摘 要：某中型水库项目引水、放空兼导流隧洞为有压隧洞，沿线两岸山体较高，边坡较陡。隧洞进、出口的挂口部位为强风化层和堆积层，有较大渗水，岩层间夹泥、内含钙质、遇水极易软化，开挖成型稳定问题突出，在如何保证施工安全和质量的前提下，确保开挖与支护安全，具有一定难度。
关键词：导流兼放空引水洞 ；超前小导管 ；支撑
一、工程概况
引水、放空兼导流洞三洞合一，隧洞总长492.5m，其中导流洞464.927m，放空洞440m,三洞共用长度412.424m。放空引水隧洞进口为3m×3m方形断面，导流洞为圆形断面，开挖直径为3.8m，采用C30砼衬砌，衬砌厚0.4m，成洞直径3.0m。
导流洞通过龙抬头形式和8m渐变段与放空隧洞进口连接，出口通过2×8米渐变段与出口启闭机室连接，出口为 2.5×2.5m方形断面。
隧洞进口为312.123m直线段，出口为132.504m直线段，中间通过半径为20m的曲线连接，曲线长度20.3m。导流洞进口底板高程为391.5m，放空引水隧洞进口底板高程为402m，出口底板高程为389.0，隧洞底坡i=1/243,
二、工程地质
隧洞通过地层岩性为前震旦纪板溪群隆里组第二段(ptbnl)灰、深灰色中厚层粉砂质板岩、绢云母板岩夹少量变质砂岩，覆盖层为残坡积粘土夹碎石及黄粘土，厚0~2.5m。隧洞位于地下水位附近，地下水较发育。
三、挂口施工方案
1.总体处理原则
隧洞进口处于强风化带，节理裂隙发育，层面交错，风化极为严重，呈压碎状态，围岩自稳能力极差，成型困难，属V类围岩；出口段处于弱风化下部，上部覆盖岩层较薄(最薄处约4m)，出露岩层较为破碎，自稳性较差，为IV类围岩。为确保隧洞出口安全、可靠、顺利进洞，遵循“洞外支挡、洞内管超前、严注浆、短开挖、不(弱)爆破、强支护、快封闭”的原则，洞外部分先做重力挡墙+钢筋砼盖板+双层锁口小导管，洞内部分采用超前小导管+钢拱架支护＋喷浆支护方式施工。
2.洞外支护处理措施
(1)洞口明挖推进至预定挂口位置后，立即在挂口处两侧浇筑砼挡墙施工，以保证山体的稳定，挡墙底宽2m，高度4m(略高于设计开挖洞顶高程)，挡墙内设置φ25锚杆，锚杆长6m(进口段)、4m(出口段)，锚杆间距1m，使挡墙与基础和山体连为一体。挡墙挂口处设Ⅰ20a工字钢拱架，间距0.5m,采用φ25钢筋连接，间距1.0m,并且与洞顶锁梁的工字钢连接成整体。在砼挡墙施工时，同时进行两侧及洞顶山体坡面挂网锚喷支护。按设计要求，护坡采用φ25砂浆锚杆对坡面岩体进行加固，锚杆长度6m，间排距2m，梅花形布置，喷C20砼厚10cm，挂网钢筋采用φ6.5圆钢，20×20cm网格。
(2)砼挡墙完成后，以砼挡墙内的预埋工字钢(5根)为支撑点，布设双层锁口小导管，小导管采用L=5.0m，φ50钢管制作，外插角分别为5°和45°，纵向间距为0.5m，呈梅花状布置，钢管前端做成尖圆锥状，尾部焊上箍筋。
(3)沿洞口顶部设排水沟，做好洞外排水措施。
(4)小导管完成灌浆后，停滞1天左右时间，随即进行洞口锁梁(钢筋砼盖板)的施工，梁底埋设5根20b工字钢(锁梁底部宽度2m)，并与挡墙的工字钢相连接。进口段由于周边山体较陡，在锁口以上顺山体继续浇筑2层共4m高砼挡土墙，以保证山体的稳定。
3.超前小导管施工
隧洞开挖中，遇到破碎松散岩体时，采用超前锚杆的做法较为普遍，由于本项目的地下渗水较多，岩层泥化较快，有必要对围岩进行固化。因此，施工方式上采用注浆超前小导管施工，利用小导管向松散围岩注入掺有速凝剂的水泥浆，使松散破碎体快速胶结、固化，形成具有一定强度和抗渗阻水能力的固结体，从而提高围岩的整体性、抗渗性和自稳时间，以便进行开挖支护施工。
小导管采用φ50mm小钢管加工，一端加工成锥形，距另一端100cm的位置开始至尖锥端之间每隔15cm按梅花型开一个0.5cm直径的小孔，作为注浆孔。
在进行小导管施工前，应先在掌子面上喷3～5cm厚砼封闭掌子面作为止浆墙，同时，准确测量隧道中心线和高程，并按设计标出小导管的位置，误差控制在允许范围内。
灌注浆液时，按照由淡变浓进行，一般按2个比级(2：1和1：1水灰比)变换浆液浓度即可满足要求。浆液中宜掺3～5％的水玻璃或其它速凝剂，以缩短浆液的胶化固结时间，控制浆液的扩散范围。灌浆压力采用0.3Mpa～0.5Mpa，灌浆结束时的压力为0.5Mpa。注浆时，相邻孔眼宜隔孔灌注，尽量不要连续注浆，以保证固结效果，又达到控制注浆量的目的。
4.洞内支护处理措施
挂口后，岩石破碎段采用的主要支护措施为钢拱架支撑为主，根据岩层出露和渗水情况在掌子面顶拱150°范围采用超前锚杆支撑或φ50mm小导管进行超前固结灌浆，小导管根长4m左右，间距为0.5m，导管外插角5°～10°，每设置一排小导管，洞挖及支护跟进3m，然后再打下一排小导管后再进行洞挖施工。
周边围岩支护方式可根据岩石完整性、渗水情况选择采用喷浆支护或挂网喷浆支护的方式。围岩较完整、自稳性较好的III类围岩采用喷浆支护，对于IV～V类围岩、渗水又较多的部位，支护采用网喷与钢支撑相结合方式支护。
钢拱架采用20b工字钢制作，每榀拱架设φ25锁脚锚杆4根，长度3.0m，拱架间采用采用φ25钢筋连接，间距0.5m～1.0m。
钢筋网片采用φ6圆钢按15cm×15cm网格加工成约100cm×200cm的网片；挂设时网片必须随受喷面的起伏铺设，与受喷面间留3cm作为保护层，网片与系统锚杆焊接牢固，确保喷射砼时位移。
洞内超前小导管注浆导管布置在顶拱150°范围内注浆，采用水灰比为1：1和0.5：1两个比级的浆液进行灌注，注浆压力控制在0.5Mpa左右即可。
5.其它
(1) 超前小管棚注浆预支护，可以大量减少拱部围岩的掉块，保证了施工安全、质量和进度。
(2) 挂口的锁口措施是否得力，是隧洞能否顺利挂口的关键。
(3) 针对较为软弱岩体，周边人工开挖可减小对围岩的扰动，有效控制超欠挖。
6.结语
中小型水利工程的隧洞断面较小，投资也较低，对于不良地质地段的尤其是IV～V类围岩洞挖投入往往不足，极易造成跨口、冒顶等事故常常发生。造成工期及费用的增加。因此。在不利地质条件下的隧洞施工，应重点加强挂口段的技术保障措施，开挖支护要及时跟进，对一些关键部位采取特殊支护措施，这是开挖能否顺利进行的关键。
参考文献：
［1］田艳， 胡智超． 浅析泄水建筑物的泄流能力［J］． 科技信息， 2008( 18) : 485 －486．
［2］王福军． 计算流体动力学分析———CFD 软件原理与应用［M］． 北京: 清华大学出版社， 2006．
