水利水电工程引水隧洞洞挖施工方法 邓旭

发表时间:2021/7/5   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:邓旭
[导读] 摘要:现如今我国科技水平有了较大提升。
        重庆市水利港航建设集团有限公司  重庆  401120
        摘要:现如今我国科技水平有了较大提升。在进行水利水电工程引水隧洞施工的时候,工作人员理应提高重视程度,结合项目的具体情况,做好监督工作,合理设置连接点,提供充足资金,增强资源管理意识,加强人才培养,合理应用开挖技术以及支护技术。如此一来,施工项目的综合水平就会得到提高,员工们的人身安全能够得到有效保障,企业也能从中获得足够的经济效益,进而推动整个行业持续进步。本文主要就水利水电工程引水隧洞洞挖施工方法进行了分析。
        关键词:水利水电工程;引水隧洞;洞挖施工
        在当前时代背景下,人们逐渐提高了对水利水电工程的重视度。水利水电工程是事关国计民生的基础设施,但工程项目多而复杂,引水隧洞开挖容易受到地质环境等因素的影响,施工人员需要采用最为合理的开凿方式,才能保证工程效果。
        1、水利水电工程引水隧洞的主要概念
        对于引水隧洞施工而言,其能够有效提升水利水电工程自身的工作效率,缩减成本投入,以防资源发生不必要的浪费,可以看作是水工构筑物的核心部分。水利水电工程在发电的时候,主要依靠水位自身形成的落差,基于瞬时间产生的重力势能,让其逐步转为电能,以此使得水轮机正常运转,实现发电的效果。而引水隧洞则是将水流上部引入水轮机的密闭空间,而隧洞又能进一步分为两类,分别是有压引水隧洞以及无压引水隧洞,当水流顺着水轮机,逐步进入通道里面的时候,路线就要展开相应的调整,不仅要足够短,而且十分简单。此外,水流也要实现顺利对接。在该施工正式开始之前,施工人员需要根据项目的具体情况,对周边环境展开分析,包括岩石以及地质水平,尽可能和地下水保持一定的距离。本文主要对水利工程引水隧洞开挖过程中不良地质地段的预防、处理及支护措施的浅谈介绍。
        2、不良地质洞段处理措施
        2.1隧洞洞口失稳技术措施
        洞口段的开挖是施工安全控制的重点部位之一。开挖措施如下:1)开挖前在洞口边坡及坡顶埋设变形监测点,开挖过程中及时监测并反馈信息,确保施工安全。根据岩层厚度、顶部位置、走向具体设置,顺层岩体的位置变化应保证能观测到。根据观测数据,分析边墙、洞顶围岩变化,若洞顶沉降量变化大,造成竖向、横向位移较大时,再查看隧洞上部是否开裂缝,并加强监测。如果竖向、横向位移继续增大,隧洞上部裂缝变大、增多,则洞口失稳可能出现,必须通知施工队伍停止开挖作业,待处理安全后方可施工作业。2)如洞口段采取超前支护、全断面法开挖,每循环开挖后应及时进行系统支护。按原则施工:①开挖支护按照“勤检测、短进尺、强支护、弱爆破”的原则;②工程部管理人员和作业队技术员随时记录观察开挖面的围岩地质情况,查看开挖上一桩号支护情况,确定隧道、围岩的稳定性、可靠性;③爆破开挖后的安全监测非常重要,按照规范、设计图纸要求,测量队进行对隧洞顶拱、边墙下沉及围岩收敛数据测量,如围岩有异常变化立即通知采用加固措施,保证安全施工。
        2.2预防和处理塌方的措施
        1)保证施工安全和施工进度的关键是预防塌方,现场管理人员、作业人员随时观察开挖围岩体地质有无异常变化,必要时采取加强支护手段,防止塌方发生。2)在不良地质段施工时,根据相关规程规范要求联合勘查设计及监理人对围岩进行地质测试孔、钻孔,根据实际围岩情况进行地质超前预报。3)围岩层较差段施工时,应采用机械开挖、控制进尺、增强支护和随时监测的施工方法。4)对没有破坏的岩层、围岩段松散渗水或岩层结构面不好的,采用超前锚杆支护。5)隧洞围岩松散破碎、地下水发育段,采用超前小导管注浆支护。6)隧洞穿越公路段、居民区等特定区域,采取合适的超前支护、超前灌浆阻水、短进尺、弱爆破及时支护的方案进行开挖,避免造成塌方、冒顶和超标准地表沉陷等。7)严格按照开挖支护施工方案施工,确保一次支护施工质量,避免塌方发生。万一发生塌方,如何安全迅速处理,是工程重要施工环节。塌方事故现场处置方案如下:①发生塌方后,现场管理人员立即组织所在工作面停止施工,前提必须保证人员安全,立刻上报所属项目领导,在2h 内按规定程序报告监理人;②项目部安全环保部、工程部、技术部人员对施工现场进行查勘,对塌方原因进行分析,确定围岩类型、塌方规模、地质结构和周边状况,结合现场实际制定有效可行的处理方案(包括安全措施)报监理审批后实施;③有地下水活动的塌方,先治水再治塌方。


        2.3对隧洞松散地层、破碎带地质影响的控制措施
        1)稳定性差、胶结弱、结构松散的地层,坍方在施工中容易发生。此类地层穿越隧道时,因减小对围岩扰动,需采取先支护后开挖、加密支撑、及时支护封闭的原则作业,必要时可采用预加固等措施。2)针对地质条件差的破碎带,开挖围岩会造成隧洞边墙、顶拱出现掉块、冒顶、坍方等,在开挖过程中按照围岩类别控制好进尺和及时支护;开挖岩性变化较复杂的破碎带时,需准确研究分析工程地质条件和地质超前预报,正确发布相关数据、影像资料,根据岩性状况及时调整围岩类别和开挖支护方式,确保开挖安全。
        2.4对隧洞顶部居民区影响的控制措施
        1)爆破作业严格控制单位耗药量、单孔装药量和一次起爆药量。2)在需采取控制爆破段施工过程中避免22:00 ~次日6:00 时间段内爆破作业。3)做好爆破振动控制,实施爆破振动监测,控制爆破振动质点振速满足规范要求。爆破振动监测选用有资质的专业队伍,测振仪监测位置以距离爆破点地表50~200m 附近民房、公路位置为主。测振仪按距离隧洞爆破点由近向远、间隔布设(实际布设以爆破点当地地表环境为准),在每排炮爆破作业监测点提前布设,爆破作业后及时读取数据,出具振动监测报告。根据监测数据实时调整爆破参数,找出最优爆破参数,以达到爆破作业对周边村民最小影响的目的。
        3、Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖支护
        Ⅳ、Ⅴ类围岩的发育程度高,围岩不稳定,而且以分布的小断层为主。因为其围岩不稳定的特性,需要在超前地质勘探的基础上,采取合理的施工方法。
        3.1超前地质勘探
        超前地质勘探是了解Ⅳ、Ⅴ类围岩的构成及基础结构的重要方式,在超前勘探的基础上,能够获取尚未开挖岩体的体质情况,为支护方式的选择提供依据。这就需要通过试验的方式了解岩芯的岩性、力学性能以及结构,分析围岩的构成。同时,采用抽水试验的方式了解水文资料,避免施工过程可能出现的涌水、坍塌等不良事故。
        3.2施工方法与质量控制
        当Ⅳ、Ⅴ类围岩断层破碎带内充填软塑状断层泥或特别松散的颗粒时,需要设置超前支护。利用锚杆或管棚进行超前支护,在确保围岩稳定的情况下,开展分层开挖。开挖过程中做好监督与管理,采用分部支护和分布开挖等方式,提升施工安全。施工过程中要严格控制爆破用药量、爆破深度等参数,不能为了追求工程进度而忽略质量管理。
        3.3地下水的防渗处理
        在作业过程中洞中渗水范围比较大的情况下,运用钻孔把水全部引到集水井内,之后使用水泵把水排到洞外。若地下渗漏水水量很大或者范围较为广泛时,掘进之前首先要进行灌浆,之后基于全封闭深孔或者依托超前加强支护对渗水问题进行处置,而且在掘进作业面前方留下最少10 m 的搭接长度。小钢管与超前锚杆装设运用快硬水泥卷,使待凝时长减短。
        结束语
        在当前时代背景下,人们逐渐提高了对水利水电工程的重视度。此类工程通常较为复杂,属于综合类工程。其中最为重要的一个环节便是引水隧洞,施工人员需要采用最为合理的开凿方式,才能保证工程效果。为此,施工团队就要提高重视度,结合具体情况,有效调整,进而提升工程水平。结合具体的工程实践,分析水利水电工程引水隧洞洞挖施工技术,通过合理的方式控制施工关键环节,从而有效控制施工质量与施工进度,达到预期的经济效果。
        参考文献
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        [4]张朝磊.水电站引水隧洞开挖及支护施工技术[J].河南建材,2020(01):3-6.
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