引水隧洞施工質量控制對策

李梓文 金昌市水務投資有限責任公司

引言：水利工程項目是確保居民和生產工業(yè)用水的重要保障，在推動國民經濟發(fā)展方面發(fā)揮著重要的作用[1]。隨著社會的發(fā)展，當前階段社會對于水利工程項目的施工質量關注程度越來越高，因此施工單位必須采取措施提升水利工程項目的施工質量。引水隧洞是水利工程項目中經常遇到的項目，其施工難度也是最大的[2]。因此必須高度關注引水隧洞施工質量，對施工過程進行嚴格控制，只有這樣才能夠提升項目使用質量[3]。

一、工程概況

金昌市屬于甘肅省，市內工業(yè)相對比較發(fā)達，截至現在城市人口數量大約在25萬左右。該城市的水資源相對匱乏，不管是居民生活用水還是工業(yè)生產用水，絕大部分都取自于上游的金川峽水庫。供水源頭太過單一，對城市用水安全構成的威脅。為了解決城市用水匱乏實際問題，金昌市啟動了應急備用水源工程，該工程項目位于金昌市的西南方向，在毛卜喇盆地，在金川峽水庫的上游，它們之間的距離為13km。整個工程項目的長度和寬度分別為22km和14km左右，總面積為268km2。

管道在樁號12+938～14+546段穿過金川峽水庫左岸的大黃山，為穿管隧洞，長度為1.6753km。洞身巖性為寒武系下統大黃山群變質砂巖夾板巖，主要礦物成分為石英、云母等，巖石風化層較厚，巖石較為破碎，成洞條件較差，洞進出口均為V類圍巖。隧洞內還包含Ⅲ類和Ⅳ類圍巖。

二、引水遂洞結構設計及襯砌

（一）隧洞進、出口開挖與洞臉支護

隧道進口處和洞底的設計高層分別為1893.21m和1879.96m，需要開挖的深度為13.25m。開挖斷面為梯形，底部寬度為6.8m，邊坡為1:1，在與底部距離7m的地方設置一道馬道，寬度為1.5m。與山體靠近的洞臉巖石開挖邊坡設置為1:0.75，在開挖過程中出現了巖石局部坍塌的現象，對于這部分位置需要強化支護。通過C20砼錨噴支護方案對崩塌部位進行支護，高度和寬度分別為8.5m和6m。錨桿的規(guī)格為直徑22mm長度3.5m，錨桿總體上呈現出梅花型布置，相鄰錨桿之間的距離為1m，噴射混凝土的厚度為100mm。鋼筋網通過8mm的鋼筋焊接制作，縱向和橫向的間距均為150mm。由于洞臉位置的巖石穩(wěn)定性相對較差，為了避免開挖過程中出現二次崩塌，在洞進口部位增加設置鋼拱架拱棚支護，長度為10m，并利用C25混凝土對底板進行澆筑，厚度和寬度分別為300mm和2.8m。上部位置同樣通過鋼拱架進行支護，拱架之間的距離設置為800mm，為了進一步提升鋼拱架的穩(wěn)定性，在相鄰兩個拱架之間通過直徑為22mm的鋼筋進行焊接連接。

洞出口部位的自然坡度設置為1:1.3，開挖洞的出口位置需要開挖一個平臺，坡度設置為1:0.75，寬度為20.4m，高度為13m。在洞臉頂部以及兩邊位置需要通過C20砼錨噴支護，支護范圍為3m?；炷梁穸葹?00mm，鋼筋網為8mm的鋼筋焊接制作，鋼筋之間的間距為150mm，錨桿的直徑和長度分別為22mm和1.6m，同樣采用梅花形布置，錨桿之間的距離為1m。

（二）隧洞開挖斷面

在對隧洞斷面進行施工時，應該盡可能降低其斷面面積，最終確定的斷面形狀為城門洞形，凈高和凈寬分別為2.7m和2.6m，其中直墻段的高度為1.88m，拱頂半徑為1.46m，圓心角為120°。

（三）隧洞圍巖一次支護

隧洞圍巖比較復雜，包含有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類圍巖，對應的長度分別為656.5m、663.8m、355m。對于Ⅲ圍巖，其穩(wěn)定性相對較好，采用隨機錨桿并噴射混凝土的支護方式，錨桿的直徑為22mm，噴射100m厚的C20砼。并且錨桿主要布置在存在裂縫發(fā)育的部位。對于Ⅳ圍巖，一次支護采用C20砼錨噴支護，錨桿的直徑和長度分別為22mm和1.6m，錨桿間距設置為1m。鋼筋網采用直徑為8mm的鋼筋焊接制作而成，鋼筋網的縱橫間距全部設置為200mm?；炷翝仓暮穸葹?00mm。對于Ⅴ類圍巖，其穩(wěn)定性相對最差，會對隧洞安全構成嚴重威脅。采用的是超前錨桿支護，錨桿的直徑和長度分別為22mm和3.5m，錨桿之間的間距為400mm，錨桿之間的排距設置為2.4m。開挖過程中，每前進0.8m設置一排鋼拱架支護，為工字鋼。沿著拱架的斷面設置錨桿，其直徑和長度分別為22mm和1.6m，每個斷面設置10根錨桿，采用梅花形布置。再掛直徑為8mm，間距為200mm的鋼筋網，噴射厚度為100mm的C20砼。

（四）隧洞二次襯砌支護

整個隧洞全線都需要進行二次襯砌支護，通過C25鋼筋砼襯砌，厚度為300mm。圓弧拱頂部位通過C20砼實施回填灌漿，灌漿壓力設置為0.3MPa。

三、引水隧洞施工質量控制對策分析

（一）鋼筋安裝質量控制

鋼筋安裝是引水隧洞施工中的重要環(huán)節(jié)，在進行鋼筋安裝前需要做好準備工作，主要是對施工區(qū)域進行徹底的清理，在地基質量滿足要求后才能夠進行鋼筋安裝。在實踐過程中，經常出現鋼筋安裝與設計要求不相符、不匹配的現象，出現這種現象的主要原因就是施工過程不規(guī)范，比如捆扎時沒有嚴格按照規(guī)范要求進行操作，導致鋼筋安裝質量不達標。為了實現鋼筋的有效固定，在鋼筋安裝時可以充分利用錨桿對鋼筋進行固定，避免其出現偏移的現象。鋼筋安裝完成后，需要對其進行仔細檢測，確保所有的鋼筋都在正確的位置上。

（二）混凝土施工質量控制

1.嚴格控制配合比。引水隧洞洞拱施工中，整體上可以將其劃分成為兩大部分，分別為底板施工和邊頂施工。對底板進行施工時采用的是鋼模定型施工方法。該工序對混凝土的強度和凝固時間有非常嚴格的要求，而混凝土的強度和凝固時間又與其配合比存在直接的聯系，因此必須對混凝土的配合比進行嚴格控制。設計人員在完成混凝土配合比設計工作后，還應該開展相關的實驗工作，對配合比的科學性、合理性、經濟性進行驗證。當各方面都達到理想狀態(tài)后，才能夠將該配合比應用到水利工程項目引水隧洞施工中，確保其能夠滿足實際使用需要。

2.拌和質量控制。在拌合混凝土時，首先需要根據配合比對混凝土各原材料的重量進行稱重，然后再進行混合。所以稱重系統的準確性對混凝土拌和質量有非常重要的影響，在整個施工過程中需要每間隔一段時間對稱重系統的準確性進行檢測。嚴格按照合理的配合比進行拌合是確?；炷临|量的基礎和前提。骨料含水率同樣是影響混凝土拌合質量的重要因素，需要通過先進的儀器設備對骨料含水率進行抽樣檢測，確保其滿足實際需要。在完成混凝土拌合后，需要對其質量進行檢測。檢測合格后才能夠投入使用，相反的如果檢測發(fā)現混凝土拌合質量不滿足實際使用需要，則堅決不能將這樣不合格的混凝土投入使用。

3.振搗澆筑質量控制。由于在混凝土施工時需要用到鋼筋網，鋼筋網的存在對振搗環(huán)節(jié)提出了非常高的要求。可以結合實際情況將振搗設備配置在鋼模臺車上，在制作模板時預留對應的振搗孔洞，以便后續(xù)開展振搗工作。為了對接縫質量進行有效控制，可以在混凝土表面再設置20mm―30mm厚度的砂漿層。

（三）原材料質量控制

良好的施工原材料是確保施工質量的基礎，因此必須從源頭著手對施工質量進行嚴格控制。引水隧洞施工中，需要用到的原材料主要包括水泥、鋼筋等。所有的原材料必須要有出廠合格證，進入施工場地提前需要對接進行抽檢，確保質量合格才能夠投入使用。施工原材料進入施工場地后，必須進行規(guī)范堆放，避免堆放過程對其質量產生不良影響。

（四）施工縫質量控制

在對混凝土結構進行施工時，經常會出現施工縫現象，如果確實存在施工縫則需要采取措施進行及時處理。對于縱向施工縫，那么需要在混凝土凝固后6個小時左右，對施工縫區(qū)域進行鑿毛并清理，在再進行修補，施工完成后還需要對其進行驗收，滿足要求后才能開展后續(xù)工作。嚴格按照相關的規(guī)范標準進行操作。

四、結束語

引水隧洞作為水利工程項目中的重要和關鍵工程部分，其施工質量對整個工程項目的質量有決定性的影響。金昌市應急備用水源工程項目在施工時就涉及到引水隧道施工，對該引水隧洞的結構設計及其支護方式進行了詳細的描述，最后對該工程項目引水隧洞的施工經驗進行總結，從鋼筋安裝、引水隧洞混凝土施工質量控制、原材料控制、施工縫控制等詳細闡述了引水隧洞質量控制的對策。對于積累引水隧洞施工經驗，提升其施工質量具有重要的實踐意義。