淺談中小型水工隧洞設計與施工優(yōu)化

◎ 高喜財　中國水利水電第八工程局有限公司

淺談中小型水工隧洞設計與施工優(yōu)化

◎ 高喜財中國水利水電第八工程局有限公司

在中小型水利工程中隧洞設計占據著重要地位，是水利工程質量的根本保證。隧洞設計中，進出口設計應該保證設計的合理性，堅持早進晚出，另外，還要盡可能的減少維修，保證工程質量。本文主要針對中小型水工隧洞設計與施工優(yōu)化進行分析，并且依據實際情況提出了一些見解，希望能夠推動中小型水利工程的建設。

水利工程水工隧洞復合式支護襯砌施工優(yōu)化

水利工程的建設能夠有效緩解我國現階段的能源緊張的局面，同時，還能提高水力資源的利用效率。在實際的中小型水利工程建設中，隧洞的設計以及施工具有重要意義，對于工程的質量具有直接影響。隧洞結構設計過程中，應該堅持以堵為主，限排為輔的原則，加強對施工現場的地質勘察工作。另外，還要對相關的施工工藝進行優(yōu)化，制定合理的施工方案，保證施工的順利開展，才能提高施工質量。本文主要以小型水庫輸水隧洞的設計為例進行分析。

1.工程概況

本文以某水庫為例；該水庫距市區(qū)45km，聚集雨水的面積為1.23km2，并且道路暢通，主河流的長度為1.65km，年平均降雨量為1811mm，年徑流量為156萬立方米。該地區(qū)屬于山區(qū)地形，植被覆蓋就好，巖石裸露較少，水土覆蓋較好，汛期為5-9月，年輕平均氣溫為22.3℃，最高氣溫我38.5℃。設計水位為82.36m，正常蓄水水位為82.4m。興利水庫容量為126萬立方米，總庫容為164萬立方米，死庫容為79.5萬立方米。

2.輸水涵洞的設計

2.1全新輸水涵洞設計

該水庫新建的輸水涵洞位置壩體右側，進口處的底板高度我75.36m，長度為85.364m，底坡比降為0.003645，出口處的底板高度為75.62m，所設計的灌溉面積為135.67hm2，設計灌溉的流量為0.5立方米/s，城門洞段的隧洞設計水深度為0.35m。水庫放水塔上游引水渠道，其長度為8.6m，涵洞長度為14.5m，隧洞的過水斷面為1.3×1.9m，隧洞頂端的和隧洞兩邊的墻壁厚度為0.3m。施工中采用c25鋼筋混凝土進行襯砌；隧洞底部的厚度為0.4m，同樣采用c25鋼筋混凝土進行襯砌，氣候度為0.3m。放水塔下游長度為3.5m的漸變段以及城門長度，其長度為63.75m，隧洞壁的厚度為0.4m。另一方面，隧洞頂部的縱軸線方向，工作人員應該及時設置45°的三孔夾角，其間距為3m；隧洞橫斷面的四周應該設置相應的固結灌漿孔，其應該深入到巖層內部0.7m，然后才能開始固結灌漿，期材料為混凝土漿，壓力應該控制在110-160kPa。

2.2過流能力復核

該水庫新建的隧洞為無壓隧洞，工作人員應該對過流量進行計算，具體的計算公式如下：

在上述公式中，Q代表流量，單位：立方米/s；C代表謝才系數；A代表過水面積，R代表水力半徑，n代表糙率。施工過程中，工作人員應該進行精確計算，保證其能夠滿足施工要求。

2.3隧洞襯砌設計

隧洞施工過程中，應該滿足《水工隧洞設計規(guī)范》（SL279—2002）中的規(guī)范要求，積極采取支護對隧洞圍巖進行加固，根據具體的穩(wěn)定狀況，可以近圍巖壓力不算或者少算。此工程中，隧洞圍巖為V類，設計施工開挖以后，工作人員應該立即采用c25鋼筋混凝土進行噴射加固，其厚度為10cm左右，所以，可以任務此次施工中圍巖已經穩(wěn)定，不用對其進行考慮。此次設計過程中，設計工作人員通過3次計算，達到各點設定抗力條件和法向位移一致。隧洞的進口處采用漿砌石翼墻，寬度為3.5m，同時，還要在墻末端設置相應的攔污柵。

另外，放水塔內半徑為2.4m，外半徑為2.7m，放水塔的同時還設置檢修和工作閘門，閘門的規(guī)格為；1.3m×1.8m，欄污柵檢修平臺的高度為81.20m，閘門檢修平臺為80.61m，啟閉機工作平臺高度為83.7m，滿足實際的設計規(guī)范。設計完成以后，工作人員應該積極的對設計進行審核，以及工程的狀況度對容易出現問題的地方進行審核，才能保證設計的合理性，提高工程的施工質量。

3.中小型隧洞施工方案優(yōu)化分析

一般來說，中小型隧洞施工方案優(yōu)化工作主要包括以下幾點。

3.1工程支洞優(yōu)化

在優(yōu)化中，其主要目的就是為了縮短工期，提高通風、排煙、排渣的工作效率，同時，還能避免施工對于一些重要的建筑物造成一定的影響。工程中，支洞的不合理設置容易導致施工成本增加，同時，還會受到地形地形的限制不能保證經濟效益。所以，在實際的施工中，此種方式雖然能夠縮短工期，但是對于經濟具有一定的影響，相關的工作人員應該依據實際情況進行綜合考慮，然后再決定。

3.2開挖施機械化

在施工中，機械化選擇對于施工進度具有直接的影響，因此，相關工作人員應該從實際出發(fā)，選擇較為合適的開挖、鉆孔設備。中小型隧洞施工中，雖然的多臂鉆鉆孔快施工速度較快，風鉆施工較慢，但是由于隧洞的實際狀況，導致多臂鉆作用較小，風鉆可以施工中所占用的空間較小，可以采用先挖洞后施工的方式，增加風鉆的使用數量，能夠有效的提高鉆孔和的施工效率。在隧洞施工中，出渣方式的合理性對于施工進度也具有一定的影響，所以，工作人員應該依據實際施工狀況選擇合適的運輸方式，采用前裝后卸式單斗裝巖機和斗車進行配合完成出渣工作。

3.3施工輔助設施的優(yōu)化

施工中，相應的輔助設備施工也具有一定的影響，例如：通風、排煙、供電、供水等，相關工作人員應該依據實際狀采取相應的措施，保證施工的順利進行。隧洞的通風以及排煙：工作過程中采用混合式分散供風能夠到達良好的通風效果，同時，還可以采用掛簾隔煙等方式，加強除塵效果。供電：中小型水利隧洞施工中，供電工作難度較大，主要是線損較大，因此，相關的工作人員應該采用電阻較小的銅芯電纜，能夠有效的降低線線損；供水以及排水：施工中，中小型隧洞斷面較小，不能對其進行有效利用；所用，相應的排數以及供水設備應該進集中設置在隧洞的一邊，同時，還要對集水坑進行分散設置，采用階梯形式進行逐級排數。

3.4爆破循環(huán)優(yōu)化

隧洞施工中，爆破施工在所難免，相關工作人員應該依據狀況，對爆破的參數進行調整，保證爆破的效果。進尺是爆破工作中重要的數據，相關工作人員還要對其進行考慮，保證進尺的最佳循環(huán)狀態(tài)。

4.總結

綜上所述，積極加強小型水工隧洞設計與施工優(yōu)化具有重要意義，不僅能夠提高施工效率，保證了工程質量，還能保證工程經濟效益最大化。施工中，相關工作人員應該實際情況，保證設計的合理性；另外，還要對相關的施工進行優(yōu)化，保證各項的工作的順利開展，推動中小型水利工程的發(fā)展。

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