水利工程隧洞施工探討

孔慶元

摘要：本文通過作者的實(shí)際工作經(jīng)驗對水利工程中輸水隧洞的施工方法和技術(shù)進(jìn)行了闡述，參考大家參考。

關(guān)鍵詞：水利工程；隧洞；施工方法；技術(shù)要求

Abstract: In this paper, by the author's actual experience water conveyance tunnel water conservancy construction methods and techniques described, reference.Keywords: hydraulic engineering; tunnel; construction methods; technical requirements

中圖分類號：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2012）

1 輸水隧洞洞口開挖支護(hù)施工

1.1 洞口開挖土石方應(yīng)遵守下列規(guī)定

1.1.1 進(jìn)洞前應(yīng)完成洞口排水系統(tǒng)。

1.1.2 按設(shè)計要求進(jìn)行邊坡放線，自上而下分層開挖并及時支護(hù)，分層開挖高度宜為1m。

1.1.3 清除洞口上方有可能滑塌的表土、灌木及山坡危石等，不留后患。

1.1.4 洞口邊坡開挖不得采用大爆破， 爆破后應(yīng)及時清除松動石 塊。

1.1.5 土質(zhì)地層開挖后應(yīng)及時進(jìn)行支護(hù)。

1.2 洞口施工宜避開降雨期，雨季施工應(yīng)妥善做好防護(hù)措施。

1.2.1 開挖中應(yīng)隨時檢查邊坡，如有滑動、開裂等現(xiàn)象，應(yīng)適當(dāng)放 緩坡度，保證邊坡穩(wěn)定和施工安全。

1.2.2 洞臉采用土釘支護(hù)時，土釘水泥砂漿設(shè)計強(qiáng)度不低于 25MPa，土釘傾斜角度為 5～25°，土釘鉆孔宜選用專門土釘鉆機(jī)，孔徑為 100mm～120mm，如塌孔，可帶護(hù)壁套管鉆進(jìn)。

2 輸水隧洞開挖施工

2.1 輸水隧洞Ⅱ、Ⅲ類圍巖采用全用全斷面開挖。Ⅳ、Ⅴ圍巖地段優(yōu)先采用全斷面開挖，如全斷面開挖有困難時宜采用短臺階法施工。

2.2 當(dāng)用鉆爆法開挖隧洞時，應(yīng)采用光面爆破。施工時，必須編制 爆破設(shè)計，按爆破圖表和說明書嚴(yán)格施工，并根據(jù)爆破效果及時修正有關(guān)參數(shù)。

2.3 光面爆破的參數(shù)應(yīng)根據(jù)工程類比法或通過現(xiàn)場試炮確定。

2.4 光面爆破應(yīng)采用毫秒起爆方式。

2.5 開挖工作面的巖石爆破時，周邊眼應(yīng)采用低密度、低爆速、低 猛度、高爆力的炸藥，用毫秒雷管或?qū)П魍瑫r起爆。

3 輸水隧洞錨桿施工

3.1 根據(jù)錨桿類型、規(guī)格及圍巖情況選擇鉆孔機(jī)具，錨桿鉆孔可采用一般鑿巖機(jī)械，當(dāng)在土層中鉆孔時，宜采用干式排渣的回旋式鉆機(jī)。

3.2 各類圍巖錨桿孔位允許偏差為 150mm，孔深允許偏差為±50mm，孔徑應(yīng)大于桿體直徑 16mm。土洞錨桿參照土釘施工。

3.3 錨桿應(yīng)按設(shè)計要求截取桿體，并整直、除銹和除油，桿體鋼筋保護(hù)層厚度不小于 8mm。

3.4 注漿時注漿管應(yīng)插至距孔底50～100mm， 隨砂漿的注入緩慢勻速拔出；隨即迅速將桿體插入，錨桿桿體插入孔內(nèi)的長度不得短于 設(shè)計長度的35%。若孔口無砂漿溢出，應(yīng)將桿體拔出重新注漿。

3.5 在Ⅳ、Ⅴ級圍巖及特殊地質(zhì)圍巖中開挖隧洞，錨噴支護(hù)必須緊跟開挖工作面，應(yīng)先噴后錨再復(fù)噴，噴射混凝土厚度不應(yīng)小于 50mm，錨桿施工宜在噴射混凝土終凝 3h 后進(jìn)行。

3.6 錨桿桿體露出巖面的長度不應(yīng)大于噴射混凝土的厚度。

4 輸水隧洞噴射混凝土施工

4.1 噴射混凝土強(qiáng)度及防滲等級應(yīng)滿足設(shè)計要求，噴射混凝土1d齡期的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于5MPa。

4.2 應(yīng)根據(jù)對噴射混凝土的質(zhì)量和作業(yè)條件的要求，以及現(xiàn)場的維修養(yǎng)護(hù)能力等選定噴射方式，同時尚應(yīng)考慮對粉塵和回彈量的限制 程度。

4.3 噴射混凝土原材料應(yīng)符合下列要求

4.3.1 應(yīng)優(yōu)先采用普通硅酸鹽水泥。

4.3.2 應(yīng)采用硬質(zhì)潔凈的中砂或粗砂，細(xì)度模數(shù)宜大于 2.5，使用前應(yīng)一律過篩。

4.3.3 采用堅硬耐久的碎石或卵石，粒徑不宜大于15mm，當(dāng)使用堿性速凝劑時，石料不得含活性二氧化硅。

4.3.4 應(yīng)采用符合質(zhì)量要求的外加劑，摻外加劑后的噴射混凝土性能必須滿足設(shè)計要求。

4.3.5 混合水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì)。不得使用污水及 pH 值小于4的酸性水和含硫酸鹽量按 SO4-計算超過混合用水重量 1%的水。

4.4 噴射混凝土配合比應(yīng)通過試驗選定，滿足設(shè)計強(qiáng)度和噴射工藝的要求。

5 輸水隧洞防排水施工

5.1 隧洞進(jìn)洞前應(yīng)先做好洞頂、洞口、輔助坑道口的地面排水系統(tǒng)，防止地表水的下滲和沖刷。

5.2 施工中應(yīng)對洞內(nèi)的出水部位、水量大小、涌水情況、變化規(guī)律、補(bǔ)給來源及水質(zhì)成分等做好觀測和記錄，并不斷改善防排水措施。

5.3 隧洞兩端洞口及輔助坑道洞(井)口應(yīng)及時做好排水系統(tǒng)；覆蓋較薄和滲透性強(qiáng)的地層，地表積水應(yīng)及早處理。

5.4 洞內(nèi)順坡排水，其坡度應(yīng)與線路坡度一致；反坡排水，必須采取機(jī)械抽水。

6 輸水隧洞襯砌施工

6.1 根據(jù)周邊位移的量測結(jié)果判斷圍巖的穩(wěn)定性， 決定襯砌施作時間。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施作：

6.1.1 水工隧洞周邊位移速率有明顯減緩趨勢。

6.1.2 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。

6.1.3 支護(hù)表面沒有再發(fā)展的明顯裂縫。

6.2 水工隧洞襯砌施工時，其中線、標(biāo)高、斷面尺寸和凈空大小均須符合設(shè)計要求。

6.3 襯砌澆筑前應(yīng)采取妥善的封堵或排水措施， 確保襯砌時初襯表面無水。

6.4 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。

6.5 圍巖地質(zhì)條件比較均一的洞身段，只設(shè)置施工縫。 沿洞線的澆筑分段長度，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。

6.6 襯砌材料的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格及要求等，應(yīng)符合設(shè)計要求。

6.7 混凝土的原材料必須同時送入攪拌機(jī)， 攪拌車在輸送混凝土?xí)r不得停拌，自進(jìn)入攪拌車至卸出的時間不得超過混凝土初凝時間的一半。 控制混凝土灌注的速度，兩側(cè)邊墻的混凝土應(yīng)對稱分層灌注，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。 混凝土灌注速度過快，易產(chǎn)生裂縫。

6.8 適當(dāng)延長拆模時間，使之緩慢地降溫。 混凝土強(qiáng)度必須在達(dá)到5.0Mpa 后才能脫模，且脫模時間不宜早于 24h。

7 輸水隧洞回填灌漿施工

7.1 二次襯砌完成后，必須對頂部進(jìn)行回填灌漿。 回填灌漿前必須進(jìn)行灌漿試驗，以合理調(diào)整灌漿參數(shù)，保證灌漿質(zhì)量。

7.2 回填灌漿應(yīng)在襯砌混凝土達(dá)到 70%設(shè)計強(qiáng)度后進(jìn)行。

7.3 灌漿壓力應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場灌漿實(shí)驗綜合分析確定； 土洞鋼筋混凝土襯砌宜采用低壓灌漿，灌漿壓力宜為 0.1 MPa～0.2MPa；巖洞鋼筋混凝土襯砌宜采用 0.3 MPa～0.5MPa。

7.4 頂拱回填灌漿應(yīng)分區(qū)段進(jìn)行，每區(qū)段長度不宜大于 50m，區(qū)段端部必須封堵嚴(yán)密。

7.5 回填灌漿施工應(yīng)自較低的一端開始，向較高的一端推進(jìn)。

7.6 回填灌漿宜分為兩個次序進(jìn)行，一序孔可灌注水灰比為 0.5：1的水泥漿，二序孔可灌注 1：1 和 0.5：1 兩個比級的水泥漿。

7.7 回填灌漿，在規(guī)定的壓力下，灌漿孔停止吸漿，延續(xù)灌注 5min即可結(jié)束。

7.8 回填灌漿宜采用普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號不低于 325號，不得采用火山灰硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥。當(dāng)?shù)叵滤星治g性時，可針對其侵蝕性質(zhì)，選用抗酸性等特殊水泥。

8 輸水隧洞塌方處理

8.1 塌方地段應(yīng)加強(qiáng)預(yù)報工作。 處理塌方前，應(yīng)詳細(xì)調(diào)查其范圍、形狀、塌穴地質(zhì)構(gòu)造、地下水的分布活動情況等，查明其誘發(fā)原因和塌方類型，據(jù)此確定處理方案。

8.2 水工隧洞塌方應(yīng)根據(jù)發(fā)生的部位、規(guī)模及地質(zhì)條件，采取“治塌先治水、治塌先加強(qiáng)；小塌清、先支后清；大塌穿、先棚后穿”的原則，應(yīng)先加固未塌方地段，防止塌穴擴(kuò)大。 采取噴錨支護(hù)、注漿、管棚等技術(shù)措施進(jìn)行處理。

8.3 塌方地段防排水尚應(yīng)遵守下列規(guī)定

8.3.1 對于地表沉陷和裂縫，應(yīng)采用不透水土夯填密實(shí)，并開挖截水溝，防止地表水下滲到塌穴和塌渣體內(nèi)。

8.3.2 塌方冒頂時，應(yīng)在陷穴口地表四周挖溝排水，并設(shè)棚遮蓋穴頂，防止雨水流入。

參考文獻(xiàn)：

[1] 水利隧道勘測規(guī)程[M].北京:人民交通出版社,2007.