水利工程中隧洞施工的選線要求及技術(shù)簡(jiǎn)述

黃春發(fā)

江西華龍水利工程建設(shè)有限公司 江西宜春 336000

我國(guó)社會(huì)的發(fā)展需要水利工程的日益完善，近年來(lái)我國(guó)在隧道開(kāi)挖環(huán)節(jié)上有了很大成果，例如引黃入晉工程，引額濟(jì)克工程等，經(jīng)過(guò)不斷地探索，我國(guó)水利工程方面已經(jīng)掌握在各種地質(zhì)條件下的隧洞施工技術(shù)。

1 水利工程中隧洞施工的選線具體要求分析

1.1 要盡量避開(kāi)地質(zhì)條件較差的地段

隧洞的路線選擇應(yīng)盡量避開(kāi)山巖壓力大、地下水位高、漏水嚴(yán)重的巖層以及斷層、破碎帶和可能滑坡的不穩(wěn)定地段，而盡量選擇完整、堅(jiān)硬穩(wěn)定且地質(zhì)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單的山體內(nèi)，以充分利用圍巖的自承能力，當(dāng)隧洞軸線與巖層面及主要節(jié)理裂隙相交時(shí)應(yīng)盡量成較大夾角，同時(shí)采取較為妥善的防御措施，以防圍巖失穩(wěn)發(fā)生并擴(kuò)大，進(jìn)而保證隧洞施工及運(yùn)行安全[1]。

1.2 選擇線路短且直、沿線地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單的隧洞路線

在達(dá)到樞紐總布置要求條件下，隧洞路線應(yīng)選擇線路短且直、沿線地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單的有利施工方案，減少工程費(fèi)用以及水頭損失的同時(shí)取得最后的水流條件。如有因地形、地質(zhì)條件和樞紐布置原因而不得不轉(zhuǎn)彎時(shí)，其轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于5倍的洞徑或洞寬，其偏轉(zhuǎn)角通常不大于以使彎道水流平順。針對(duì)通過(guò)高速水流的無(wú)壓隧洞則應(yīng)力求在平面上設(shè)置盡量少的曲線段。

1.3 隧洞要保證由足夠的圍巖厚度

隧洞較深的埋置深度可以充分利用圍巖的彈性抗力和減小地震力的影響以達(dá)到減小襯砌厚度的目的。洞身部分一般均埋置較深，其進(jìn)、出口部位的圍巖厚度一般應(yīng)達(dá)到1倍的洞徑或洞寬。但在采取了合理的施工程序和工程措施之后圍巖厚度還可以減小。對(duì)于相鄰兩隧洞間巖體的厚度一般應(yīng)有3倍的洞徑或洞寬，巖體較好時(shí)可適當(dāng)減小但最小不得小于1倍的洞徑或洞寬。

1.4 還需要兼顧施工方便

針對(duì)長(zhǎng)隧洞洞線的選擇還應(yīng)將設(shè)置施工豎井或支洞問(wèn)題考慮在內(nèi)，以便于增加開(kāi)挖工作面增快隧洞施工的進(jìn)度。

2 水利工程中隧洞施工過(guò)程技術(shù)要點(diǎn)探討

2.1 隧洞開(kāi)挖技術(shù)

（1）全斷面開(kāi)挖方式。對(duì)于全斷面開(kāi)挖方式而言，其主要是一次性鉆爆斷面成洞的，等到貫通全洞之后在以施工實(shí)際安排情況以及圍巖所允許暴露時(shí)間為依據(jù)進(jìn)行下一步的襯砌及支護(hù)施工，因此，此方法較適合那些圍巖較為完整和堅(jiān)固的情況。對(duì)于全斷面開(kāi)挖方式而言，由于其洞內(nèi)的工作面相對(duì)較大，因而對(duì)于工序作業(yè)的干擾度會(huì)比較小，比較容易進(jìn)行施工組織工作的安排，而且掘進(jìn)的速度也相對(duì)較快。

（2）導(dǎo)洞開(kāi)挖方式。對(duì)于導(dǎo)洞開(kāi)挖方式而言，其主要是在斷面上先進(jìn)行導(dǎo)洞的開(kāi)挖，以此為先導(dǎo)再擴(kuò)大到設(shè)計(jì)所要求的尺寸及其形狀。此方式不僅可以通過(guò)導(dǎo)洞進(jìn)行地質(zhì)情況的探明，有效解決施工過(guò)程中的排水問(wèn)題，待貫通導(dǎo)洞后還有助于洞內(nèi)通風(fēng)條件的改善，對(duì)擴(kuò)大端面而言起到了增加臨空面的功能，因而大幅提高了爆破的效果。

2.2 支護(hù)與襯砌技術(shù)

支護(hù)隧洞的形式與很多因素有密切關(guān)系，如圍巖的類(lèi)型，施工情況，洞體大小，支護(hù)選用的材料，開(kāi)挖隧洞的形式等。其中開(kāi)挖的方式多樣，有上下臺(tái)階方式、全斷面、先導(dǎo)洞以及眼睛法等形式。支護(hù)手段也是多樣的，主要有錨噴、錨網(wǎng)噴的形式，還有噴混凝土、混凝土襯砌、鋼筋混凝土襯砌等方式。遇到松軟容易破碎的圍巖，往往需要進(jìn)行預(yù)先支護(hù)。一般采用管棚、圍巖注漿、旋噴壓注等方法進(jìn)行支護(hù)。隧洞襯砌的形式與施工的方式、支護(hù)的效果、圍巖的特點(diǎn)、橫斷面的大小形狀等密切相關(guān)。襯砌的方式一般采用單層、平整、混凝土、灌漿或機(jī)械式。

2.3 混凝土襯砌技術(shù)

水利隧洞主要承擔(dān)著水流的通透，所以對(duì)混凝土的抗?jié)B要求比較高。混凝土的粗骨料要達(dá)到雙級(jí)配及以上要求，襯砌的時(shí)候，單層的鋼筋混凝土襯砌的厚度要超過(guò)25cm，雙層的厚度要大于等于30cm。襯砌鋼筋混凝土要選擇好位置，從隧洞中部的伸縮縫開(kāi)始，分倉(cāng)澆筑。澆筑是連續(xù)的過(guò)程，把從攪拌站運(yùn)輸來(lái)的混凝土用罐車(chē)直接卸進(jìn)泵料斗內(nèi)，在導(dǎo)管的作用下通過(guò)下料口入倉(cāng)。在水平方向分層鋪設(shè)，厚度保持在50vm以下。下料要從底拱開(kāi)始保持兩邊均勻下料，逐步升至頂拱。要用振搗器振搗，使混凝土襯砌密實(shí)不透。要排除混凝土中的空氣成分，振搗器與干層保持垂直并插入5-10cm，處理好封藏。如果因?yàn)橐馔庠驅(qū)е聺补啾仨氈袛?，則必須把澆筑的頂面打毛，鋪一層2-3cm厚的砂漿。若果遇到施工冷縫，此處混凝土就要重新施工。

2.4 混凝土噴射技術(shù)

噴射機(jī)的合理選擇是保證混凝土噴射技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要科學(xué)考慮工程的規(guī)模、進(jìn)度、要求、流程等。選擇合適的噴射機(jī)。濕式噴射機(jī)應(yīng)該是首選類(lèi)型。此類(lèi)噴射機(jī)對(duì)于砂子的細(xì)度、含泥量、含水量的要求都很高。施工的時(shí)候要嚴(yán)格控制好砂子的質(zhì)量，噴射前要徹底清除施工面的浮石、石渣、亂石等雜物，并用水沖洗噴射面，如果遇到巖層遇水受潮泥化的情況就要用高壓風(fēng)凈化噴面。施工時(shí)，要從下到上，按照先噴底拱，然后邊拱，最后頂拱的順序分階段噴射。在噴射的過(guò)程中要精心處理各段的結(jié)合部位，避免漏噴現(xiàn)象。使噴頭垂直于噴面采用螺旋式噴法，控制好噴射距離，一般0.6-1.2m之間。每一次噴射的厚度要適宜，保持在5cm左右，等待第一層混凝土凝固后再實(shí)施第二次噴射，直至達(dá)到要求的厚度，若終凝時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，那么再次噴施之前就要用高壓風(fēng)或者高壓水將噴面清除干凈，混凝土凝固兩小時(shí)后要實(shí)施噴水達(dá)到養(yǎng)護(hù)的目的，如果氣溫過(guò)低，就要避免噴水，要根據(jù)實(shí)際溫度采用相應(yīng)保護(hù)措施，保溫防凍。

2.5 隧洞灌漿技術(shù)

對(duì)于頂拱必須回填、灌漿。主要為了使襯砌與拱部巖面得以充填，避免通水之后造成塌方破壞拱圈，影響供水。而選擇回填灌漿的時(shí)候要充分考慮隧洞襯砌結(jié)構(gòu)、運(yùn)行條件等因素確定灌漿的壓力、濃度等。灌漿的位置應(yīng)在頂部或者頂拱中心角度900-1200，孔距與排距控制在2-6cm之間，要根據(jù)配筋情況、襯砌厚度等確定灌漿壓力，灌漿孔要深入圍巖50mm，分區(qū)分段進(jìn)行灌注，并且按照兩個(gè)次序進(jìn)行，施工要從低到高，層層推進(jìn)，如果在遇到坍塌、超挖、溶洞等現(xiàn)象，就要在此處頂拱預(yù)埋排氣管、灌漿管。

總而言之，相關(guān)工作人員要實(shí)現(xiàn)隧洞施工技術(shù)水平的不斷提高，進(jìn)而提高隧洞的施工質(zhì)量及其安全穩(wěn)定性，從而確保水利工程建設(shè)的順利進(jìn)行。