張嘉靈
(中國電建市政建設集團有限公司,天津 300384)
在水電站建設過程中,引水隧洞能夠提高水電站的工作效率,降低施工成本,是水電站水工建筑物的關鍵[1]。由于引水隧洞的開挖和施工過程具有較高的技術含量,因此,在實際設計中,若能夠縮短引水道線,則可以實現(xiàn)更為節(jié)能和高效的引水隧洞施工,為后期水電站實現(xiàn)經濟效益提供有力保障。
水電站發(fā)電原理是通過將水的重力勢能轉變?yōu)殡娔?。因此,在水電站修建施工過程中,需要開挖水電站所在的山體,形成能夠實現(xiàn)引水功能的引水隧洞[2]。水電站引水隧洞的施工現(xiàn)場如圖1所示。
圖1 水電站引水隧洞的施工現(xiàn)場
在水電站引水隧洞的建設過程中,主要包括隧洞的開挖和支護。在這兩個階段中,任何一個階段的施工質量均會對工程的整體完成情況產生一定影響。引水隧洞作為技術難度較大的施工工程,在施工過程中,需要充分研究和分析相關的施工條例,通過及時有效地監(jiān)管,確保其能夠符合方案中預期的質量標準[3]。在工程施工前,需要合理地統(tǒng)籌安排工程的具體工作,根據設計部門所提供的工程量清單,核實和明確施工中的任務明細。此外,在隧洞施工過程中,不僅每天要核查工人的工作量,而且還需要排查隧洞內的通風狀況,避免在隧道進水區(qū)施工過程中出現(xiàn)施工量難以達到相關標準等問題。
在隧道開挖施工之前,需要通過支護提升隧洞的平行端和彎道的穩(wěn)定性,才能開始隧洞豎井段開挖,再開始平行段的施工,平行段的施工結束后,開挖上彎道,在上彎道的工程結束后,開始下一階段的工作。在施工過程中,應有效保證不同階段工作任務質量,并且施工順序要符合相關要求。在整個施工周期中,應時刻保持隧道內部通風,提升工程過程中豎井段的利用效率,有效優(yōu)化工程質量。
在完成開挖和支護的施工建設中,通過混凝土噴射的方式,及時加固與維護隧洞中平動段,設置錨桿提升隧洞穩(wěn)定性。在此過程中,主要提升噴錨操作,尤其要避免出現(xiàn)超前錨固問題,這一階段的工程完成質量與隧洞最終的穩(wěn)定性具有直接關系,在施工過程中應當予以充分重視。
水電站引水隧洞開挖技術主要分為兩類,包括支洞開挖和豎井開挖。在選擇開挖技術時,需要充分調研施工場地的地質條件和施工條件,結合施工團隊自身的施工能力,合理選擇開挖技術。
斷面分部開挖技術是通過合理劃分引水隧洞的斷面,對工作量進行分級操作。根據不同地質結構的斷面,采取不同開挖方式、不同跨度尺寸和結構的隧洞。施工難度較大、地質條件不利的大型隧洞開挖通常會采用導洞的形式,對于施工團隊的技術和設備的需求較高。
通過選擇抗拉強度大、易于切割的錨桿結構,對水電站引水隧洞進行加固性支護施工,能夠有效提升隧洞的穩(wěn)定性。水電站引水隧洞錨桿支護施工流程如圖2所示。
圖2 引水隧洞錨桿支護施工流程
在錨桿施工過程中,需要確定鉆孔的孔位,在確定孔位后,根據施工場地的實際狀況,輕微調整孔位的角度后進行鉆孔,以供后期的錨桿固定做準備。為了能夠更好地進行后期的錨固操作,在安裝錨索之前需要對鉆好的孔位進行清孔操作,之后安裝錨索。錨索的制作過程中,每一根鋼絞線長度與錨桿設計的長度,要與水電站引水隧洞的實際腰梁寬度相關,且在計算過程中,要將錨索張拉情況下受不同千斤頂型號影響的最小長度包括在內。
在工程鋼絞線的兩端需要實現(xiàn)自如伸縮,為了達到這一目的,在鋼絞線伸縮部分用黃油填充,并且利用塑料管將兩端固定好,確保其伸縮能力符合錨索的施工規(guī)范。沿著錨桿的方向,按照合理的固定間隔,捆扎和固定鋼絞線。在工程應用過程中,對固定鋼絞線的隔離架之間的距離通常控制在1.5 m左右。完成錨索的加工后,需要進一步對其性能進行檢驗和分析,確保其質量。在將錨索運到之前鉆好的孔口同時,還需要同時插入鍍鋅管。在此過程中,如果出現(xiàn)難以進入孔洞的問題,則需要再次進行清孔操作,并且重新完成鉆孔直至錨索順利到位。為了提升工程進展速度,在工程支護施工時,采用邊注漿邊拔管的方式完成,但是兩項操作之間的間隔不能太短,否則會影響錨桿的質量。通常在注漿完成后,大于5m進行拔管,注漿達到孔口溢出漿時不能拔出注漿管,需要在濕粘土封口后進行穩(wěn)壓二次注漿。
錨桿施工技術的最后一步是張拉錨桿腰梁。檢查錨索孔口平整度,確保在張拉腰梁的過程中,錨索所承受的應力分布均勻,通過預拉操作直接檢驗錨索的應力承受能力。
在混凝土噴射加固過程中,由于隧洞巖面會出現(xiàn)碎石等雜物,使混凝土加固不理想。因此,在混凝土噴射隧洞之前,需要對巖面進行有效清潔,采用高壓水沖洗,但由于巖石種類不同,對遇水之后穩(wěn)定程度下降、較易泥化的巖石結構,則不能選擇這種清潔方式,應考慮采用壓力風處理。與此同時,需要檢測隧洞的防水性能,對可能出現(xiàn)滲水問題的部位增加排水管道,保障隧洞的穩(wěn)定性不受滲水的影響。采用合理比例完成混凝土噴射料的制備,通過鋼筋網和之前施工完成錨桿相連接,開始混凝土隧洞噴射階段施工,噴射過程盡可能提升噴射面的光滑度和完整度,并確保在工程施工過程中混凝土原料充足,相關設備能夠穩(wěn)定運行。
為了提升水電站引水隧洞穩(wěn)定性,提出水電站引水隧洞開挖及支護施工技術,通過深入的分析和研究水電站引水隧洞開挖和支護施工的相關技術,需要認真監(jiān)察和選擇相關工作流程和施工工藝,保證更好地達到相關施工技術要求,實現(xiàn)隧洞引水,從而為水電站相關工程建設提供一定幫助。