水利工程導(dǎo)流洞開挖技術(shù)與質(zhì)量控制措施

魏建元 韶關(guān)市水利水電工程技術(shù)中心

在水利工程實施中，關(guān)于導(dǎo)流隧洞的修建工作顯得尤為重要，該工程的推進(jìn)，也能為水利樞紐建筑物的施工，打下良好的基礎(chǔ)。導(dǎo)流隧洞作為施工期臨時修建的建筑物，在完成導(dǎo)流后，可以將其建造成永久性項目，因此提高其施工技術(shù)具有極高的戰(zhàn)略意義。

1.水利工程導(dǎo)流洞的工程概述

與其他工作相比，在水利工程修建過程中，存在一個長期矛盾就是河流水流蓄泄和施工過程中的矛盾。在項目實施過程中，需要對水流進(jìn)行嚴(yán)格控制，因此施工導(dǎo)流工作開始成為水利工程中一項必不可少的任務(wù)。在運用施工導(dǎo)流系統(tǒng)過程中，會面對下述幾個問題：一是如何選擇導(dǎo)流建筑類型，如何對其進(jìn)行布置；二是圍堰工程與截留工程的實施情況；三是在施工過程中，蓄水、度汛、通航應(yīng)用前，是否需要臨時的封堵導(dǎo)流孔洞；四是在施工完工以后泄洪工作，第一臺機(jī)組發(fā)電機(jī)的日期等問題。本文主要是從導(dǎo)流洞施工情況入手，對其進(jìn)行深入的分析，了解到長期以來我國水利工程利用導(dǎo)流洞開挖技術(shù)，面臨著復(fù)雜的地質(zhì)條件且施工工況十分復(fù)雜，并且不同的尺寸、斷面導(dǎo)流洞也對于施工技術(shù)提出不同的要求，所以只有選擇更加合理化的支護(hù)與開挖方案，才能更好地落實質(zhì)量管理措施，確保導(dǎo)流洞在后期使用中，發(fā)揮其真正的作用。水利樞紐導(dǎo)流洞類型如表1所示。

2.水利工程導(dǎo)流洞開挖技術(shù)主要方法

2.1 選擇適當(dāng)?shù)拈_挖技術(shù)

在施工過程中，要求施工人員根據(jù)實際的工程特質(zhì)特征，制定更加合理化、規(guī)范化的開挖施工方法，因為圍巖類型不同，因此會選擇不同的技術(shù)手段、處理方法。近幾年來，隨著新奧法的應(yīng)用，開始成為主流方法，在施工時也遵守著“緊封閉、勤測量、早噴錨、少擾動”這一工作原則，在了解地質(zhì)情況之后，選擇科學(xué)的開挖方法與支護(hù)工作，由此可以保證隧洞作業(yè)具備安全性。目前來看，我國所采用的導(dǎo)流洞開挖技術(shù)分成下述幾種：一是臺階法，將一個完整的斷面，分成多個工作面，隨后開展開挖工作；二是全斷面開挖法，針對斷面采用一次性的開挖成型方法；三是中隔墻法，在開挖斷面過程中，分成左右兩面，分別進(jìn)行開挖操作；四是分部開挖法，對于斷面采用分布開挖方法，保證其逐步定性，如果先是對一部分進(jìn)行開挖，將其作為導(dǎo)洞，那么該方法也被稱作是導(dǎo)坑超前開挖法；五是交叉中隔法，該方法是將中隔墻法與臺階法結(jié)合起來，在工程實施過程中，作為施工方，需要從地質(zhì)情況出發(fā)，制定有針對性施工方案，保證導(dǎo)流隧洞開挖工作后期推進(jìn)更加順利。

表1 水利工程導(dǎo)流洞類型

2.2 特殊地質(zhì)支護(hù)方法

在導(dǎo)流隧洞施工過程中，支護(hù)作為其中一項重要環(huán)節(jié)，利用圍巖方法，使得隧洞得到加固，保證后期施工更加安全。隨著地質(zhì)條件日益復(fù)雜，必須從隧道圍巖的類型、斷面、隧洞工況、開挖形式出發(fā)，選擇最為恰當(dāng)?shù)闹ёo(hù)方法。

2.2.1 超前支護(hù)

超前支護(hù)包括小管棚、超前小導(dǎo)管錨桿、超前支護(hù)參數(shù)、大管棚等。

2.2.2 聯(lián)合支護(hù)

在隧道開挖過程中，如果面對斷層帶、V類圍巖、節(jié)理密集帶等情況，需要將有效的支護(hù)方法加入其中，通過必要的抑制方法，防止其變形。除此之外，如果一些圍巖較為破碎，可以使用到水泥卷式預(yù)應(yīng)力錨桿等支護(hù)方法，保證隧洞在開挖過程中的安全性。

2.2.3 不良地質(zhì)處理方法

在開展導(dǎo)流洞開挖工作中，應(yīng)當(dāng)將其分成三層，上層確定高度為7.5米，中間層確定為10米，下層確定為3.2米。施工順序應(yīng)當(dāng)按照先上層，再到中層，隨后到下層，最后完成樁號。在面對導(dǎo)流隧洞開挖過程中，確保圍巖具備極高的穩(wěn)定性，成為首要原則，所以必須做到超前支護(hù)、超前排水、超前探測等工作，如果某些地區(qū)的地質(zhì)情況處于一個不佳狀態(tài)，那么就需要采用灌漿加固、排水等措施，使用到的處理方法包括下述幾種：一是面對軟弱巖層帶、斷層帶時，可以使用到固結(jié)灌漿方法，在一些情況嚴(yán)重的地段，增加一些懸吊錨桿；二是巖溶發(fā)育位置，需要做好小溶洞的注漿、掛網(wǎng)錨噴工作，對于巖溶管道的洞內(nèi)外做好處理工作，提高其中的排水效率，在完成開挖工作后，使用混凝土完成封堵。

3.質(zhì)量控制措施

本次施工對象為位于XX省的水利工程導(dǎo)流洞項目，具體情況如下：該工程為國家重點水利項目，也稱作一等、大（1）型工程，導(dǎo)流洞在設(shè)計過程中按照有流壓進(jìn)行設(shè)計，城門的洞型大小為（17米x19米），導(dǎo)流洞開挖輪廓線如圖1所示。

該工程的導(dǎo)流洞洞室所在的位置是二類圍巖與三類圍巖，小部分是四類圍巖，為了確保在施工時施工人員的安全性，使其能夠高效、高質(zhì)量完成工作，需要根據(jù)實際的圍巖地質(zhì)情況，制定有效的支護(hù)方案與開挖方案，并且落實下述幾個措施：一是鉆孔質(zhì)量管理工作，因為合格的鉆工能夠按照測量要求，對應(yīng)好開挖輪廓線、腰線、中線等進(jìn)行施工，對于鉆工區(qū)域做好分類，定人、定位施鉆工作，必須嚴(yán)格地落實鉆工作業(yè)責(zé)任制度。技術(shù)人員需要在施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督，如果發(fā)現(xiàn)問題，必須及時地發(fā)現(xiàn)與解決各種情況。每排炮需要工程師按照齊整、平順的要求，進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，保證炮孔的孔底都能在同一個斷面上，確定好梯段的爆破是水平面。為了避免出現(xiàn)超挖問題，需要保證對周邊控的外偏角進(jìn)行控制，使其確定為設(shè)備所能達(dá)到的一個最小角度。保證預(yù)裂孔、光爆孔、掏槽孔所有的偏差都低于5厘米，其他位置的炮孔位置偏差不得超過十厘米。二是做好爆孔質(zhì)量管理工作，使得爆孔實驗工作得到落實，采用科學(xué)的方式，確定好在不同作業(yè)面所需的爆孔參數(shù)，保證后期開挖工作所具備的質(zhì)量符合相關(guān)要求。同時也需要控制好周邊孔的爆破時間、確定好裝藥質(zhì)量，在裝藥之前，必須保證鉆孔處于一個干凈的狀態(tài)，藥卷也需要在整個孔洞的中心位置，保證在施工時的爆孔效果讓人滿意。

4.結(jié)束語

圖1 導(dǎo)流洞開挖輪廓圖（單位：米）

綜上所述，在水利工程建設(shè)過程中，利用導(dǎo)流隧洞方式，能夠?qū)λ鬟M(jìn)行嚴(yán)格控制。在實際作業(yè)中，要求工作人員從項目地質(zhì)條件出發(fā)，按照施工要求，選擇合理的支護(hù)與開挖方法，落實好各道工序，對于施工參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證各道工序得到有效落實，保證隧道處于一個通暢的狀態(tài)，最終為后續(xù)施工打下扎實基礎(chǔ)。