水利施工輸水隧洞施工措施研究

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摘要：隨著我國(guó)水利工程建設(shè)的發(fā)展，隧洞施工在整個(gè)水利工程施工中占有越來(lái)越重要的地位。本文對(duì)輸水隧洞的工程實(shí)施做了簡(jiǎn)要分析，并對(duì)隧洞的開(kāi)挖、回填灌漿等環(huán)節(jié)的施工措施以及防塌方措施提出了建議，以期為我國(guó)水利工程建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：水利施工；輸水隧洞；措施

水利工程建設(shè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義。輸水隧洞施工是水利工程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，隧洞施工受周?chē)牡刭|(zhì)環(huán)境等多種因素影響，施工工序復(fù)雜、施工難度大，要根據(jù)實(shí)際情況、綜合因素、選擇合適的隧洞路線(xiàn)并設(shè)計(jì)安全可行的施工方案，嚴(yán)格監(jiān)控施工質(zhì)量，以保證施工的質(zhì)量和工程的順利、安全實(shí)施。

1水利施工中輸水隧洞概述

水利工程中的輸水隧洞施工是指在山中或地下鑿洞，以利于水的流通，一般用于灌溉、發(fā)電、供水或排水，也可用來(lái)施工導(dǎo)流及通航。根據(jù)水流的大小，可分為無(wú)壓隧洞和有壓隧洞，無(wú)壓隧洞在輸水時(shí)不會(huì)完全輸滿(mǎn)，留有一定的空間以保持自由水面，通常用來(lái)排放泥沙、進(jìn)行施工導(dǎo)流及泄洪；有壓隧洞的水流則會(huì)充滿(mǎn)整個(gè)斷面，使其內(nèi)壁受到內(nèi)水壓力，多用來(lái)引發(fā)水電。隧洞由進(jìn)水段、洞身和出口建筑物三個(gè)部分組成。進(jìn)水段包括進(jìn)水口、閥門(mén)、通氣孔和其他控制建筑物；洞身是隧洞的主體，一般采用襯砌施工以防護(hù)巖面安全；出口建筑物根據(jù)隧洞的類(lèi)型和功能不同，其設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方案也不同。為保證其安全和質(zhì)量，首先，要科學(xué)合理的選擇施工路線(xiàn)，嚴(yán)格勘查路況，避開(kāi)地質(zhì)條件差的路線(xiàn)從而確保施工效良好果。其次，在施工中要對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的措施，選擇合適的施工方案，嚴(yán)格把控施工質(zhì)量。最后，要結(jié)合實(shí)際分析工程中發(fā)生塌方等危險(xiǎn)的幾率，做好預(yù)防和應(yīng)對(duì)措施，以保證工程的安全。

2水利施工中輸水隧洞的施工措施

2.1輸水隧洞開(kāi)挖施工措施

適宜的隧洞開(kāi)挖方式是保證施工正常開(kāi)展及施工質(zhì)量的基礎(chǔ)。施工團(tuán)隊(duì)一般根據(jù)施工地段的地質(zhì)和施工要求等條件選擇開(kāi)挖方式，隧洞開(kāi)挖方式有全斷面開(kāi)挖法和導(dǎo)洞開(kāi)挖法。全斷面開(kāi)挖法是指全面施工開(kāi)挖斷面，一次性開(kāi)挖到位的施工方法，此法一次性、全面鉆孔，然后安裝炸藥爆破，清理廢渣后再進(jìn)行下一次鉆爆作業(yè)。全斷面開(kāi)挖法在實(shí)施中較容易，可有效提高施工效率，縮短施工時(shí)間，在圍巖情況較好的情況下適合采用這種開(kāi)挖方式，需要注意初期支護(hù)的建設(shè)，嚴(yán)格按照施工方案施工。不同于全斷面開(kāi)挖法的一次性開(kāi)挖，導(dǎo)洞開(kāi)挖法先在斷面上開(kāi)挖，之后根據(jù)設(shè)計(jì)方案要求再進(jìn)行導(dǎo)洞開(kāi)挖。該法能靈活根據(jù)施工情況進(jìn)行調(diào)整，解決了工程實(shí)施中通風(fēng)和排水的問(wèn)題，但存在實(shí)施工序復(fù)雜、施工難度高、工程量大等問(wèn)題。在實(shí)際隧洞施工中，要對(duì)隧洞圍巖的斷面等情況進(jìn)行充分的考察，然后根據(jù)情況制定相關(guān)的開(kāi)挖方案，還應(yīng)合理的簡(jiǎn)化施工方案，例如，鉆爆法施工時(shí)可以采用光面爆破的方式，在進(jìn)行巖石爆破時(shí)應(yīng)該用高爆力、低密度的炸藥，以保證爆破效果的同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的損傷。

2.2輸水隧洞錨桿施工措施

在輸水隧洞錨桿施工中，不同的圍巖施工對(duì)錨桿的規(guī)格和類(lèi)型有不同的要求，錨桿鉆孔時(shí)可以采用一般的機(jī)械，土層鉆孔時(shí)則要用專(zhuān)業(yè)的設(shè)備。施工中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求確定孔位并注明標(biāo)記，按照“先注漿后插桿”的順序進(jìn)行施工。注漿時(shí)要注意控制速度，砂漿注入時(shí)將錨桿緩慢的拔出，然后將其插到孔內(nèi)。施工過(guò)程中要將桿體拔出，然后重新注漿施工。按要求截取錨桿桿體，并做除銹和整值處理，進(jìn)行鋼筋保護(hù)時(shí)要嚴(yán)格控制其厚度。

2.3輸水隧洞混凝土施工措施

混凝土施工是工程質(zhì)量和效率的重要保證，不同等級(jí)的圍巖施工時(shí)對(duì)混凝土的厚度有一定要求，錨桿施工3h后要進(jìn)行混凝土的噴射施工，混凝土噴射施工對(duì)混凝土有嚴(yán)格的要求，施工前要對(duì)混凝土質(zhì)量、施工現(xiàn)場(chǎng)的維修能力進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)以確定噴射方式，還應(yīng)結(jié)合施工要求和施工技術(shù)來(lái)選擇合適的噴射機(jī)，濕式噴射機(jī)的工藝效果很好，因此在施工條件允許的情況下優(yōu)先選擇濕式噴射機(jī)。由于濕式噴射機(jī)對(duì)黃砂的含泥量、含水量以及細(xì)度模數(shù)要求較高，施工過(guò)程中要控制好黃砂的質(zhì)量，同時(shí)在噴射前要將洞內(nèi)的堆積物清理干凈，將受?chē)娒鏇_洗干凈。

2.4輸水隧洞襯砌施工措施

在進(jìn)行隧洞襯砌施工前，要對(duì)周邊位移的量進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)測(cè)量結(jié)果判斷圍巖的穩(wěn)定性，只有圍巖和支護(hù)變形基本穩(wěn)定后才能進(jìn)行隧洞襯砌施工，襯砌施工和斷面情況、內(nèi)水壓力、水流條件、支護(hù)效果等因素有非常緊密的關(guān)系，以上這些因素都要滿(mǎn)足一定的條件。水利工程進(jìn)行隧洞襯砌澆筑前要實(shí)施相應(yīng)的排水或封堵措施，以保證初襯表面在襯砌時(shí)沒(méi)有水。襯砌澆筑一般是一次性全斷面澆筑或者先澆底板，然后進(jìn)行側(cè)墻、拱頂澆筑，圍巖地質(zhì)均勻的地段設(shè)置施工縫，不能設(shè)置反縫。同時(shí)，根據(jù)溫度以及澆筑能力等條件來(lái)確定沿洞線(xiàn)分段澆筑的長(zhǎng)度，避免混凝土收縮產(chǎn)生裂縫。

2.5輸水隧洞回填灌漿施工措施

為了防止混凝土和鋼筋混凝土襯砌過(guò)的頂部出現(xiàn)塌方的危險(xiǎn)，必須對(duì)其進(jìn)行回填灌漿，回填灌漿的范圍、排距、孔距、灌漿的濃度和壓力都必須根據(jù)隧洞襯砌的結(jié)構(gòu)和條件來(lái)設(shè)計(jì)。在回填灌漿前要進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，要保證灌漿參數(shù)達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，只有混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到70%后才能進(jìn)行回填灌漿。灌漿壓力一般根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的灌漿實(shí)驗(yàn)確定，通常土洞鋼筋混凝土襯砌采用灌漿壓力為0.1～0.2MPa的低壓灌漿，巖洞鋼筋混凝土襯砌用0.3～0.5MPa的灌漿。灌注應(yīng)該分區(qū)段進(jìn)行，每區(qū)段長(zhǎng)度在50cm以?xún)?nèi)，而且要分兩個(gè)次序進(jìn)行，從較低一端向較高一端推進(jìn)，同一區(qū)段的同一序孔既可以鉆孔后灌漿，也可以單孔分序鉆孔和灌漿。

2.6輸水隧洞防塌方施工措施

防止隧洞塌方是保證隧洞施工質(zhì)量和施工安全的關(guān)鍵，施工前要認(rèn)真勘查地質(zhì)，了解隧洞周?chē)牡乩憝h(huán)境和水文條件，結(jié)合工程情況做好預(yù)防塌方的準(zhǔn)備，同時(shí)要做好隧洞檢測(cè)工作，定期檢查隧洞是否有塌方風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)情況隨時(shí)調(diào)整施工方案。預(yù)防塌方一是要嚴(yán)格控制爆破工作，在保證施工質(zhì)量的前提下合理控制爆破范圍和程度，保證斷面的規(guī)整性，做好隧洞支護(hù)工作，降低塌方的發(fā)生。二是要加強(qiáng)圍巖支護(hù)，根據(jù)圍巖的類(lèi)型和施工進(jìn)度選擇有效的支護(hù)方式，從根本上消除隧洞塌方的危險(xiǎn)。

2.7輸水隧洞襯砌施工

根據(jù)周邊位移的量測(cè)結(jié)果判斷圍巖的穩(wěn)定性，決定襯砌施作時(shí)間。襯砌應(yīng)在圍巖和支護(hù)變形基本穩(wěn)定并具備以下條件時(shí)施作：水工隧洞周邊位移速率有明顯減緩趨勢(shì)。水平收斂（拱腳附近）速度小于0.2mm/d，或拱頂位移速度小于0.15mm/d。支護(hù)表面沒(méi)有再發(fā)展的明顯裂縫。水工隧洞襯砌施工時(shí)，其中線(xiàn)、標(biāo)高、斷面尺寸和凈空大小均須符合設(shè)計(jì)要求。襯砌澆筑前應(yīng)采取妥善的封堵或排水措施，確保襯砌時(shí)初襯表面無(wú)水。襯砌澆筑宜全斷面一次澆筑，或先澆底板后澆側(cè)墻、拱頂，不準(zhǔn)設(shè)置反縫。圍巖地質(zhì)條件比較均一的洞身段，只設(shè)置施工縫。沿洞線(xiàn)的澆筑分段長(zhǎng)度，根據(jù)澆筑能力和溫度等因素確定，采用8～10m，以免混凝土硬化收縮使襯砌產(chǎn)生裂縫。襯砌材料的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格及要求等，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。混凝土的原材料必須同時(shí)送入攪拌機(jī)，攪拌車(chē)在輸送混凝土?xí)r不得停拌，自進(jìn)入攪拌車(chē)至卸出的時(shí)間不得超過(guò)混凝土初凝時(shí)間的一半?？刂苹炷凉嘧⒌乃俣龋瑑蓚?cè)邊墻的混凝土應(yīng)對(duì)稱(chēng)分層灌注，到拱腳處停1h左右，待邊墻混凝土下沉穩(wěn)定后，再灌注拱部混凝土?；炷凉嘧⑺俣冗^(guò)快，易產(chǎn)生裂縫。適當(dāng)延長(zhǎng)拆模時(shí)間，使之緩慢地降溫?；炷翉?qiáng)度必須在達(dá)到5.0MPa后才能脫模，且脫模時(shí)間不宜早于24h。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，輸水隧洞施工是決定水利工程好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際的隧洞施工中，施工工序復(fù)雜，涉及到的環(huán)節(jié)較多且受影響因素也較多。因此，要制定科學(xué)合理的施工方法，在輸水隧洞的開(kāi)發(fā)方式、錨桿施工、混凝土施工、襯砌施工和回填灌漿施工中采取一定的措施保證其質(zhì)量和效率，同時(shí)要采取相應(yīng)的防塌方、防排水措施，以達(dá)到安全、高效施工的目的。

作者:王勇 單位:甘肅水利機(jī)械化工程有限責(zé)任公司