周小泉

（新疆吉音水利枢纽工程建设管理局 新疆 和田 848000）

1 工程概况

吉音水利枢纽工程位于新疆和田地区于田县境内的克里雅河干流吾格也克河上，坝址位于克里雅河支流乌什开布隆达里亚、可与克里雅河干流吾格也克河交汇口上游约830m处，地理坐标为东经81°33′、北纬36°11′，坝址以上控制流域面积6375km2。工程区距于田县城约120km，距和田市323km，距乌鲁木齐1418km，是克里雅河流域开发的控制性工程，是一项以灌溉、防洪为主，兼顾发电的综合性水利工程。

吉音水利枢纽工程总库容0.82亿m3。水库正常蓄水位2509.00m，相应库容0.78亿m3；设计洪水位2509.12m，相应库容0.782亿m3；校核洪水位2510.76m，相应库容0.82亿m3；死水位2470.00m，死库容0.18亿m3；水库调节库容0.6亿m3。拦河大坝高124.5m，坝顶长度489m，电站装机3×8MW，发电引水流量31.8m3/s，年发电量1.058亿kW·h。工程建成后，可满足克里雅河灌区灌溉面积70.73万亩的用水要求，将下游防洪堤防洪标准由3年一遇提高到20年一遇。

吉音水利枢纽工程为Ⅱ等工程，由拦河坝、表孔溢洪洞、底孔泄洪、冲沙、放空洞（导流洞改建，龙抬头形式）、发电引水洞、地面厂房（主厂房位于河床，副厂房位于左岸阶地上）及电站尾水渠等组成。建筑物级别:拦河坝、表孔溢洪洞、底孔泄洪、冲沙、放空洞（导流洞改建，龙抬头形式）、发电引水洞进口为2级，发电引水洞、发电厂房、尾水渠为3级，临时性建筑物为4级。

2 引水发电洞下平洞进口及锁口方案

引水发电系统及厂房工程施工按照工程进度安排，2014年12月25日完成了主厂房基础开挖并出落下平洞洞脸。根据对洞脸的地质勘察结果，下平洞出口段位于坝轴线下游350m河流转弯右岸边，岸坡上部残留3级阶地，地表堆积有坡积碎石土层，厚8m左右；下部砂砾石约10m，结构密实。岸坡基岩大部被覆盖，裂隙较发育，裂隙相互切割易形成小的不稳定体，对洞脸边坡形成危害，因此需对洞脸上部岩体采取工程措施以确保出口段安全。

2.1 方案一

初期制定的方案为在隧洞顶拱开挖断面外3m内采用Ф25的锚杆进行锁口，锚杆入岩3m，间距60cm，排距100cm。开挖采用全断面爆破开挖，爆破形式选用光面爆破，计划进尺为80cm。

针对初期方案进行了实验性开挖，爆破后洞顶高程以上5m的岩石塌落，锁口锚杆也全部塌落。对现场进行地质勘察发现，该段为强风化岩层且伴有河床渗水，岩石硬度极软，洞室成型困难。

2.2 方案二

依据初期实验开挖的情况，在方案一的基础上进行了优化。锁口方法及锚杆布置形式不变，爆破开挖采用先进行下半洞开挖，后进行上半洞开挖的方式进行。计划进尺变为50cm。

按照优化后的方案，进行了二次实验性开挖。爆破完成后，上部岩石继续塌落，锁口锚杆同样全部塌落，洞室未成型。

2.3 方案三

通过两次开挖实验可以看出，爆破效果极差且远达不到进洞开挖的质量及安全要求。经过多方考虑及参照相关施工经验，制定了“测量放线→破碎锤破除中心→人工扩挖→钢拱架架设→锚杆施工→挂网喷护→下一循环”开挖方案，经过实验效果较好。

（1）测量放线

测量放线工作是施工中关键的工序，本工程使用徕卡全站仪进行测量放线。进入施工现场以后，首先校核基准点，放出隧洞的中心线，建立施工控制网，并根据此控制网点，按设计图纸放样隧洞开挖轮廓线。

（2）破碎锤施工

放样完成后，采用破碎锤进行开挖，开挖先从洞室中心开始进行拨出，开挖范围为从中心开始至全断面的三分之二。开挖进尺约为50cm。

（3）人工扩挖

因围岩硬度较软，如果采用破碎锤全断面开挖的话，会造成严重超挖，固破碎锤开挖范围只占开挖断面的三分之二，剩余由人工采用破碎锤进行拨出。

（4）拱架架设

钢拱架是软弱围岩中初期支护的重要组织部分，施工时严格按设计要求加工制作和架设。

钢拱架断面分4片拼接而成，每节之间由2个钢脚板连接而成（δ=1m），拱架与基础由1个钢脚板连接而成。在洞外加工成型后，用自卸车拉至现场拼接，原则上片与片之间用螺栓联接，榀与榀之间焊接。

施工时隧洞断面开挖完成后，立即由机械运输拱架片至安装面由人工进行安装，1榀拱架组成一个完整的拱架支承才能起到拱架的作用，施工中连接处采用连接件连接。

钢支撑之间采用钢筋网制成挡网，以防止岩石块料掉落，钢筋网采用焊接或其它方式与钢支撑裕固连接，在砼衬砌施工前，按要求拆除部分钢筋网，保证砼衬尽量填满空隙。

钢拱架安装完后，开挖面喷护第一层混凝土护壁。

（5）锚喷支护

锚杆施工在开挖完成后进行造孔注浆，锚杆施工方法采用“先注浆、后安装锚杆”的施工方法进行，施工顺序；搭架杆—清壁—造孔—注浆—安装锚杆—封堵保护。其工艺流程见图1。

图1 锚喷支护工艺流程图

钻锚杆孔前，应根据设计要求和围岩情况，定出孔位，做出标记，开孔孔位偏差小于10cm。锚杆钻孔采用气腿式手风钻进行造孔，锚杆孔径为φ42mm，孔距的允许偏差为150mm。系统锚杆孔孔轴方向垂直于开挖面，局部加固锚杆的孔轴方向，按照设计要求与可能滑动面的交角大于45°。钻孔倾角、方位角误差均小于2°，孔深及孔径满足设计要求，钻孔完毕后用高压风或水冲洗钻孔，清除孔内残渣及孔壁浮渣，并吹干孔内积水。

锚杆选用优质Ⅱ级螺纹钢筋，锚杆体按设计要求在加工场内断料加工后，运至现场；锚杆安装前，对杆体材料进行平直、去油污处理；锚杆内端头切成20°～40°斜面，以利于插杆。锚杆采用人工安装并插入孔底。

注浆采用水泥砂浆灌注，水泥采用标号不低于425#复合硅酸盐水泥，砂子采用粒径＜1.5mm的细砂，并经试验室进行配合比试验。根据需要可在砂浆中掺入减水、早强、速凝等外加剂，但掺入的外加剂不得含有对锚杆产生腐蚀作用的化学成份。水泥砂浆随拌随用，拌制均匀，防止石块或其他杂物混入，初凝前使用完毕。

（6）钢筋网喷射砼工程施工

喷射砼的施工工艺流程见图2。

受喷面准备工作。喷射施工前拆除作业面障碍物，清除开挖面浮石、石渣或堆积物，挖除欠挖部分，用高压风水冲洗受喷面；受喷面验收合格后，在锚筋上设立喷厚标志。无锚筋时，自设锚筋设立喷厚标志。对受喷面渗水部位，采用埋设导管、盲管或截水圈作排水处理。

图2 喷射砼的施工工艺流程

混凝土料采用在拌合站拌制。喷射混凝土的配合比通过室内及现场试验确定。拌制喷射混凝土的混合料时，各种材料要按施工配合比要求分别称量。允许偏差：水泥、速凝剂及钢纤维不大于±2%，砂、石各不大于±3%。混合料搅拌时间不少于2min，混合料达到搅拌均匀，坍落度8cm～12cm，颜色一致的要求。混合料随拌随用，存放时间不超过20min，保持物料新鲜。

采用TK-961型湿喷机作业。喷射厚度小于10cm，喷射施工一次完成；喷射厚度大于10cm时，喷射施工分层完成。当作业层数不只一层时，各层间可间隔30min～60min。如果间隔时间大于1h，则按SDJ57-85规范要求对已喷混凝土面用风和水清洗。

受喷面作业顺序采用自下而上分段分区方式进行。喷射作业时，连续供料，工作风压稳定。完成或因故中断作业时，将喷射机及料管内的积料清理干净。

喷砼终凝2h后即开始喷水养护，14d内保持湿润状态。在基槽内浇筑梯形钢筋砼导墙，砼标号C20，钢筋采用Ⅰ级钢筋。导墙高1.3m，墙顶厚0.3m，导墙间距0.6m。导墙模板采用定型钢模板，导墙两侧立模同时进行，同时浇筑砼。

依据上述方案三隧洞开挖后从形状、安全、质量方面都得到了改善。相比较来看，本次改进的方案会造成施工占用时间较长，但如果考虑常规支护方案的话，只能等来年进行或强行进行开挖造成大量超挖及安全隐患。

3 结语

不同围岩类型的隧洞进洞的支护、锁口技术，已有许多成熟经验可以借鉴，但在新疆和田吉音水利枢纽引水发电系统及厂房工程隧洞进洞的支护、锁口施工中，由于地理、气候、工期等条件的影响，隧洞开挖在12月～1月进行，借用已有的经验无法解决松软岩层的支护和锁口问题。在摸清地质条件的情况下，对引水发电洞下平洞进洞的支护及锁口施工方案进行了改进，取得了良好的开挖效果，为水利工程在冬季进洞的施工积累了宝贵的施工经验，为以后施工节约了工期，大大减少了工程经营成本。※