆采用高压注浆泵压注浆，注浆压力为1.0～1.5 MPa，一般按单管达到施工图标示注浆量作为结束标准。当注浆压力达到终压不少于20 min，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆。注浆结束后，将管口封堵，以防浆液倒流管外。

3.2.3 大管棚施工

首先平整潜孔钻车停放场地，对大管棚孔位进行编号，从一侧顺次编号；潜孔钻车要确保稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。

钻机定位：钻机要求与已设定好的预埋导向管方向平行，必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。

钻孔：钻机就位前要在平整场地上对钻杆进行试装，根据30 m连接好的钻杆的挠度调整钻杆钻进角度，确保大管棚不侵线，不上扬过高，影响大管棚施工质量；为了便于钢管顶进以及注浆扩散，钻头直径采用直径115 mm，钻孔由一台钻机进行施工，按顺序号进行施工，并钻好一个孔位安装一根钢花管以及一根钢筋笼；待编号为单号的孔位施工完成后进行注浆，再施做编号位双数的孔位，并由高孔位向低孔位对称进行施工，同时钻好一个孔位顶进一根钢花管以及一根钢筋笼；若钻进时出现坍孔、卡钻、涌水，需补注浆后再钻进；钻机开钻时，先宜低速钻进，待成孔10 m后可加快钻进速度，但要根据地质情况对钻进速度进行调整，避免成孔卡钻现象及保证成孔质量；钻进过程中经常用检测钻杆角度及位置；钻进过程中确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

清孔：用地质岩芯钻杆配合钻头（直径130 mm）进行扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔；通过钻杆，用高压气从孔底逐渐向孔口清理钻渣。

管棚、钢花管及钢筋笼安装：用钻机分节安装钢花管和钢筋笼，即钻机钻杆不转动，钻机机身往前推进，通过连接卡使钢花管和钢筋笼受力，当钻机机身移动到最大位置后松动连接卡，钻机机身退回来，然后重新固定连接卡，钻机向前推进，如此反复，将钢花管和钢筋笼分节安装就位，钢花管采用内车丝扣，每节钢花管在安装好钢筋笼后一同安装；钢花管和钢筋笼前端均应焊成锥形，便于钢花管入孔以及钢筋笼的安装。

注浆：大管棚注浆浆液采用水泥净浆，浆液比例根据现场情况确定，在地下水丰富的时候采用水玻璃双液浆，水泥浆与水玻璃体积的比例为1∶0.5；注浆分两次进行，即第一次是编号为单号的孔位钻孔及钢花管、钢筋笼安装施工完成后，对编号为单号的孔位进行注浆，第二次是编号为双号的孔位钻孔及钢花管、钢筋笼安装施工完成后，对编号为双号的孔位进行注浆；若单号孔位注浆不密实，可通过双号孔位注浆填充密实；大管棚在注浆前要在将钢花管与预埋导向管间空隙用水泥砂浆封堵，避免露浆；通过焊接在钢花管上的止浆阀对大管棚注浆，注浆压力为2.0～2.5 MPa，在压力达到2.0 MPa以上后持续15 min；注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍，若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，直至符合注浆质量标准，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填，方可终止注浆；注浆时要关注注浆机压力表的变化，若出现压力表指示持续在1.0 MPa以下，则要停止注浆进行检查，常见的原因为注浆机出现故障、浆液从地表窜出、与地表径流相通，可依实际情况采取稍停注浆或调整浆液的方法处理。

3.3 隧洞混凝土衬砌

施工工艺流程：冲洗、测量放线、钢筋安装、支模、混凝土浇筑、拆模、养护。

混凝土拌和站一般设在洞口附近，拌和站设2台0.8 m3拌和机。洞内由斗车轨道运输混凝土，人工绑扎钢筋，混凝土入仓使用20型混凝土泵入仓，混凝土浇筑段长10 m。采用组合钢模台车，按侧墙、顶拱顺序浇筑。洞身结合水工结构设计设置伸缩缝。

4 结语

滹沱河太原水质提升调水工程，是太原市为提高饮用水质标准、促进环城供水体系建设、提高供水保证率的重要水源组成部分，对太原市的社会经济发展和群众用水保障有着极大的作用，同时也可以充分利用坪上泉域优质水源。