水利工程中隧洞施工技术与质量控制 周波

发表时间:2021/3/3   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:周波
[导读] 摘要:目前,我国水利工程隧洞施工技术有了很大了提升,但是由于水利隧洞本身容易受到外部环境因素的影响,整体来讲施工作业难度还是比较高的。
        中铁十一局集团第四工程有限公司  湖北省武汉市  430000
        摘要:目前,我国水利工程隧洞施工技术有了很大了提升,但是由于水利隧洞本身容易受到外部环境因素的影响,整体来讲施工作业难度还是比较高的。所以,必须要制定科学合理的施工措施,以防止出现隧道坍塌、渗水等各种施工问题的出现,减少经济损失,确保施工工作者的人身安全,进一步的提升隧道施工质量。
        关键词:水利工程;隧洞施工技术;质量控制
        1当前水利隧洞工程的概述
        针对水利隧洞的施工而言,不同隧洞的输水水流状态差异很大,以这些水流状态的差异为标准,可以将水利隧洞分为两大类,第一是无压隧洞,第二是有压隧洞。无压隧洞的特点是输水水流具备自由表面,水流尚未彻底充满。而有压隧洞的特点是输水水流不具备自由表面,但水流彻底充满。水利隧洞的主要组成部分有:进口段,洞身,出口段。其中洞身的施工非常关键。受到施工环境不同的影响,洞身的样式会产生一定的差异。所以,在水利隧洞的设计阶段,就需要设计人员全部勘察、分析施工现场的地质情况、水文情况以及施工情况,确保设计出来的洞身与施工范畴的水文环境相协调。当前水利隧洞的进口段闸门的设置方式主要有三种:第一种竖井式设置方式,第二种斜坡式设置方式,第三种至塔式设置方式。一般情况下,有压隧洞会优先选择马蹄形断面的闸门设置方式以及圆形断面的闸门设置方式。
        2水利工程中隧洞施工技术
        2.1暗挖与石方施工
        2.1.1暗挖施工
        在隧洞施工过程中,必须要先开挖出一定的空间然后才能够进行衬砌。在采用暗挖的方式进行隧洞开挖时,必须要结合隧洞周边地质情况、地形条件、预埋深度等具体内容。虽然,我国现阶段浅埋暗挖法隧道施工技术已经相对成熟,但是由于隧洞施工水文地质条件复杂具有很多不确定因素,导致在实际工程施工过程中出现意外,因此,必须对其深入研究。目前,我国应用最为普遍的暗挖施工方法主要有:全断面开挖法、台阶开挖法、单双侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法以及中洞、侧洞、柱洞、洞桩法等。
        2.1.2石方施工
        隧洞爆破施工以前,必须根据实际隧洞工程地质资料进行论证以及爆破试验。为了提高爆破效果在炸药品种的选择上,选择必须与地质性质以及围岩岩性相符合的炸药。然后,在通过爆破试验选择合理的爆破数据、参数;其次,根据围岩岩性确定隧洞爆破周边的眼间距、抵抗线、堵塞长度、不偶合装药结构以及起爆顺序等具体数据,尤其是各个主爆孔的掏槽眼爆破数据,保证爆破眼残留率硬岩在百分之八十以上,中硬岩达到百分之六十以上。同时,在隧洞端面上设置临时监控面,进一步保证整个爆破效果的精准度,有效减少爆破过程中对隧洞周围衬砌围岩的破坏,确保围岩的完整与稳定性。
        2.2混凝土施工
        在水利隧洞混凝土施工过程中,首先,模板采用组合钢模板,对拉螺栓连接,钢管支撑。然后,根据图纸设计好模板尺寸的大小,各个模板之间选用海绵条加胶带纸止浆。并采用钢脚架进行支撑以确保模板支撑有足够的刚度以及强度,进一步加强模板支撑力度,保证其不会出现变形、位移状况的发生;筑浇模板拆除以后外形、尺寸必须达到设计要求。最后,模板施工完成以后必须经过自检以及专检,合格以后提交到监理处验收,验收合格以后在进行混凝土浇筑施工。
        混凝土浇筑时采用分层浇筑的方法,以确保混凝土浇筑的施工质量。隧洞混凝土浇筑施工一般采用自下而上分层浇筑的方式,施工中需在混凝土中掺入速凝剂。面层浇筑时,采取二次振捣和二次抹面施工技术,以防止产生松顶和表面干缩裂缝现象发生;按照分层厚度均匀下灰,严格禁止一边下料一边振捣。振捣时每个振点的振动持续时间必须足够长,保证混凝土获得足够的捣实程度。插入式振捣棒的振捣顺序从近模板处开始,先外后内,移动间距必须小于振捣棒作用半径的1.5倍。振捣棒至模板的距离小于振捣棒有效半径的二分之一,同时,尽量避免振捣棒碰撞模板。振捣棒需垂直插入混凝土中,同时做到快插慢拔,上下抽动,以确保混凝土浇筑均匀、振实。

分段沉降缝需按设计要求采用聚乙烯低发泡板填实。混凝土浇筑施工完成以后,为保证混凝土有适宜的硬化条件和防止不正常收缩现象发生,要及时进行养护,使混凝土保持在潮湿状态。遇到冬季施时,还需采用草袋、塑料薄膜等覆盖来进行养护。
        2.3钻孔和灌浆施工
        在完成隧洞混凝土浇筑施工以后,为了有效提升其稳定性,防止出现漏水、渗水等现象,需要根据具体施工设计要求对整个隧洞进行固结灌浆和回填灌浆。顶拱回填注浆每间隔42米左右进行分段,且每间隔3米设置一个孔,顶拱回填注浆先从较低的一段开始进行回填灌浆,其次在对两边较高位置进行回填,最后在进行顶孔施工。
        在回填灌浆结束10小时左右在进行固结灌浆,固结灌浆孔布置成梅花形,在开展灌浆作业时必须要先灌一序孔,然后在进行二序孔的施工。在回填灌浆与固结灌浆的过程中还需要全线设置观测点加强对灌浆程序的规范操作,以防止出现并及时处理洞壁破损等现象发生。此外,在整个施工过程中通过灌浆自动监测系统对整个灌浆记录系统进行操作,从而确保灌浆施工质量与施工效果。
        3开挖施工技术保证措施
        3.1超前小导管施工技术保证措施
        在贯通段拱部140°范围内,选用Φ42注浆小导管进行超前支护,环向间距设置为40cm,长度4.5m,且每3榀钢架为一个循环。小导管前端做成尖锥形状,并在尾部设置箍筋,小导管倾角设置为12°左右。用水泥浆液最为注浆材料,水泥浆液与水灰重量比为:1:1,注浆压力0.5~1.0Mpa。最后在规定的时间之内注完砂浆,砂浆随时配置随时用。
        3.2钢架支护施工技术保证措施
        钢拱架加工试拼合格并经过相关监理工程师检验通过以后再进行施工。在隧洞初喷混凝土完成之后架设钢架,钢架必须设置在与隧洞中线垂直位置处,各个钢架之间用纵向钢筋相连接,使各个榀钢架相互连接成一个整体,共同受力。为了确保钢架架设位置地基的稳定性,钢架两边底脚处设置纵向为25a的钢槽,其间隙用喷射混凝土喷填密实。钢架架设完成以后及时利用喷射混凝土覆盖好,同时,混凝土保护层厚度必须在5cm以上,进一步促进钢架和混凝土共同受力。
        3.3锚杆施工技术保证措施
        隧洞顶部、边墙全部选用规格为Φ22mm组合式中空锚杆,锚杆长度为3.5m,间距为设置1.2m×1.2m,其中边墙锚杆布置成梅花形状。在钻孔施工过程中,必须缓慢钻进,瞄准布设的孔位直至钻进设计深度。到达设置深度以后并用水以及高压风对孔洞进行清洗。钻孔工作完成以后检查各个锚杆的长度、角度以及间距是否合格,不合格的需重新设置位置钻孔。
        3.4喷混凝土施工技术保证措施
        喷射采用C25混凝土,厚度25cm。开始喷射混凝土厚度为4cm左右,然后等到拱架施工完成以后再喷射厚度为3cm以上的混凝土。进行混凝土喷射时,其中喷嘴与受喷面距离必须保持1.5m左右,喷射角度尽量与受喷面保持垂直。混凝土喷射时要先喷钢架与围岩的位置,然后再喷射两钢架间混凝土。喷射自下而上,先将低洼处大致喷平,再顺序分层,往复喷射。确保混凝土表面的平整,无空鼓、裂缝以及钢筋外露情况。、
        结束语
        水利工程中的隧洞施工受施工环境的限制,施工工艺及技术的应用难度较大目前水利工程中的隧洞施工存在不同的问题,应从强化质量控制入手,不断更新完善施工工艺和施工技术,提高施工人员的质量意识和安全意识,进而确保隧洞的安全性和稳定性。
        参考文献:
        [1]侯晓斌.水利工程中引水隧洞施工技术与质量控制措施[J].城市建设理论研究(电子版),2019,(15).
        [2]冀超.水利工程中引水隧洞施工技术的应用研究[J].陕西水利,2018,(4).
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