水利工程中引水隧洞施工技术与质量控制

水利工程中引水隧洞施工技术与质量控制

中国水利水电第三工程局有限公司陕西西安710000

摘要:水利系统的主要组成部分之一就是引水隧洞,直接对水利工程质量产生影响,有必要做好研究分析工作,提升水利工程施工质量。文中选择引水隧洞为切入点,分析饮水隧洞施工技术质量的控制措施,为类似研究提供借鉴,大幅度提升水利工程质量。

关键词:水利工程;引水隧洞;技术质量

水利工程作为现代社会建设中的重点工程,可以有效地提升水资源的利用效率,提升区域水调度的质量,而引水隧洞作为整个水利系统中较为关键的部分,对其进行资源的改良与发展,可实现资源的综合分配及利用。文中探讨引水隧洞施工技术质量的控制。

1工程概况

该引水工程的建设主要目的是缓解中西部地区工农业用水紧张的问题,输水隧道长约8km,工程的建设惠及多个乡镇,有效改善当地生态环境。引水隧洞经过地形地貌为低山丘陵地带,隧洞埋深较浅,隧洞穿越地层节理发育、岩体结构较为破碎,地质环境较为复杂,开挖及衬砌难度较高。

该引水隧洞围岩条件较差,在隧洞开挖过程中易于出现变形塌方、突水等不良地质现象。因此,隧洞开挖过程中,不可一次进尺过长,进行爆破时需要采用弱爆破,采用强支护措施,尽早进行开挖断面的封闭,缩短围岩测量间隔,二次衬砌需要及时进行。

2引水隧洞开挖

2.1引水隧洞洞口开挖

采用明挖法对引水隧洞洞口进行开挖,采用分层小切口的方式进行开挖。明挖法在开挖过程中采用自上而下开挖,在开挖过程中及时进行开挖支护。在引水隧洞洞口仰坡位置的岩土体可以分成2次开挖,共四步:①根据设计图纸准确定位,设置好地面排水措施,完成开挖前的准备工作;②对引水隧洞台阶开挖的上下两层台阶分界线以上部位的岩土体进行开挖,预留机械进入隧洞上台阶的空间;③及时对开挖面锚喷支护进行防护;④上台阶进入洞身后,对第一次开挖的剩余部分进行开挖,当开挖作业进入隧洞洞身时,依据不同的围岩类型进行开挖,同时进行初次支护以保障作业人员进人隧洞的安全。

2.2台阶法引水隧洞洞身开挖

采用台阶法对引水隧洞洞身进行开挖,台阶法开挖结构如图1所示。台阶法的施工流程如下:①首先对开挖隧洞洞身进行超前支护;②对隧洞的上台阶部分进行开挖;③对上台阶开挖部分进行初期支护;④对隧洞下台阶进行开挖;⑤对下台阶开挖部分进行初期支护;⑥进行隧洞底拱衬砌;⑦隧洞其他部位衬砌。

采用上下台阶法进行隧洞开挖时,两步台阶开挖的步距为L,则L需要满足以下条件:D<L<5D,D表示开挖隧洞的宽度。在隧洞开挖过程中,若围岩类型较差(如遇到风化强度较高,岩体结构破碎等岩土体类型)时,需要在开挖过程中预留核心土,采用环向开挖的方式进行开挖;若围岩条件较好则可直接进行全断面开挖,不必保留核心土。

图1台阶法施工示意图

3引水隧洞施工技术与质量控制

3.1石方施工

在进行爆破施工作业之前,要基于具体的地质状况、爆破土方量、爆破的位置以及相关爆破参数对其进行初爆设计,在进行初爆设计之后,要对工地现场进行试爆操作。项目爆破在进行试验的过程中要设置掏心孔、辅助孔及周边孔区;在进行掏心区的设置之后,在掏槽(心)区中间区域根据实际地质情况开几个空孔,在进行掏心孔装药操作过程中,要基于项目特点对其进行强化。同时,在隧道端面之上,设置临空面,进而保障整个爆破效果的精准性,可以有效减少爆破过程中给整个隧洞顶部位置中衬砌围岩的破坏影响,进而保障整个岩石的完整性以及稳定性。在对其进行爆破的过程中要分段开展,完成爆破的一段之后,要一边进行欠挖的修整,一边进行钢拱架喷锚支护处理。

在进行石方施工过程中,要在爆破过程中对钻孔的精度、深度、方向以及临空面等相关设置进行合理的控制,保障其合理性,避免对爆破的实际效果以及围岩产生不良影响。严格控制每孔的实际装药量,禁止出现多装、少装、漏装的问题;爆破前要对雷管的段位、爆破网络的实际链接状况等进行检查,对爆破区域以及非爆破区域中的阻挡进行合理的设置,增加安全网阻隔,及时疏散人群,保障其整体的安全性,避免各种安全隐患问题的出现,保障其整体质量与效果。

3.2混凝土施工

在引水隧道的施工作业过程中,必须要保障其施工质量。在进行衬砌施工作业过程中,要保障其衬砌结构施工缝基于方便施工的基础原则开展,综合混凝土的温控要求,保障其整体的受力要求。隧洞混凝土在施工作业过程中必须要综合隧洞混凝土的实际受力因素,在施工作业过程中必须保障洞身底板、边墙以及顶拱混凝土分批施工作业。其分缝位置要基于浇筑分块间隔12m,其具体的结构要求要基于设计的需求开展。施工缝主要就是通过沥青衫板对其进行嵌缝施工作业,施工缝主要通过既定的规范要求开展凿毛以及插筋、设止水带(片),同时保障其分布钢筋小裁断等问题的出现。同时,在施工作业过程中要基于混凝土设计图纸,对混凝土的质量、坍落度、和易性以及混凝的骨料粒径等进行综合分析,避免出现泵送堵塞等问题,在进行泵送过程中必须要保障混凝土的连续性,避免因为供料中断导致混凝土冷缝问题的出现。

3.3钻孔和灌浆施工

在完成混凝土的衬砌施工作业之后,要提升其整体的稳定性,有效避免出现漏水等问题,基于施工设计要求,对整个隧洞进行固结灌浆以及回填灌浆作业。顶拱回填灌浆主要基于每区段45m对其进行分区段,回填灌浆施工作业过程中要于较低的一端开展,然后在两边较高的位置进行施工作业,最后进行顶孔施工作业。

将灌浆孔过程布置到隧洞的混凝土拱部,平均每隔3米布设一个孔。固结灌浆在回填灌浆结束之后的7~14d对其进行施工作业,固结灌浆孔主要就是通过环向梅花形布置方式开展施工作业,在灌浆的时候要先灌一序孔,然后在进行二序孔的施工作业。在灌浆的过程中要设置观测点,加强灌浆观测操作,这样才可以及时处理洞壁破损等问题。回填灌浆以及固结灌浆在操作过程中要对基于整个全线对其进行布置。在进行灌浆施工作业过程中必须要基于回填灌浆施工作业,然后在进行固结灌浆的既定顺序开展施工作业。在整个施工过程中要通过灌浆自动监测系统对整个记录系统进行操作,进而保障灌浆施工的质量与效果,在完成灌浆施工作业之后要对其进行压水实验,进而初步了解灌浆的质量,对于存在安全隐患的位置,可以对其进行二次的补灌浆作业。

钻孔及灌浆施工的质量管理主要就是合理的控制孔距、高度、灌浆量以及浆液的配合比等,实践中必须要对其进行系统的控制,及时监测各个施工段的接缝位置,进而及时处理问题。混凝土养护按照规范进行,主要要求如下:①完成收浆后及时进行洒水养护,养护时间不应短于28d。养护混凝土的水源应是干净水源,可根据设计工程环境调整洒水间隔;当环境气温过低时需停止洒水,同时在混凝土表层覆盖保温材料;②混凝土结构应当是完整无裂缝的;③在模板拆除之前,混凝土需一直保持湿润状态;④混凝土强度>2.5MPa后方可承受作用力。混凝土浇筑后若出现表面缺陷需要及时进行处理,常用的缺陷修补措施如下:

1)错台修补:

对于间距>2cm的错台,按照顺水流方向进行凿除,预留合适厚度使用电动砂轮进行磨平,保证与周围混凝土的是平滑接触的。若间距<2cm,则可直接使用电动砂轮进行打磨。

2)蜂窝、麻面及挂帘修补:

对于混凝土表面存在缺陷的,首先要对这部分混凝土进行清除,然后涂抹水泥砂浆进行回填,进行压实并打磨光滑。

4结语

总之,针对工程实际特点,采用明挖法对引水隧洞洞口进行开挖;使用台阶法对隧洞洞身进行开挖。取得了较好的工程实践效果,可为类似工程提供参考。

参考文献:

[1]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.

[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(04):173-174+179.

[3]刘榴.分析水利工程引水隧洞开挖支护施工技术[J].科技创新导报,2018,15(10):31-32.

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