水利工程引水隧洞開(kāi)挖支護(hù)施工技術(shù)探析

【摘要】水利水電工程的施工受到氣候、水文、地質(zhì)等因素的影響較大，尤其是隧洞工程，施工難度大、對(duì)工程安全性影響也較大，所以隧洞施工始終是水利工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文即結(jié)合具體工程案例詳細(xì)闡述了水利工程引水隧洞開(kāi)挖支護(hù)施工技術(shù)的相關(guān)要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】水利工程；引水隧洞；開(kāi)挖；支護(hù)；鉆爆法

一、工程概況

引漢濟(jì)渭工程是陜西省內(nèi)跨流域調(diào)水工程，整個(gè)工程由調(diào)水工程和配水工程兩部分組成。調(diào)水工程由位于漢江干流的黃金峽水利樞紐、支流子午河的三河口水利樞紐以及穿越秦嶺的秦嶺輸水隧洞三大部分組成。秦嶺隧洞全長(zhǎng)98.3km，設(shè)計(jì)流量70m3/s，縱坡比1/2500。

二、水利工程引水隧洞開(kāi)挖支護(hù)施工

（一）施工準(zhǔn)備

第一，對(duì)隧洞施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、水文等情況進(jìn)行全面的勘察，并且根據(jù)勘察的結(jié)果做好施工設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)劃，同時(shí)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的交通狀況制定相應(yīng)的材料和設(shè)備的運(yùn)輸方案；

第二，按照施工設(shè)計(jì)的要求，配備相應(yīng)的施工材料，包括鋼筋、水泥等，同時(shí)對(duì)于特殊的施工材料要做好質(zhì)量驗(yàn)收工作，確保工程順利進(jìn)行。另外，要在施工之前以及施工過(guò)程中做好隧洞的塌方預(yù)防工作，保證隧洞施工的安全進(jìn)行。

（二）鉆爆法施工

1 測(cè)量放線

由測(cè)量錯(cuò)誤引起的炮孔定位誤差在隧道施工中是經(jīng)常見(jiàn)到的。通過(guò)科學(xué)的技術(shù)管理可規(guī)避此類風(fēng)險(xiǎn)。由于客觀原因限制測(cè)量班如果無(wú)法對(duì)每一循環(huán)測(cè)量放樣，可借助隧洞用激光指向儀輔助測(cè)量。本隧洞在施工中借助兩側(cè)的激光指向儀把方位參照點(diǎn)標(biāo)注到掌子面上，對(duì)于周邊眼定位相對(duì)困難的拱頂?shù)膱A弧段，用圓鋼按設(shè)計(jì)輪廓尺寸做好定位模具，工人利用模具可以方便準(zhǔn)確的在開(kāi)挖面上定位布點(diǎn)，有效控制拱頂輪廓尺寸。

2 鉆孔精度

開(kāi)眼位置和鉆孔方向偏差是影響爆破效果的主要原因。由偏位計(jì)算公式 S=e+Ltanθ可知，鉆孔深度越深，外偏角越大，造成的偏差就越大。人工鉆爆中使用的氣腿式風(fēng)鉆，在打鉆時(shí)必須有 3°～5°的外插角。隧洞中造成超挖嚴(yán)重的一個(gè)主要原因就是工人鉆孔技術(shù)不過(guò)關(guān)，鉆桿的外偏角過(guò)大。為爆出平整的開(kāi)挖面，首先要提高施鉆工人的技術(shù)水平，保證鉆孔時(shí)各炮孔眼底盡量落在同一個(gè)平面上，掏槽眼可在此基礎(chǔ)上加深 20cm。

3 施工工藝

在全斷面開(kāi)挖掘進(jìn)中，為了創(chuàng)造出光爆所需的兩個(gè)臨空面，首先要在開(kāi)挖面上形成一個(gè)足夠大的空腔，這個(gè)空腔需要由掏槽眼爆破來(lái)產(chǎn)生。爆破一般選擇直眼掏槽和斜眼掏槽兩種方式，掏槽方式的選擇，要根據(jù)開(kāi)挖面巖層地質(zhì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)調(diào)整。我部在Ⅴ類圍巖及不良地質(zhì)段施工中，采用菱形直眼掏槽，施工方便。 在Ⅳ類及以上圍巖地質(zhì)段采用“水平八字”斜眼掏槽，同等藥量下掏槽效果好，更加經(jīng)濟(jì)合理。

（三）砂漿錨桿+混凝土噴射施工技術(shù)

砂漿錨桿采用YT28鑿巖機(jī)鉆孔施工，在注漿設(shè)備采用專用高壓注漿泵。在使用砂漿時(shí)應(yīng)該采用比較高濃度的砂漿，在砂漿的配合比上要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)原位的試驗(yàn)以進(jìn)行確定后使用，并且還要堅(jiān)持隨拌隨用的原則，對(duì)超過(guò)初凝時(shí)間的砂漿做報(bào)廢處理。使用止?jié){塞進(jìn)行塞入，使其更加牢固，這樣可以確保在承受錨桿上和注滿錨桿孔砂漿的重量上達(dá)到要求。對(duì)排氣管的要求，就是必須確保排氣管插入錨桿孔底，排氣孔未出漿前，不得停止注漿。由于止?jié){塞在砂漿具有一定強(qiáng)度，應(yīng)該自后方拔出，在拔出時(shí)不得振動(dòng)錨桿。

噴射混凝土的原材料，一般應(yīng)當(dāng)選擇常用的硅酸鹽水泥和堅(jiān)硬的中砂或者粗砂，細(xì)度值應(yīng)當(dāng)不小于 2.5。如果使用堿性速凝劑，需要注意避免使用成分中含有活性二氧化硅的石料；如果使用混合水進(jìn)行攪拌，則要確?；旌纤胁淮嬖谟绊懟炷劣不湍Y(jié)的化學(xué)物質(zhì)，確保噴射混凝土的強(qiáng)度符合施工需要。在正式施工之前，需要對(duì)噴射混凝土的配比進(jìn)行試驗(yàn)，確保其配比科學(xué)，才能投入使用。

（四）隧洞襯砌施工

1 襯砌施工設(shè)備

本工程采用C30混凝土進(jìn)行襯砌施工，襯砌工藝選取模板臺(tái)車，混凝土攪拌機(jī)選用HZS35，在洞外集中進(jìn)行混凝土材料生產(chǎn)。結(jié)合本工程隧洞的實(shí)際特點(diǎn)與現(xiàn)有的生產(chǎn)力，每倉(cāng)的長(zhǎng)度確定為12m。為滿足施工質(zhì)量要求，采取混凝土泵送頂模的方式。澆筑施工過(guò)程中，需根據(jù)不用情況采取相應(yīng)的振搗設(shè)備進(jìn)行搗固密實(shí)。隧洞襯砌施工前，需先對(duì)洞身實(shí)施沖洗，以此避免附著的雜質(zhì)影響正常施工。

2 鋼筋的制備與安裝

施工人員應(yīng)按照?qǐng)D紙與規(guī)范制備鋼筋。鋼筋的規(guī)格必須滿足后續(xù)綁扎與焊接施工要求，搭接雙面要求接頭的實(shí)際長(zhǎng)度不低于所用鋼筋直徑的4倍，主受力筋的長(zhǎng)度不得低于其直徑的20倍，受接筋接頭的長(zhǎng)度不得小于其直徑的30倍。鋼筋在使用前必須進(jìn)行除銹，鋼筋綁扎要做到牢固、均勻，同時(shí)還要為后續(xù)施工留下一定保護(hù)層。

3 混凝土澆筑施工

（1）為確?；炷敛牧腺|(zhì)量，禁止在施工中隨意更改配比，在施工前應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，嚴(yán)格控制誤差；

（2）盡可能縮短混凝土的運(yùn)輸時(shí)間，以防止出現(xiàn)離析等現(xiàn)象，如果混凝土出現(xiàn)離析、沁水等現(xiàn)象，應(yīng)視作廢料進(jìn)行處理，禁止再次使用；

（3）此次施工的混凝土坍落度應(yīng)嚴(yán)格控制在8～14cm之間，在運(yùn)輸前，應(yīng)對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行檢查，以防出現(xiàn)漏漿。泵送應(yīng)保持連續(xù)性，導(dǎo)管中的殘留漿液應(yīng)及時(shí)清理，以免堵塞導(dǎo)管。

三、隧洞塌方處理及預(yù)防

（一）縮短開(kāi)挖進(jìn)尺

對(duì)于巖性發(fā)育情況相對(duì)較差的隧洞而言，在施工中應(yīng)制定一套可靠且行之有效的進(jìn)度控制計(jì)劃，爆破施工中盡可能減少實(shí)際裝藥量，并做到放小炮或直接不放炮。在現(xiàn)場(chǎng)施工條件允許的情況中，可采取多人開(kāi)挖的方式，但要保證斷面的規(guī)整性，為隧洞支護(hù)施工奠定良好的基礎(chǔ)，有效降低塌方等事故的發(fā)生幾率。

（二）切實(shí)加強(qiáng)圍巖支護(hù)

加強(qiáng)圍巖支護(hù)不僅是隧洞施工的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一，也是有效預(yù)防隧洞塌方問(wèn)題的關(guān)鍵舉措，及時(shí)且正確地設(shè)置圍巖支護(hù)可以從根本上消除隧洞塌方。支護(hù)方法也有許多種，不同時(shí)期、不同類型的圍巖所適宜的支護(hù)方式也會(huì)有所不同，施工中需要結(jié)合具體情況酌情處理。

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