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摘要:水工隧洞是水利工程建设中的主要挑战,工程质量与整个水利工程的安全有效运行有关,施工阶段的项目质量控制是整个隧道施工的关键。为了保证水利工程在施工过程中的施工质量,有必要在施工过程中尽量消除隐患。
关键词:水工隧洞;质量隐患;建议
引言
当前,我国经济发展取得了巨大的成绩,交通、电力、水利等行业的基础建设工程也随之得到了蓬勃发展。对于水利工程而言,水工隧洞是其中的重点难点之一,同时也要综合考虑施工地形、地貌、水文等等方面条件。由于外界地形、水流的压力及施工设计质量等因素,导致了隧洞掉块甚至坍塌的发生率的增高。因此需要提高水工隧洞施工的质量水平,做到及时发现问题,并迅速解决问题的施工原则。
1水工隧洞施工质量隐患
1.1施工方案问题
首先,在水利工程隧洞开挖施工初始阶段,没有做好现场勘查工作,信息采集不全面,现场调查力度低,在这种情况下,使得在水利工程隧洞开挖过程中,容易发生各种矛盾问题,并且在自身工作稳定性与安全性上没有得到全面提高,造成施工疏漏。其次,在水利工程隧洞开挖过程中,采取的开挖施工方法没有结合国家法律要求进行,导致存在各种违规现象,阻碍水利工程隧洞开挖施工水平提高。
1.2施工技术问题
首先,水利工程隧洞开挖施工技术选择,应严格按照极端指标进行。在表面上,即便能够获得理想效果,但是在实际中容易产生各种矛盾问题,无法在水利工程隧洞开挖施工中获取理想工作效果,埋下安全隐患。其次,在施工技术应用中,应根据不同工作内容选择适宜的施工技术。如果选用的施工技术不规范,将不利于水利工程隧洞开挖工作顺利进行,给施工问题出现提供可能。
2水工隧洞保证施工质量的建议
2.1混凝土施工质量控制
隧洞工程中混凝土施工主要包括结构接缝衬砌,隧洞顶拱、底板和两侧边墙浇筑。施工过程中各类混凝土拌和材料的最小细度为 2.5,确保混凝土供料连续、及时,避免浆体提前初凝或出现施工冷缝。施工过程中要严格按照设计图纸要求严把混凝土质量关,确保和易性、骨料细度和坍落程度等符合设计要求,并坚持便于施工的原则,合理控制温度和受力等因素。衬砌时钢筋混凝土从隧洞中间伸缩缝处开始,单层钢筋混凝土的最小厚度为 2.5 m,双层钢筋混凝土的最小厚度为 3 m。浇筑时要分仓进行,并连续不间断,从底拱向两侧均匀下料,水平分层铺料的最大厚度为 50 cm。振捣密实时要将混凝土内的空气排出,振捣器的垂直插入深度为 6~8 cm,振捣结束后做好封仓工作。部分隧洞需应用混凝土喷射技术,要综合考虑工程量、进度、工艺流程等因素合理选择喷射机,喷射前清除作业面的浮石、石渣等,并用高压风水枪清洗干净,必要时用高压风机清扫岩面。按照底拱→边拱→顶拱的顺序分段、分次进行,接缝处要全部喷射,不得漏喷。确保喷头与受喷面垂直,喷射距离为0.8~1 m,单次喷射厚度约为 5 cm,待前一次喷射的混凝土终凝后再进行下一次喷射,直至喷射厚度满足设计要求。最后一次喷射的混凝土终凝 2 h 后开始不少于 8 d 的喷水养护,部分重要工程的养护期要超过 15 d。北方地区春冬季气温较低时,要进行保温防冻处理。
2.2土方施工质量控制
隧洞开挖包括暗挖施工和明挖施工。暗挖施工即地下挖洞作业,主要是在地下施工区域内确定支护衬砌、混凝土浇筑和钻孔灌浆等的施工范围,具有施工环境复杂、不确定因素多等特点,操作不当易发生坍塌等安全事故。
应用该技术时,在全断面开挖施工前,要提高周边围岩的自稳能力,确保开挖过程中不会出现大范围的松动或脱落,按照“从上而下”的原则进行全断面开挖作业,并协同进行隧洞初期支护处理;在围岩软弱或土质相对较好的施工地段,根据地层条件划分工作面进行台阶开挖;易发生地面沉降的施工地段应采用正台阶施工技术,开挖顺序为先中间后两侧,支护顺序为从上而下。明挖施工是将作业区域的地面挖开后在露天条件下开展砌筑、锚杆支护等工序,具有安全、快捷等优势,多应用于埋深较浅的水利工程。应用该技术时,为了避免发生边坡滑塌事故,提高施工质量和施工效率,要提前做好施工区域的防雨排水工作和相关边坡的支护、加固工作。隧洞开挖过程中要严格按照设计好的洞脸开挖坡比进行进出口边坡开挖,并通过技术分析确定断面尺寸,圆形断面的最小内径为 180 cm,非圆形断面的最小高度为 180 cm、最小宽度为 150 cm。为了确保安全性应先进行明洞或暗渠施工,洞室开挖过程中杜绝欠挖、严控超挖(径向超挖值不超过 10 cm),必须用相同标号的混凝土进行超挖回填。
2.3永久衬砌质量控制
(1)混凝土配合比试验。进行混凝土浇筑前应提前开展混凝土配合比试验工作,通过配比试验,合理确定每立方混凝土中水泥、拌和用水、粗细骨料入各种掺料的具体用量及坍落度,并在具体的施工过程中,视具体情况适时进行优化调整。
(2)浇筑工序。永久衬砌混凝土按照:底板找平、垫层浇筑→底板、边墙钢筋安装→止水带安装→模板安装→底板及边墙(1/3~1/4边墙高)混凝土浇筑→养护→边墙、顶拱钢筋安装→施工缝处理→止水带安装→边墙、顶拱模板安装→边墙、顶拱混凝土浇筑→养护→拆摸、清理→养护的工序进行。
(3)模板。为提高混凝土浇筑质量及降低人工劳动强度,模板宜优先选用钢模台车。
(4)混凝土运输方式。采用罐车从拌和站运输至洞口→小型自卸车运输至洞内→采用110型地泵输送至浇筑工作面(输送距离控制在 200~300m 内)。
(5)浇筑方式、浇筑段长度及养护。浇筑方式为连续浇筑,浇筑段长度控制在 8~10m,为确保混凝土浇筑质量,台车上每 1m 间距布设一个振捣器插入口,混凝土振捣采用φ50~φ80mm 的插入振捣器和台车自带附着式振捣器,混凝土浇筑时,分层下料、分层振捣,下料厚度不超过 40cm。振捣时均匀振捣,保证混凝土成型后内实外光,浇筑至顶拱时,使用封拱器在压力下封拱。混凝土浇筑完毕初凝后,拆模人工洒水养护 28d。
3案例分析
在某地水利建设项目开展的过程中,需要开展引水隧洞施工,整个引水隧洞的总长度为 519 m,其中隧洞的最大埋深为 200 m,在施工过程中需要穿越的断层主要有三条,而这个引水隧洞中的岩性也有三种,就是少量的细晶花岗岩、辉绿岩以及石英闪长岩,在该项目引水隧洞施工开展的过程中,岩石的完整性得到了很好的保存。该项目的施工人员利用的是爆破开凿技术,在很短时间内就实现了整个隧洞的贯通。由于该工程是在多雨地区开展的,因此完善的排水系统非常重要,施工人员按照要求对隧洞的顶部、洞口以及地面位置处都设置了相应的排水装置,并且针对可能出现的恶劣天气,制定了完善的防护措施,使得地基的稳定性得到了可靠的保证。在该项目引水隧洞开挖的过程中,为了对超欠挖的情况进行确定,技术人员使用激光断面测距仪来对已经挖好的隧洞进行测距,通过光电元件对信号的接收,得到了最终的测算结果。
结语
综上所述可以分析得到,只有按照规章制度进行施工,合理使用施工技术,才能够保证水工隧洞施工的顺利进行,保证良好的施工质量。
参考文献:
[1]赵文库,杨平金.浅谈水工隧洞无压段洞室开挖施工方法[J].建材与装饰,2020(17):240-241.
[2]陈晓东,陈居乾.深埋水工隧洞水平冻结施工关键技术研究[J].人民黄河,2019,41(12):107-113.