淺談水利工程隧洞開挖施工

李艷

摘要：水利隧道施工是水利工程整體建設(shè)中難度最大、最為重要的環(huán)節(jié)，施工技術(shù)的好壞將影響水利工程的質(zhì)量。本文分析了水利隧洞工程開挖施工存在的問題，并提出合理化建議。

關(guān)鍵詞：水利隧洞；工程；開挖；技術(shù)

水利工程隧洞施工管理的好壞直接影響著隧洞工程施工的質(zhì)量，水利工程隧洞施工管理對提高工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。但是由于在進(jìn)行水利工程隧洞開挖時，經(jīng)常會受到外界因素的影響，導(dǎo)致水利工程隧洞經(jīng)常會出現(xiàn)質(zhì)量問題。

1工程案例介紹

某水利工程隧洞開挖之前對水利工程建筑物進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，具體包括山前引水渠道、導(dǎo)洪堤、導(dǎo)洪渠、山后引水渠道、引水隧洞等。其中，引水隧洞作為此次施工重點(diǎn)，隧洞整體長度為390m，隧洞內(nèi)外徑分別為4m、5m。隧洞施工沿線地質(zhì)情況特殊，隧洞埋深為30～80m。隧洞施工包括混凝土工程、石方洞挖、灌漿、鉆孔等。

2水利工程隧洞開挖施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1隧洞開挖

隧洞開挖是水利工程隧洞施工的初步工程，在開挖之前首先要設(shè)計(jì)好洞臉開挖坡比，按照施工圖紙，對比進(jìn)出洞口實(shí)際米數(shù)，盡量做到兩側(cè)邊坡少挖。如果遇到極特殊情況，則可以選擇邊開挖、邊支護(hù)的手段。其次是注意隧洞橫斷面尺寸控制，要求隧洞的圓形斷面內(nèi)徑不能超出2m，非圓形斷面寬度不能超出1.8m。隧洞施工期間，涉及挖掘機(jī)、鋼模臺、架鉆臺車等設(shè)備的應(yīng)用，需要十分注意斷面尺寸，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的方式，準(zhǔn)確設(shè)定好斷面。洞臉、洞口都要得到妥善鞏固，尤其是洞外施工期間，注意實(shí)際施工中的明洞、暗渠。

2.2石方施工技術(shù)

石方施工技術(shù)主要分為兩種，即石方明挖、石方洞挖。石方明挖針對隧洞坡邊輪廓線為主，選擇預(yù)裂爆破施工方法，利用手風(fēng)鉆鉆孔設(shè)備，在需要爆破位置進(jìn)行鉆孔，并且及時填裝火藥進(jìn)行爆破。為了確保石方施工順利完成以及洞口邊坡等安全，施工單位規(guī)定必須應(yīng)用7655型手風(fēng)鉆。洞挖過程中，結(jié)合實(shí)際施工條件，及時制定全斷面開挖方案，以風(fēng)鉆鉆孔以及軸流通風(fēng)機(jī)及時完成排煙工作，同時還要做好土渣清理。具體石方施工技術(shù)步驟如下：測量放樣、鉆孔、裝藥、起爆、排煙、灑水、出渣、噴錨支護(hù)。

爆破之前，注意結(jié)合地質(zhì)情況，設(shè)計(jì)好爆破方案。尤其是爆破方位、項(xiàng)目規(guī)劃、爆破土方量等，并且提前進(jìn)行試爆。爆破實(shí)驗(yàn)主要為實(shí)際爆破工作做準(zhǔn)備，幫助爆破施工確定具體位置以及主爆孔，利用掏槽區(qū)的設(shè)置，在其中間應(yīng)用鉆機(jī)鉆孔，創(chuàng)造出臨空面，增強(qiáng)爆破效果。試驗(yàn)爆破中，孔眼距離非常重要，炮孔的直徑要求為53mm，眼深為2.10m，確定數(shù)據(jù)以及位置，保證爆破更加精準(zhǔn)，效果更加理想。

2.3混凝土施工技術(shù)

水利工程隧洞施工，混凝土施工技術(shù)必不可少。選擇C25混凝土，遵循質(zhì)量施工、便捷操作等原則，綜合觀察混凝土溫度變化，確?；炷翜囟瓤刂频卯?dāng)?；炷潦┕ぶ校鶕?jù)隧洞施工受力要求，需要將隧洞劃分出垂直施工縫，從底部、邊墻等不同位置進(jìn)行混凝土施工，同時還要保證施工至少兩次以上。

隧洞的分縫位置，從混凝土澆筑角度出發(fā)，分塊設(shè)置距離至少保證間隔為12m，尤其是結(jié)構(gòu)要求非常嚴(yán)格的縫隙，需結(jié)合實(shí)際情況重新劃分。嵌縫則使用瀝青杉板，施工作業(yè)之前先對邊縫進(jìn)行鑿毛，并且設(shè)置鋼筋位置，及時插入鋼筋，型號為Φ18，鋼筋分布以梅花型為主，要求1m2至少布置6根鋼筋。鋼筋布置完畢，設(shè)置止水帶，確保鋼筋不被截?cái)唷＿@樣就可以進(jìn)一步固定結(jié)構(gòu)架，進(jìn)入到泵送混凝土過程，檢查好泵送管道，防止出現(xiàn)堵塞或者輸送速度減緩的情況。

2.4鉆孔、灌漿

鉆孔灌漿施工技術(shù)，主要目的是為了進(jìn)一步穩(wěn)固隧洞，有效預(yù)防隧洞漏水。根據(jù)隧洞施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以固結(jié)灌漿、回填灌漿結(jié)合的方式完成灌漿工作。頂拱回填灌漿分區(qū)段完成，區(qū)段距離為45m，回填管徑必須從位置較低的端口開始，依次從較高位置進(jìn)入，最后到達(dá)頂孔。布置隧洞的灌漿孔，間隔距離為3m，回填灌漿孔間隔距離為50mm。鉆孔完畢進(jìn)入到灌漿作業(yè)，灌漿壓力控制在0.20MPa，回填灌漿完畢進(jìn)行固結(jié)灌漿，期間間隔時間為7～14d，固結(jié)灌漿孔依然是梅花型進(jìn)行布置，先進(jìn)行一序孔灌漿，再進(jìn)行二序孔灌漿。鉆孔灌漿期間必須做好觀測工作，確保出現(xiàn)問題的位置得到及時處理，及時完成二次補(bǔ)灌漿，保證鉆孔灌漿施工質(zhì)量。

3水利工程隧洞開挖施工質(zhì)量控制建議

3.1加強(qiáng)技術(shù)準(zhǔn)備

對于水利工程隧洞開挖施工來講，技術(shù)準(zhǔn)備是比較關(guān)鍵的組成部分，同時能夠產(chǎn)生的影響力特別高，如果繼續(xù)按照老舊的模式來開展，不僅無法得到預(yù)期效果，還會在工作的綜合效用上表現(xiàn)出大幅度的降低現(xiàn)象。所以，在水利工程隧洞開挖施工的技術(shù)準(zhǔn)備方面不能表現(xiàn)出任何的忽視。如天水市城區(qū)引洮供水工程施工第七標(biāo)段新4#隧洞的主體工程及臨時工程，新4#隧洞地處定西市通渭縣青堡鄉(xiāng)、定西市隴西縣永吉鄉(xiāng)及天水市武山縣榆盤鄉(xiāng)境內(nèi)。施工時嚴(yán)格按“新奧法”施工技術(shù)組織施工，對軟弱圍巖段采用淺孔多循環(huán)小藥量的開挖爆破方法進(jìn)行開挖，邊挖邊支護(hù)。組織機(jī)械化施工，實(shí)施掘進(jìn)（鉆孔、裝、運(yùn)）、支護(hù)（拌、運(yùn)、錨、網(wǎng)噴）、砼襯砌（拌、運(yùn)、灌、搗）三條機(jī)械化作業(yè)線。

3.2完善技術(shù)方案

現(xiàn)如今的國家建設(shè)過程中，正處于一個非常特殊的時期，有些工作的安排和部署，并不能取得較好的效果，有很大一部分原因在于技術(shù)方案的組建并不完善，一旦外界因素發(fā)生改變，或者是出現(xiàn)了突發(fā)情況，都有可能導(dǎo)致水利工程隧洞開挖施工陷入到較大的困境當(dāng)中，而且在彌補(bǔ)的難度上是非常高的。如新4#隧洞洞身開挖采用光面爆破法施工，氣腿式風(fēng)鉆造孔、人工裝藥、非電毫秒雷管起爆，根據(jù)不同地下水文地質(zhì)情況選用爆破炸藥。配合ZWL-80/47.2L電動扒渣機(jī)裝渣，自卸翻斗車運(yùn)輸至洞外至渣場并平整。噴錨支護(hù)錨桿造孔采用氣腿式風(fēng)鉆，為降低回彈量和粉塵，噴砼采用TK-961型濕噴機(jī)（4～5m3/h）。洞身開挖時，圍巖開挖始終堅(jiān)持“管超前、嚴(yán)注漿、弱爆破（或不爆破）、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測”的施工原則。

結(jié)語

綜上所述，水利工程隧洞施工工序較多，加上隧洞結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此施工難度非常大。特別是隧洞在施工之前，必須做好設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備工作，施工過程中注意施工技術(shù)應(yīng)用細(xì)節(jié)的控制，施工結(jié)束后及時做好清理、檢查工作，從各個方面確保水利工程隧洞施工順利完成。

參考文獻(xiàn)

[1]楊武，譚劍波.天生橋水庫輸水隧洞安全復(fù)核及除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)[J].浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，28（4）：36-39.

（作者單位：湖南楚禹建設(shè)工程有限公司）