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水利施工輸水隧洞施工措施研究

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水利施工輸水隧洞施工措施研究

摘要:隨著我國水利工程建設(shè)的發(fā)展,隧洞施工在整個水利工程施工中占有越來越重要的地位。本文對輸水隧洞的工程實施做了簡要分析,并對隧洞的開挖、回填灌漿等環(huán)節(jié)的施工措施以及防塌方措施提出了建議,以期為我國水利工程建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞:水利施工;輸水隧洞;措施

水利工程建設(shè)對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義。輸水隧洞施工是水利工程中非常重要的一個環(huán)節(jié),隧洞施工受周圍的地質(zhì)環(huán)境等多種因素影響,施工工序復(fù)雜、施工難度大,要根據(jù)實際情況、綜合因素、選擇合適的隧洞路線并設(shè)計安全可行的施工方案,嚴(yán)格監(jiān)控施工質(zhì)量,以保證施工的質(zhì)量和工程的順利、安全實施。

1水利施工中輸水隧洞概述

水利工程中的輸水隧洞施工是指在山中或地下鑿洞,以利于水的流通,一般用于灌溉、發(fā)電、供水或排水,也可用來施工導(dǎo)流及通航。根據(jù)水流的大小,可分為無壓隧洞和有壓隧洞,無壓隧洞在輸水時不會完全輸滿,留有一定的空間以保持自由水面,通常用來排放泥沙、進(jìn)行施工導(dǎo)流及泄洪;有壓隧洞的水流則會充滿整個斷面,使其內(nèi)壁受到內(nèi)水壓力,多用來引發(fā)水電。隧洞由進(jìn)水段、洞身和出口建筑物三個部分組成。進(jìn)水段包括進(jìn)水口、閥門、通氣孔和其他控制建筑物;洞身是隧洞的主體,一般采用襯砌施工以防護(hù)巖面安全;出口建筑物根據(jù)隧洞的類型和功能不同,其設(shè)計要求和設(shè)計方案也不同。為保證其安全和質(zhì)量,首先,要科學(xué)合理的選擇施工路線,嚴(yán)格勘查路況,避開地質(zhì)條件差的路線從而確保施工效良好果。其次,在施工中要對各個環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的措施,選擇合適的施工方案,嚴(yán)格把控施工質(zhì)量。最后,要結(jié)合實際分析工程中發(fā)生塌方等危險的幾率,做好預(yù)防和應(yīng)對措施,以保證工程的安全。

2水利施工中輸水隧洞的施工措施

2.1輸水隧洞開挖施工措施

適宜的隧洞開挖方式是保證施工正常開展及施工質(zhì)量的基礎(chǔ)。施工團(tuán)隊一般根據(jù)施工地段的地質(zhì)和施工要求等條件選擇開挖方式,隧洞開挖方式有全斷面開挖法和導(dǎo)洞開挖法。全斷面開挖法是指全面施工開挖斷面,一次性開挖到位的施工方法,此法一次性、全面鉆孔,然后安裝炸藥爆破,清理廢渣后再進(jìn)行下一次鉆爆作業(yè)。全斷面開挖法在實施中較容易,可有效提高施工效率,縮短施工時間,在圍巖情況較好的情況下適合采用這種開挖方式,需要注意初期支護(hù)的建設(shè),嚴(yán)格按照施工方案施工。不同于全斷面開挖法的一次性開挖,導(dǎo)洞開挖法先在斷面上開挖,之后根據(jù)設(shè)計方案要求再進(jìn)行導(dǎo)洞開挖。該法能靈活根據(jù)施工情況進(jìn)行調(diào)整,解決了工程實施中通風(fēng)和排水的問題,但存在實施工序復(fù)雜、施工難度高、工程量大等問題。在實際隧洞施工中,要對隧洞圍巖的斷面等情況進(jìn)行充分的考察,然后根據(jù)情況制定相關(guān)的開挖方案,還應(yīng)合理的簡化施工方案,例如,鉆爆法施工時可以采用光面爆破的方式,在進(jìn)行巖石爆破時應(yīng)該用高爆力、低密度的炸藥,以保證爆破效果的同時減少對環(huán)境的損傷。

2.2輸水隧洞錨桿施工措施

在輸水隧洞錨桿施工中,不同的圍巖施工對錨桿的規(guī)格和類型有不同的要求,錨桿鉆孔時可以采用一般的機械,土層鉆孔時則要用專業(yè)的設(shè)備。施工中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計要求確定孔位并注明標(biāo)記,按照“先注漿后插桿”的順序進(jìn)行施工。注漿時要注意控制速度,砂漿注入時將錨桿緩慢的拔出,然后將其插到孔內(nèi)。施工過程中要將桿體拔出,然后重新注漿施工。按要求截取錨桿桿體,并做除銹和整值處理,進(jìn)行鋼筋保護(hù)時要嚴(yán)格控制其厚度。

2.3輸水隧洞混凝土施工措施

混凝土施工是工程質(zhì)量和效率的重要保證,不同等級的圍巖施工時對混凝土的厚度有一定要求,錨桿施工3h后要進(jìn)行混凝土的噴射施工,混凝土噴射施工對混凝土有嚴(yán)格的要求,施工前要對混凝土質(zhì)量、施工現(xiàn)場的維修能力進(jìn)行嚴(yán)格的檢測以確定噴射方式,還應(yīng)結(jié)合施工要求和施工技術(shù)來選擇合適的噴射機,濕式噴射機的工藝效果很好,因此在施工條件允許的情況下優(yōu)先選擇濕式噴射機。由于濕式噴射機對黃砂的含泥量、含水量以及細(xì)度模數(shù)要求較高,施工過程中要控制好黃砂的質(zhì)量,同時在噴射前要將洞內(nèi)的堆積物清理干凈,將受噴面沖洗干凈。

2.4輸水隧洞襯砌施工措施

在進(jìn)行隧洞襯砌施工前,要對周邊位移的量進(jìn)行測量,通過測量結(jié)果判斷圍巖的穩(wěn)定性,只有圍巖和支護(hù)變形基本穩(wěn)定后才能進(jìn)行隧洞襯砌施工,襯砌施工和斷面情況、內(nèi)水壓力、水流條件、支護(hù)效果等因素有非常緊密的關(guān)系,以上這些因素都要滿足一定的條件。水利工程進(jìn)行隧洞襯砌澆筑前要實施相應(yīng)的排水或封堵措施,以保證初襯表面在襯砌時沒有水。襯砌澆筑一般是一次性全斷面澆筑或者先澆底板,然后進(jìn)行側(cè)墻、拱頂澆筑,圍巖地質(zhì)均勻的地段設(shè)置施工縫,不能設(shè)置反縫。同時,根據(jù)溫度以及澆筑能力等條件來確定沿洞線分段澆筑的長度,避免混凝土收縮產(chǎn)生裂縫。

2.5輸水隧洞回填灌漿施工措施

為了防止混凝土和鋼筋混凝土襯砌過的頂部出現(xiàn)塌方的危險,必須對其進(jìn)行回填灌漿,回填灌漿的范圍、排距、孔距、灌漿的濃度和壓力都必須根據(jù)隧洞襯砌的結(jié)構(gòu)和條件來設(shè)計。在回填灌漿前要進(jìn)行灌漿試驗,要保證灌漿參數(shù)達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn),同時,只有混凝土的設(shè)計強度達(dá)到70%后才能進(jìn)行回填灌漿。灌漿壓力一般根據(jù)現(xiàn)場的灌漿實驗確定,通常土洞鋼筋混凝土襯砌采用灌漿壓力為0.1~0.2MPa的低壓灌漿,巖洞鋼筋混凝土襯砌用0.3~0.5MPa的灌漿。灌注應(yīng)該分區(qū)段進(jìn)行,每區(qū)段長度在50cm以內(nèi),而且要分兩個次序進(jìn)行,從較低一端向較高一端推進(jìn),同一區(qū)段的同一序孔既可以鉆孔后灌漿,也可以單孔分序鉆孔和灌漿。

2.6輸水隧洞防塌方施工措施

防止隧洞塌方是保證隧洞施工質(zhì)量和施工安全的關(guān)鍵,施工前要認(rèn)真勘查地質(zhì),了解隧洞周圍的地理環(huán)境和水文條件,結(jié)合工程情況做好預(yù)防塌方的準(zhǔn)備,同時要做好隧洞檢測工作,定期檢查隧洞是否有塌方風(fēng)險,根據(jù)情況隨時調(diào)整施工方案。預(yù)防塌方一是要嚴(yán)格控制爆破工作,在保證施工質(zhì)量的前提下合理控制爆破范圍和程度,保證斷面的規(guī)整性,做好隧洞支護(hù)工作,降低塌方的發(fā)生。二是要加強圍巖支護(hù),根據(jù)圍巖的類型和施工進(jìn)度選擇有效的支護(hù)方式,從根本上消除隧洞塌方的危險。

2.7輸水隧洞襯砌施工

根據(jù)周邊位移的量測結(jié)果判斷圍巖的穩(wěn)定性,決定襯砌施作時間。襯砌應(yīng)在圍巖和支護(hù)變形基本穩(wěn)定并具備以下條件時施作:水工隧洞周邊位移速率有明顯減緩趨勢。水平收斂(拱腳附近)速度小于0.2mm/d,或拱頂位移速度小于0.15mm/d。支護(hù)表面沒有再發(fā)展的明顯裂縫。水工隧洞襯砌施工時,其中線、標(biāo)高、斷面尺寸和凈空大小均須符合設(shè)計要求。襯砌澆筑前應(yīng)采取妥善的封堵或排水措施,確保襯砌時初襯表面無水。襯砌澆筑宜全斷面一次澆筑,或先澆底板后澆側(cè)墻、拱頂,不準(zhǔn)設(shè)置反縫。圍巖地質(zhì)條件比較均一的洞身段,只設(shè)置施工縫。沿洞線的澆筑分段長度,根據(jù)澆筑能力和溫度等因素確定,采用8~10m,以免混凝土硬化收縮使襯砌產(chǎn)生裂縫。襯砌材料的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格及要求等,應(yīng)符合設(shè)計要求?;炷恋脑牧媳仨毻瑫r送入攪拌機,攪拌車在輸送混凝土?xí)r不得停拌,自進(jìn)入攪拌車至卸出的時間不得超過混凝土初凝時間的一半。控制混凝土灌注的速度,兩側(cè)邊墻的混凝土應(yīng)對稱分層灌注,到拱腳處停1h左右,待邊墻混凝土下沉穩(wěn)定后,再灌注拱部混凝土?;炷凉嘧⑺俣冗^快,易產(chǎn)生裂縫。適當(dāng)延長拆模時間,使之緩慢地降溫?;炷翉姸缺仨氃谶_(dá)到5.0MPa后才能脫模,且脫模時間不宜早于24h。

3結(jié)語

綜上所述,輸水隧洞施工是決定水利工程好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。實際的隧洞施工中,施工工序復(fù)雜,涉及到的環(huán)節(jié)較多且受影響因素也較多。因此,要制定科學(xué)合理的施工方法,在輸水隧洞的開發(fā)方式、錨桿施工、混凝土施工、襯砌施工和回填灌漿施工中采取一定的措施保證其質(zhì)量和效率,同時要采取相應(yīng)的防塌方、防排水措施,以達(dá)到安全、高效施工的目的。

作者:王勇 單位:甘肅水利機械化工程有限責(zé)任公司

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