水利工程隧洞開挖施工關(guān)鍵技術(shù)

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摘要:由于開挖時(shí)經(jīng)常會(huì)受到外界因素的影響，從而導(dǎo)致水利工程隧洞經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。為此，需要根據(jù)水利工程隧洞開挖自身特點(diǎn)選取合理的施工技術(shù)，保證隧洞開挖施工在水利工程實(shí)施中能夠發(fā)揮自身最大的作用。

關(guān)鍵詞:水利工程;隧洞開挖;質(zhì)量保證

0引言

對(duì)于隧洞開挖施工來(lái)說(shuō)，最常見的施工方法就是爆破，采取爆破開挖方法不僅能夠保證隧洞開挖順利進(jìn)行，對(duì)于減少施工過(guò)程中投入的時(shí)間也起到不可忽視的作用。當(dāng)然在隧洞爆破時(shí)還存在一些危險(xiǎn)因素，因此在進(jìn)行隧洞開挖爆破時(shí)，還要保證施工人員自身安全。另外，隨水利工程自身還具備曲線長(zhǎng)，地域范圍廣泛的特點(diǎn)，這就導(dǎo)致在進(jìn)行水利工程隧洞開挖施工時(shí)經(jīng)常會(huì)受到地理因素的影響，造成隧洞開挖難度經(jīng)常發(fā)生變化。因此在進(jìn)行隧洞開挖施工之前，需要施工人員對(duì)施工地點(diǎn)進(jìn)行全面考察，并根據(jù)考察結(jié)果繪制施工圖紙，借以減少在施工中出現(xiàn)的問(wèn)題。

1隧洞開挖相關(guān)技術(shù)

1.1爆破施工技術(shù)

一般來(lái)說(shuō)在對(duì)水利工程隧洞進(jìn)行開挖爆破時(shí)，需要對(duì)巖石覆蓋厚度和開挖放量等方面有一個(gè)全面的了解，這樣對(duì)于降低爆破自身危險(xiǎn)性非常重要。另外在進(jìn)行手風(fēng)鉆打孔爆破時(shí)還應(yīng)該保證巖石覆蓋厚度在6m以下，降低巖石厚度過(guò)大對(duì)鉆頭造成磨損的可能。為了保證爆破后的隧洞表面能夠達(dá)到平整光滑的狀態(tài)，就需要在爆破之前繪制合理的施工圖紙，并將施工圖紙上的要求全面落實(shí)。在進(jìn)行石方開挖時(shí)，側(cè)墻和底部要按照相應(yīng)要求設(shè)置預(yù)留保護(hù)層，并在爆破之后對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的人工修整。人工修整時(shí)可以采取撬挖和風(fēng)鎬配合的方式，對(duì)地面還可以采用推土機(jī)進(jìn)行整平處理。在爆破之前還應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)安全規(guī)定選擇合理的爆破參數(shù)，并在施工之前對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)整，這樣做的目的在于減少水利工程隧洞爆破時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，保證施工人員人身安全。①排險(xiǎn)。每循環(huán)爆破后，除對(duì)掌子面及拱頂危石排除外，最主要的是排除巖爆松動(dòng)片幫石，危石受自重應(yīng)力與構(gòu)造應(yīng)力影響，在拱頂及兩側(cè)拱角，因巖爆引起層片脫落。爆破排煙結(jié)束后，先使用挖掘機(jī)進(jìn)入開挖掌子面，用機(jī)械斗齒排除松動(dòng)危石快，再由安全員檢查無(wú)危險(xiǎn)情況后，才能進(jìn)行除渣作業(yè)。②沒(méi)循環(huán)作業(yè)時(shí)間。

1.2巖爆處理

先向掌子面噴水，再沿掌子面輪廓線打超前錨桿孔，孔深4m，第一循環(huán)間距0．4m，從第二循環(huán)起間距0．8m，每進(jìn)尺2m，打一循超前錨桿孔，并與前一排超前錨桿孔錯(cuò)位，方向向頂部與洞軸線呈25°～30°傾角，向超前錨桿內(nèi)注水，時(shí)間不少于10min，軟化巖石。在超前錨桿孔內(nèi)注入4．1m超前錨桿，外留0．1m與鋼筋網(wǎng)片(20cm×20cm)連接，用22鋼筋與外留0.1m超前錨桿焊接加固，防止巖爆碎片崩落，也有利于觀察和及時(shí)排險(xiǎn)。

2隧洞混凝土襯砌

2.1鋼筋制安

隧洞所處的工作空間比較狹窄，鋼筋下料全在鋼筋加工廠完成，然后通過(guò)汽車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)制作安裝。因混凝土保護(hù)層只有3cm，模型又多是采用鋼模臺(tái)車，因而要求鋼筋必須按照設(shè)計(jì)尺寸準(zhǔn)確安裝，山西省水工局采用鉆孔固定架立筋來(lái)控制鋼筋綁扎的準(zhǔn)確性。鋼筋綁扎之前要檢查撬除松動(dòng)巖塊嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

2.2鋼模臺(tái)車的制安

隧洞洞身分段的長(zhǎng)度及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是決定模板型式的主要因素。2個(gè)漸變段和3個(gè)平面彎段襯砌采用鋼木混合模板，支撐采用木桁。每1．0m1榀，平面彎段的西瓜皮縫采用木龍骨，五合板做成模型，弦弧差值最大控制在規(guī)范允許的5．4mm內(nèi)。每組安裝時(shí)，先控制中心線和中心線部鋼模設(shè)計(jì)高程，然后逐步調(diào)試側(cè)頂拱高程尺寸，一次調(diào)試成功，再安裝下1組，以此類推。鋼模臺(tái)車固定采用拉筋，方木頂撐方式固定。堵頭安裝，利用鋼模臺(tái)車兩頭各伸出25cm做為底部支撐，木制2片圓弧做堵頭，止水帶內(nèi)外各1片，用拉筋、頂桿固定該圓弧。

2.3止水帶制安及伸縮縫填充材料

隧洞各洞身段通過(guò)山西新華橡膠廠生產(chǎn)的止水帶相連，止水帶長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)尺寸下料，安裝時(shí)，利用2片木制圓弧堵頭上下嵌夾固定，以免打折和位置移動(dòng)。伸縮縫的填充材料用二氈三油填充，支模時(shí)用釘釘在木制圓弧堵頭上來(lái)固定。以免滑落或錯(cuò)位．

2.4襯砌混凝土澆筑(直線段部位)

1)底拱混凝土襯砌。底拱混凝土澆筑范圍100°，混凝土用二級(jí)配，標(biāo)號(hào)200#，混凝土先用75拌合站攪拌，19．5t斯太爾汽車運(yùn)輸，混凝土進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，為了確保混凝土的和易性，再通過(guò)0．75m3攪拌機(jī)二次攪拌。底拱澆筑分兩層。第一層先澆軌道下部分，平均厚度40～55cm，人工入倉(cāng)，由2臺(tái)50振搗器振搗密實(shí)后，人工壓平，抹面成型;第2層厚70cm，此層模板采用自制鋼模具，安裝好后由人工入倉(cāng)，2臺(tái)50振搗器振搗密實(shí)后，移去鋼模，人工抹面收邊，接著進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。2)側(cè)頂拱混凝土澆筑。側(cè)頂拱混凝土澆筑范圍260°，混凝土采用75拌合站拌制，然后經(jīng)19．5t斯太爾自卸汽車運(yùn)到洞外存料斗后，由0．15m3挖機(jī)喂料至混凝土輸送泵，最后通過(guò)125mm管徑將混凝土壓入倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行澆筑?；炷翝仓謧?cè)拱和頂拱兩部分完成。澆筑前先對(duì)底拱混凝土間歇頂面鑿毛清除，沖洗干凈。第一部分側(cè)拱混凝土分2層澆筑，每層厚40cm，澆筑時(shí)打開模板側(cè)窗口，混凝土輸送泵將砂漿壓入倉(cāng)內(nèi)，攤鋪均勻后，開始分層壓入混凝土，分層從窗口插入振搗器振搗，為了確保混凝土振搗的密實(shí)度，模板外輔助用高頻棒振搗，側(cè)拱混凝土分兩層對(duì)稱澆。側(cè)拱澆筑完畢后，關(guān)畢側(cè)窗。第二部分頂拱混凝土，澆筑是將混凝土輸送管道同頂拱預(yù)留管道接通，混凝土從頂拱壓入倉(cāng)內(nèi)。附著振搗器貼住模板外部振搗，澆筑過(guò)程中要用錘擊檢查振搗密實(shí)情況，混凝土輸送完后用鐵插板將頂拱預(yù)窗管口封閉。兩部分混凝土施工間歇時(shí)間不大于混凝土初凝時(shí)間。

2.5拆模及養(yǎng)護(hù)

通過(guò)對(duì)側(cè)頂拱混凝土在不同時(shí)段(24h、36h、48h、60h、72h)混凝土試塊進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)混凝土試塊在60h后強(qiáng)度最小值可達(dá)10．5MPa，一般值為12～13MPa，根據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范》(SDJ－207－82)對(duì)頂拱混凝土拆模時(shí)間的規(guī)定:頂拱在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的40%～50%后可拆模(即8～10MPa)。于是規(guī)定側(cè)頂拱混凝土拆模時(shí)間不小于60h。混凝土澆筑完畢后，及時(shí)養(yǎng)護(hù)。根據(jù)隧洞混凝土頂部養(yǎng)護(hù)不掛水的特點(diǎn)，定時(shí)用噴霧器進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

參考文獻(xiàn):

［1］胡莉萍．隧洞開挖與混凝土襯砌交叉作業(yè)施工方法［J］．水電與新能源，2013(2)．

作者:崔安哲 單位:中國(guó)葛洲壩集團(tuán) 第二工程有限公司