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摘要:随着人们用水需求的迅速扩大,促进了水利工程建设,引水隧洞工程的施工质量也越来越受到人们的关注,引水隧洞工程作为隧洞工程的重要类型,它的施工质量直接影响后期运行效果。文中对水隧洞工程施工技术要点以及施工质量控制措施予以阐述。
关键词:引水隧洞工程;施工技术;施工质量;控制分析
引言
我国地大物博,水资源丰富,但由于人口众多,水资源分布不均,如何提高水资源利用率成为社会关注的重点问题。引水隧道工程可以将水源地的水资源引出,起到水资源调配的作用。因此,在实际施工中必须要做好前期准备工作,严格控制各个环节的施工质量,要求每个施工流程都达到质量标准,这样才能保证引水隧道工程顺利完工
1隧洞特点
在工程建设中,隧洞是一种非常常见的水上建筑物,在整个工程运行中也承担着非常重要的作用。与一般的引水渠道相比,隧洞具有的优势如下:①能够通过较短的路线,避开不利的地质以及地形条件;②对于压力隧洞③冰冻因素并不会对隧洞的正常运行带来影响;④引水隧洞工程操作起来更加的安全便捷。
2引水隧洞工程施工技术分析
2.1引水隧洞开凿技术
在引水隧洞施工工作开展过程中,隧洞开凿是整个施工的关键,在开凿前需要对施工现场的水文地质情况、隧道围岩以及断面面积尺寸和相关的机械设备等进行详细调查,并在此基础上对引水隧洞的开凿技术进行合理选择,选对技术就是为引水隧洞开凿工作的顺利开展奠定坚实的基础。在实际施工中,常见的开凿方法主要有全面开凿法。该方法指的是利用爆破技术对整个横截面进行爆破处理,从而实现整个隧道的前后贯通,但是由于爆破过程会释放巨大的能量,为了防止对整个结构的稳定性带来影响,在爆破之前需要进行适当的支护,全面开凿法所需时间非常短,因此在缩短工期上有着一定的作用,更适用于围岩较硬的地质情况下。
2.2砂浆锚杆施工技术
使用凿岩机钻孔、专用高压注浆泵施工。锚杆开孔前要先做好测量工作,根据设计方案标记开孔位置,锚杆孔孔轴要根据设计图纸的要求开孔,保持和开挖面的垂直度。严格控制锚杆孔深度,钻孔完成后用高压风冲洗,保证孔内清洁度。采用稠度较大的砂浆,在原场地进行试验配比后确定最终比重,坚持随拌随用的原则,确保在初凝前完成作业,对超过初凝时间的浆液做废弃处理。用止浆塞塞入,保证其牢固性,确保承受锚杆及注满锚杆孔砂浆的重量达标。在排气孔没有冒浆前,要一直注浆。考虑到止浆塞砂浆具有一定强度,要在后方拔出,并且不得出现振动情况。
2.3岩爆防治技术
引水隧洞深埋段施工时,存在干燥且厚度超10m的施工段,该区域的岩爆发生概率较高,且在埋深逐步增加的条件下,岩爆发生概率提高、影响范围扩大,不利于TBM的正常掘进。鉴于此,提出如下岩爆防治措施。①卸压孔及高压注水。在埋深>1300m的砂岩洞段施工过程中,在掌子面拱顶120°范围内钻扇形卸压孔,数量控制在4-5个,用中空钻杆向其中注入高压水,使其可经由孔内裂隙进入岩体。在做好此方面的工作后可降低岩体的脆性,使其具有更高的塑性,以便快速释放岩体的应力。②超前支护。遇埋深>1500m的砂岩洞段时,将卸压孔布设间距缩小至0.6m,配套使用胀壳式锚杆(自带钢垫板),其可以促进岩体应力的释放,有效加固围岩。③短循环的掘进与支护。按照0.7m-1.2m的标准组织短循环掘进作业,每完成一个短循环后均随即采取支护措施。④围岩面洒水。经过短循环施工后,确定护盾上方及后方裸露的新鲜围岩覆盖范围,向该处洒水,目的在于降低围岩的干脆性、增强塑性。⑤多重支护。采取柔性支护和强支护相结合的方式。首先设置柔性支护,施工方法为初喷钢纤维混凝土,再将预制成型的胀壳式锚杆和10mm钢筋网安装到位,随后组织强支护作业,根据施工段的围岩特点按特定的间距设置TH梁,强岩爆洞段为0.7m,中等及弱岩爆洞段为1.2m,中间套1榀UPN梁,经上述流程后复喷混凝土。
2.4管式锚杆施工技术
管式锚杆施工的原理是在隧道开挖之前,提前铺设钢管,再进行注浆、加固操作,这样就可以为开挖工作奠定坚实的基础,提高安全性。由于管棚的直径和刚度都比较大,这就可以为开挖提供比较安全的保障,起到支撑作用。融入注浆操作后,各风险可以因此而得到填充,从而形成比较坚固的形态,提高岩土体的稳定性,还可以起到止水效果。要按照要求对锚杆孔位进行布置,利用手风钻进行钻孔,安插锚杆,进行注浆。注浆的比例一般是1:1,根据管棚的长度、直径确定最终的注浆大小,再利用砂浆进行填充。
3引水隧洞工程施工质量控制措施
3.1做好施工准备工作
前期准备工作对后续施工有着很大的影响,施工前要掌握工程整体情况、性质、实际长度、相邻建筑、断面面积等。根据工程情况设计作业流程,保证引水隧道工程顺利开展。提前测量、布置控制网,安排专门的质检人员检查,待达到标准之后检测隧道轴线精度,做好轴线放样、开挖工作。考虑到工程整体施工较为复杂,需要建设单位、施工单位、监理单位共同优化设计方案,安排施工工序。
3.2严格选择施工单位
施工单位能力水平会直接影响引水隧洞工程的整体质量。施工单位只有配备了专业的管理团队,拥有完善科学的管理制度,才能做到对工程进程有明确的了解和合理的设计分析,通过对工程各个环节的联系,制定合理的工作任务。相关管理人员不仅应具有较强的专业知识,还应该拥有丰富的工程实践经验,才能为引水隧洞工程施工管理工作提供有力保证。
3.3要加强对施工原材料的质量把控
对于混凝土的配比要能够满足设计要求。对于施工过程中涉及到的钻孔,要保证钻孔孔深以及孔距都能够符合设计图纸的要求,并且在钻孔完成之后,要能够及时开展清孔操作。在混凝土喷射施工开展之前,要对受喷区域的地质情况进行全面的调查,要保证喷射过程中喷头与喷射地面之间的垂直,并按照自下而上的顺序来进行喷射。为了获得良好的混凝土喷射条件,可以采用分层喷射的方式,每一层的厚度为5cm左右,后层混凝土的喷射工作应该在前层混凝土终凝完成之后进行,如果终凝时间过程长的话,则需要对喷层面进行清洗。
3.4工程安全管理
对于工程的安全管理方面,需要从多个角度进行分析。应保证监理部门、设计部门、施工部门和业主等相关人员参与到工程施工项目的技术交底工作中,对设计图纸进行详细讲解,对工程特点、施工顺序及质量要求进行解释,保证施工相关人员对工程的重点和难点有较为详细的了解。此外,应按照我国当前对水利工程制定的各项标准和要求,严格管理工程施工各个工艺流程,加强安全知识培训,保证施工安全性,从而进一步提高工程的整体质量。
结语
引水隧洞的施工条件普遍较差,围岩组成错综复杂,易由于施工方法不合理或是质量控制措施未落实到位而引发质量问题。在引水隧洞施工期间,施工单位可视实际施工情况合理运用施工技术,加强对技术的调整与优化,做好超前探水、TST超前勘探、岩爆防治、卡机防治等相关工作,在安全的环境下高效施工,提高工程项目的综合效益。
参考文献:
[1]王玉琦.水利工程中引水隧洞的施工技术与质量控制分析[J].城市建筑,2019,16(29):147-148.
[2]何洪明.引水隧洞工程施工技术及施工质量控制研究[J].工程建设与设计,2018(17):200-201+204.
[3]张梁,陈宏川.水电站长距离引水隧洞水力过渡过程数值模拟研究[J].水电与抽水蓄能,2016,2(6):70-77.
[4]王克忠,秦绍坤,梁其东,等.沭水东调小断面长距离引水隧洞通风技术研究[J].浙江工业大学学报,2016,44(5):533-537.
[5]李丰现.水电站引水隧洞开挖与支护的施工技术[J].工程技术研究,2019,4(5):86-87.