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水工隧洞施工质量控制要点分析李建雄

发表时间：2021/7/1 来源：《建筑科技》2021年6月下作者：李建雄

[导读] 在水利工程建设中，开挖隧洞是工程建设中非常重要的一部分内容，对工程质量的影响非常大。通常，水工隧洞施工由于受到工程现状、地质以及围岩等不同情况的影响，导致施工工艺的运用也存在很大差异。所以，为保证隧洞施工质量，应该有针对性地利用施工工艺，加强对施工质量的管理。

福建省福州市中国水利水电第十六工程局有限公司李建雄 350000

摘要：在水利工程建设中，开挖隧洞是工程建设中非常重要的一部分内容，对工程质量的影响非常大。通常，水工隧洞施工由于受到工程现状、地质以及围岩等不同情况的影响，导致施工工艺的运用也存在很大差异。所以，为保证隧洞施工质量，应该有针对性地利用施工工艺，加强对施工质量的管理。基于此，本文以云南省玉溪市新平县水利工程为主要研究对象，深入剖析隧洞施工，以期相关人员能够借鉴。
关键词：水工隧洞；施工工艺；质量管理
中图分类号：TV554               文献标识码：A
        1引言
        在我国建设领域中，水利是极为关键的一部分内容，对推动社会经济发展有很大促进作用。在水工建设中，隧洞施工对工程整体质量的影响很大。所以，在组织开展施工工作期间，相关人员应该结合本地区的地质条件、环境等多方面因素，对隧洞施工工艺进行科学利用，并根据工程的具体建设现状，合理制定施工质量管理办法，保证工程项目施工效率和水平全面提高的同时，还能让水利工程朝良好的方向发展。
        2水工隧洞施工质量问题原因
        2.1内部载荷引起的裂缝
        内部载荷引起的裂缝更为普遍。这些裂缝的原因在于，原材料的质量不符合行业相关的标准要求，混凝土结构的设计与实际的施工要求严重不符，以及混凝土材料的不合理配比是造成此裂缝的主要原因。在混凝土施工过程中若出现不合理的结构，形成的结构裂缝将在纵向和周围方向延伸。原材料质量不合格或者不符合施工环境，将直接影响工程施工的整体质量。在水泥材料运输过程中，混凝土的含水量可能会发生改变，将在一定程度上影响材料的整体质量性能。在施工过程中，没有合理的选择添加剂，或者添加剂的用量和类型不符合本工程项目，将直接导致混凝土结构的裂缝。在选择添加剂的数量和类型时，混凝土结构的内部应力收缩现象通常是由于数量和类型的选择不合理所致，这也引起混凝土材料的干结块，导致了混凝土的表面裂缝。
        2.2外部载荷引起的裂缝
        由于结构承受的内力不同，因此裂纹的形状将有很大不同。对于这样的裂纹，由于两点对称的加载作用，会发生由大的外部载荷引起的结构弯曲现象。应力裂纹通常在部件中显示为本质上是扩展的结构裂纹，对于这种类型的裂纹，通常会对钢筋混凝土结构造成更大的破坏。压缩裂缝是混凝土结构施工过程中最常见的形式，压缩应力超过了钢筋混凝土的抗压强度，这就造成了结构应力线性下降。
        2.3由钢筋拉伸引起的裂纹
        在短时间内建造的水工隧道中，当外部承受很大压力时会出现裂缝，这种裂缝会给整个隧道带来安全隐患，并影响混凝土的质量。
        3水工隧洞施工质量控制要点
        3.1隧洞开挖
        本工程引水隧洞长度较长，地质情况复杂，常遇到岩溶地带、断层破碎带的不良地质。施工中一定要加强地质观测，不断调整支护方式和优化爆破参数，最大限度地减少超挖，不允许欠挖以及减少振动影响。在开挖过程中要遵行“重地质、强支护、弱爆破、早封闭、勤测量、严注浆”的施工方针，在此基础上要合理选择支护方式和爆破参数。
        支护方式的合理选择是控制开挖质量和安全的关键。针对溶洞较小且不影响正常施工情况下，底部溶洞进行钢筋混凝土浇注设橡胶止水即可，顶部溶洞则需全断面浇注钢筋混凝土并设排水管。溶洞较大且伴有泥、水的情况时，底部溶洞可以考虑将多余渣石倒入其中以减少除渣时间，然后通过架设钢筋桥、预制板处理后进行钢筋混凝土浇注；顶部溶洞则需立即进行工字钢支护，保证施工人员安全的情况下立即进行全断面钢筋混凝土浇注并设排水管。对于断层破碎带，一般岩层较为完整、中间夹带有泥层：如泥层较窄、泥量不大，进行工字钢、原木支护即可；如泥层较宽、泥量偏大且伴随有水渗出，则需立即进行钢筋混凝土处理，如泥层附近岩层也不稳定则需工字钢支护后立即浇注。

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        爆破参数的合理选择是控制开挖质量的重要环节，施工时应根据拟定的爆破参数进行工艺性爆破的实验，从而总结出适合各个开挖工作面的爆破参数，用于指导各作业面的施工，在每个爆破循环均应绘出爆破参数施工图以便调整，始终保持每个循环的爆破作业的单耗控制在最优范围内。对于钻孔环节应严格控制钻进的孔深、孔的倾角度，保证孔口施工在设计开挖轮廓线上，孔底落在拟定面上。为达到以上要求，必须做到定人定孔定钻，严格实施工艺控制，以确保钻孔精度。装药是控制开挖质量的最后环节，要确保装药质量达到爆破参数要求的标准，装药前对各钻孔进行认真清理，以确保设计孔深。在进行光爆孔药卷安装时，须采用竹片间距绑药，确保药卷位于孔的中心线上，确保达到设计效果，现场值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查，周边孔偏差不得大于5cm/m，爆破孔偏差不得大于10cm，减少超挖，不允许欠挖。
        3.2施工通风
        小断面长距离的水工隧洞工程施工中，最难解决的就是通风问题。隧洞中需要良好的供风量，依据隧洞中最多能够承受的人员数量、洞内最小的风速、洞内出渣车、铣挖机掘进等进行最大供风量计算。在对通风设备进行选择的时候，因为隧洞断面过小，直径太大的通风管会对设备作业和运输产生影响，直径较小的通风管会产生大风阻，严重影响供风量以及供风距离，机械设备需要满足配套作业的需求。综合性考量之下，可使用Ф400mm规格的通风筒进行通风，通风机的功率是15kW，供风量是200m3/min，风筒材质为布质，能够起到更加良好的通风作用。在对施工通风设备进行安装时，一定要确保安装位置的合理性，这样才能够获得良好的通风成效。在所有隧洞口安装通风设备，设备从洞口进入洞内时不能有折角与转弯，这样才能保证通风顺畅。实际安装中要保持风筒平顺，风筒截面一定要完整，如果存在破损的位置，要使用专业胶水实施粘结，不可使用普通胶水粘结。通风筒在进行送风的时候，要确保送风口与掌子面的距离超过15m，接力通风中，后边风机要高于前面风机的供风量，且不能同前面风筒进行直接连接，间隔距离一般要保证在30～50m。
        3.3隧洞衬砌施工工艺
        在进行水工隧洞施工期间，针对隧洞衬砌施工，一方面，对钢筋进行科学的准备和安装。在对钢筋进行制备期间，施工人员应该结合图纸和规范开展，以便钢筋规格能够和后期的焊接、绑扎等工作要求相符合。并且，双面搭接的要求接头长度应该在所应用的钢筋直径4倍以上，受接筋接头需要比长度规定的直径30倍以上。同时，在对钢筋使用前期，应该将除锈工作全部做到位，均匀且牢固的对钢筋进行绑扎，并为后续作业预留保护层。另一方面，对模板正确安装。在将钢筋绑扎工作做完之后，应该对其进行质量验收，在合格之后，方可对模板加以安装。在安装之前，对模板的质量进行检查，确保模板不会存在任何不平整或者变形的现象。在检查完毕以后，在模板表面均匀地涂抹脱模剂，牢固安装，以便相邻模板的接缝可以更加密实。当混凝土强度达到整体1/2的时候，可以选择将模板拆除。需要明确的是：如果应用的是定型组合式模板，应该将其中心调平，并对模板中心和隧洞中心进行严格检查，明确是否存在重合的情况，若不能重合，还需要再次调整。
        3.4温度的控制
        在水工隧道混凝土施工中，形成的裂纹的通常是由温度所引起的。因此必须降低进入储存仓库的混凝土的温度，添加冰块减少搅拌过程中混凝土水化热的反应，可以降低混凝土的温度。还需要减小混凝土内部和外部之间的温差。在混凝土搅拌过程中，水合反应将释放出大量的热量，很容易导致混凝土的表面温度不均匀导致裂纹。在铸造过程中，只要避免温度不均匀，就可以最大限度地减小温度应力减小破裂的可能性。国外在分析大量混凝土时特别注意混凝土材料的选择，就温度升高而言，大多数外国都使用预冷或喷水冷却。研究如何有效地提高我国混凝土结构的抗渗性和防水性，将通过合理化促进混凝土结构的发展，从而有效地防止裂缝的形成。
        4结束语
        综上而言，水工隧洞施工具有较强的技术复杂性，对施工技术的要求比较高。因此，为了可以从整体的角度提高水工隧洞施工质量和水平，相关人员务必要强化对每一个施工细节的把控。在施工前期，需要做好设计工作，以便后续施工工作的开展能够顺利进行。而在施工阶段，应该根据工程现场情况，合理选择水工隧洞施工工艺，加强对施工质量的管理。科学制定管理措施，既能保证在有效降低施工问题出现概率的同时，又能为水利工程的可持续发展奠定基础。
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