水利工程中引水隧洞的施工技術(shù)與質(zhì)量控制

□白擁軍（新疆額爾齊斯河流域開(kāi)發(fā)工程建設(shè)管理局）

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水利工程中引水隧洞的施工技術(shù)與質(zhì)量控制

□白擁軍（新疆額爾齊斯河流域開(kāi)發(fā)工程建設(shè)管理局）

摘要：水利工程作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，它的作用在于興利除害。因此，水利工程的建設(shè)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有其必要性和重要性，而水利工程的施工技術(shù)與質(zhì)量控制就成為水利工程建設(shè)的重要控制點(diǎn)，由于水利工程項(xiàng)目中包含的具體項(xiàng)目較多，文章就北疆某引水隧洞的施工技術(shù)與質(zhì)量控制進(jìn)行闡述分析，提出適合該項(xiàng)目的施工技術(shù)方案措施及其質(zhì)量控制要點(diǎn)，旨在對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)總結(jié)及同類(lèi)項(xiàng)目提供有益的施工參考。

關(guān)鍵詞：引水隧洞；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

1工程概況

該工程位于北疆北部，主要包括山前引水渠道、引水隧洞、山后引水渠道、導(dǎo)洪堤、導(dǎo)洪渠、防洪堤等建筑物。其中引水隧洞長(zhǎng)約390 m，隧洞外徑5.00 m、內(nèi)徑4.00 m，隧洞沿線(xiàn)地形起伏，沿線(xiàn)隧洞埋深一般30～80 m。引水隧洞工程施工的主要內(nèi)容包含土石方明挖、石方洞挖、混凝土工程、施工鉆孔和灌漿等。

2施工技術(shù)與質(zhì)量控制

2.1土方明挖施工

由于該土方開(kāi)挖為引水隧洞的明挖施工，因此開(kāi)挖前需進(jìn)行初步測(cè)量放樣，以確定洞口邊坡開(kāi)挖邊線(xiàn)，同時(shí)由于該項(xiàng)目土方明挖施工在雨季，因此開(kāi)挖時(shí)需做好前期準(zhǔn)備工作，根據(jù)項(xiàng)目的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形地貌和水文地質(zhì)情況，邊坡的開(kāi)挖采取沿等高線(xiàn)的方式自下而上、分段、分層依次進(jìn)行開(kāi)挖，在開(kāi)挖過(guò)程中，要沿著邊坡底部位置設(shè)置寬高為100 mm×100 mm水溝，并保持排水溝的縱向坡率為3%以便于匯聚一處進(jìn)行抽水排水保持邊坡穩(wěn)定，同時(shí)開(kāi)挖時(shí)要對(duì)邊坡進(jìn)行休坡處理，并按圖紙進(jìn)行噴錨支護(hù)，直至完成整個(gè)洞口明挖。土方開(kāi)挖的施工機(jī)械采用1～2 m3挖掘機(jī)，12 t自卸汽車(chē)運(yùn)輸渣料，開(kāi)挖時(shí)永久邊坡按設(shè)計(jì)坡度進(jìn)行開(kāi)挖，設(shè)計(jì)未做要求時(shí)，開(kāi)挖坡度按1：0.75進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖時(shí)要邊開(kāi)挖邊進(jìn)行修坡，開(kāi)挖修坡達(dá)到設(shè)計(jì)要求后即開(kāi)始護(hù)坡施工。

土方開(kāi)挖前，要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行仔細(xì)研究并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，施工時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙所示的引水隧洞的邊線(xiàn)尺寸并預(yù)留一定的工作面進(jìn)行開(kāi)挖放樣，并反復(fù)對(duì)放樣邊坡控制點(diǎn)進(jìn)行檢查，同時(shí)做好開(kāi)挖區(qū)周?chē)潘仍O(shè)施的質(zhì)量檢查和驗(yàn)收；開(kāi)挖過(guò)程中，要按照項(xiàng)目部的三檢制度，嚴(yán)格檢查、反復(fù)校驗(yàn)引水隧洞開(kāi)挖底部的控制標(biāo)高及點(diǎn)平面尺寸控制點(diǎn)；土方開(kāi)挖完成后要對(duì)主體工程開(kāi)挖基礎(chǔ)面、開(kāi)挖底面、壩體填筑前的基礎(chǔ)面的清理等項(xiàng)目進(jìn)行檢查驗(yàn)收，以保證土方開(kāi)挖工程的質(zhì)量。

2.2石方施工

該項(xiàng)目石方開(kāi)挖包括石方明挖和石方洞挖兩種方式，其中對(duì)明挖坡邊輪廓線(xiàn)采用預(yù)裂爆破施工，對(duì)洞口明挖石方采用手風(fēng)鉆鉆孔、少藥量火炮爆破施工，以保護(hù)洞臉邊坡，其施工機(jī)具采用空氣機(jī)供風(fēng)機(jī)、7655型手風(fēng)鉆等；對(duì)于洞挖部分，由于工作面地質(zhì)條件一般，因此，對(duì)于此類(lèi)圍巖洞段，擬采用全斷面開(kāi)挖方案，利用風(fēng)鉆鉆孔、日產(chǎn)2×37.50 kW軸流通風(fēng)機(jī)排煙、小型拖拉機(jī)配合出渣。洞挖石方施工工藝流程如圖1所示：

圖1　洞挖石方施工工藝流程圖

爆破施工前需根據(jù)該項(xiàng)目的地質(zhì)情況、爆破土方量、爆破位置以及類(lèi)似項(xiàng)目的爆破情況等進(jìn)行初爆設(shè)計(jì)，初爆設(shè)計(jì)后，要對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試爆。本項(xiàng)目爆破試驗(yàn)初設(shè)為分別設(shè)置主爆孔、掏槽孔、及掏槽區(qū)，在設(shè)置掏槽區(qū)后，在掏槽區(qū)中間鉆一大空孔，為炮眼位置創(chuàng)造出一個(gè)臨空面，以加強(qiáng)爆破效果，同時(shí)掏槽孔裝藥需要根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)進(jìn)行加強(qiáng)。通過(guò)初步設(shè)計(jì)，初爆試驗(yàn)按四組不同的孔眼間距進(jìn)行試爆，通過(guò)試爆，選為眼深2.10 m，炮孔直徑為53 mm，L=210 mm炸藥的一組進(jìn)行確定為適合該項(xiàng)目的施工方案。此外，在隧洞端面上，由于對(duì)爆破的精度更加嚴(yán)格，因此需要多設(shè)置臨空面的方式，使爆破效果更加精準(zhǔn)，同時(shí)減少了爆破對(duì)隧洞頂部襯砌圍巖的破壞，保持了巖石的完整性、穩(wěn)定性。在爆破時(shí)應(yīng)分段進(jìn)行，爆破完成一段，即進(jìn)行邊坡修整并進(jìn)行噴錨支護(hù)一段。

石方開(kāi)挖時(shí)質(zhì)量控制主要在于爆破時(shí)的鉆孔精度、鉆孔深度、方向、臨空面等的設(shè)置，因?yàn)殂@孔的精度、方向、臨空面等直接影響爆破的效果及對(duì)周邊圍巖的影響。同時(shí)每孔的裝藥量也要嚴(yán)格控制，嚴(yán)禁多裝、少裝、漏裝的情況發(fā)生；爆破前應(yīng)仔細(xì)檢查雷管的段位、爆破網(wǎng)絡(luò)的連接情況，并設(shè)置爆破區(qū)域與非爆破區(qū)域的阻擋，如安全網(wǎng)阻隔，同時(shí)疏散人群，確保起爆的安全。

3混凝土施工

本項(xiàng)目引水隧洞混凝土襯砌采用C25混凝土，襯砌結(jié)構(gòu)施工分縫依據(jù)方便施工的原則，同時(shí)考慮混凝土溫控要求。為方便施工并結(jié)合隧洞混凝土受力要求，隧洞混凝土分一條垂直施工縫，將混凝土分為底部、邊墻和頂拱混凝土兩次施工，分層圖見(jiàn)圖2。分縫位置按澆注分塊每隔12m處。具有結(jié)構(gòu)要求的結(jié)構(gòu)縫，則依據(jù)設(shè)計(jì)要求劃分。施工縫用瀝青杉板嵌縫。施工縫采用老混凝土面按規(guī)范要求作鑿毛、設(shè)置Φ18插筋（梅花型布置，每平方米不少于6根）和設(shè)止水帶（片）處理，分布鋼筋不裁斷。

圖2　引水隧洞混凝土襯砌分層圖

該項(xiàng)目混凝土澆筑采用泵送混凝土，泵送混凝土施工主要的問(wèn)題是混凝土泵送過(guò)程中出現(xiàn)堵塞。因此在施工過(guò)程中，除按設(shè)計(jì)圖紙嚴(yán)格控制混凝土的自身質(zhì)量，還要嚴(yán)格控制混凝土的坍落度、和易性、混凝土中的骨料粒徑要使用適合泵送的粒徑等，在泵送前要在泵送管中先泵入少量的水泥砂漿以保持泵送管的濕潤(rùn)，泵送時(shí)要保證混凝土的連續(xù)性，避免因供料中斷而引起混凝土的初凝情況，在泵送過(guò)程中如果泵送路徑過(guò)長(zhǎng)，則需間隔時(shí)間輕敲泵送管及彎管部分以避免堵管。因此，引水隧洞襯砌施工中必須嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量。

4鉆孔和灌漿施工

在混凝土襯砌施工完成后，為二次穩(wěn)定襯砌并防止漏水，按設(shè)計(jì)要求，隧洞需進(jìn)行固結(jié)灌漿和回填灌漿。頂拱回填灌漿按每區(qū)段45 m分區(qū)段進(jìn)行，回填灌漿施工時(shí)自較低的一端開(kāi)始，然后分別向兩邊較高處依次進(jìn)行，最后為頂孔。灌漿孔布置在隧洞混凝土拱部，每3 m布設(shè)一孔。該項(xiàng)目回填灌漿孔孔徑為50 mm，回填灌漿孔深入圍巖50 mm以上，排距為4500 mm，灌漿壓力為0.20 MPa.。固結(jié)灌漿在回填灌漿結(jié)束7～14 d后進(jìn)行，固結(jié)灌漿孔采用環(huán)向梅花型布置方式，灌漿時(shí)先灌一序孔，然后再灌二序孔。灌漿時(shí)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，灌漿時(shí)加強(qiáng)觀測(cè)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)洞壁發(fā)生變形破壞并進(jìn)行及時(shí)處理?；靥罟酀{和固結(jié)灌漿均沿全線(xiàn)布置。灌漿施工按先回填灌漿，后固結(jié)灌漿的順序進(jìn)行。施工過(guò)程中使用灌漿自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制記錄系統(tǒng)，保證灌漿施工質(zhì)量。灌漿完成后要對(duì)灌漿段進(jìn)行壓水試驗(yàn)，初步了解灌漿質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)灌漿質(zhì)量不理想部位，即進(jìn)行二次補(bǔ)灌漿。

鉆孔及灌漿施工中的質(zhì)量控制主要有孔距和高度、灌漿量、漿液的配合比等，因?yàn)楣酀{量、配合比等直接影響灌漿的質(zhì)量，進(jìn)而影響整個(gè)引水隧洞的主體結(jié)構(gòu)，所以，在施工時(shí)要嚴(yán)格控制上述指標(biāo)，同時(shí)對(duì)于每個(gè)施工段的接縫位置也要進(jìn)行檢查，對(duì)施工縫處理效果不佳的位置要進(jìn)行及時(shí)處理。灌漿檢查孔在設(shè)計(jì)規(guī)定壓力下，在10 min內(nèi)注入水灰比2：1的漿液，每孔不超過(guò)10 L，即為合格。

5結(jié)語(yǔ)

水利工程建設(shè)是需要施工單位要有足夠的管理經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)業(yè)技術(shù)才能進(jìn)行系統(tǒng)的施工及質(zhì)量控制，其中引水隧洞只是水利工程建設(shè)中的一小部分，本文也僅對(duì)引水隧洞的施工技術(shù)及質(zhì)量控制進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析闡述。由于引水隧洞施工工序較多，因此本文僅對(duì)其影響較大的土方、石方、混凝土、鉆孔灌漿四項(xiàng)工序進(jìn)行闡述，接下來(lái)本人會(huì)在工作中對(duì)具體的施工工序技術(shù)進(jìn)行仔細(xì)研究，并在今后的工作中形成總結(jié)以論文的方式進(jìn)行闡述，旨在希望同行業(yè)相互借鑒學(xué)習(xí)，為水利工程建設(shè)這個(gè)大領(lǐng)域貢獻(xiàn)自己的一分責(zé)任。

參考文獻(xiàn)

［1］陳集飛.水利工程施工技術(shù)與質(zhì)量控制探討［J］.中國(guó)水運(yùn)（下半月），2015，05：125-126.

［2］楊福玲.水利樞紐引水配套工程施工質(zhì)量控制探析［J］.黑龍江科技信息，2015，33：240-241.

（責(zé)任編輯：趙鑫）

中圖分類(lèi)號(hào)：TV672.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1673-8853（2016）05-0054-02

收稿日期：2016-01-31