水利工程隧洞開挖施工關(guān)鍵技術(shù)與質(zhì)量控制

孫亮

中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司 湖北宜昌 443002

1 當(dāng)前水利隧洞工程的概述

針對(duì)水利隧洞的施工而言，不同隧洞的輸水水流狀態(tài)差異很大，以這些水流狀態(tài)的差異為標(biāo)準(zhǔn)，可以將水利隧洞分為兩大類，第一是無(wú)壓隧洞，第二是有壓隧洞。無(wú)壓隧洞的特點(diǎn)是輸水水流具備自由表面，水流尚未徹底充滿。而有壓隧洞的特點(diǎn)是輸水水流不具備自由表面，但水流徹底充滿。水利隧洞的主要組成部分有：進(jìn)口段，洞身，出口段。其中洞身的施工非常關(guān)鍵。受到施工環(huán)境不同的影響，洞身的樣式會(huì)產(chǎn)生一定的差異。所以，在水利隧洞的設(shè)計(jì)階段，就需要設(shè)計(jì)人員全部勘察、分析施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況、水文情況以及施工情況，確保設(shè)計(jì)出來(lái)的洞身與施工范疇的水文環(huán)境相協(xié)調(diào)。當(dāng)前水利隧洞的進(jìn)口段閘門的設(shè)置方式主要有三種：第一種豎井式設(shè)置方式，第二種斜坡式設(shè)置方式，第三種至塔式設(shè)置方式。一般情況下，有壓隧洞會(huì)優(yōu)先選擇馬蹄形斷面的閘門設(shè)置方式以及圓形斷面的閘門設(shè)置方式。而無(wú)壓隧洞進(jìn)口段的閘門設(shè)置方式主要是圓形設(shè)置方式、馬蹄形設(shè)置方式以及城門型設(shè)置方式[1]。

2 水利工程隧洞開挖施工的原則

近年來(lái)，基礎(chǔ)設(shè)施工程占有的地位不斷提升，水利工程隧洞開挖施工想要更好的解決問題，必須堅(jiān)持在工作原則上積極的遵守，這樣才能對(duì)各項(xiàng)工作的開展提供更多的保障，從而促使每一項(xiàng)問題能夠在根源上得到解決。首先，水利工程隧洞開挖施工的方案擬訂要堅(jiān)持結(jié)合項(xiàng)目自身的特點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成，一些老舊的思想和模式并不符合當(dāng)下的要求，而且很容易造成較多的缺失和疏漏現(xiàn)象，甚至是造成嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。在技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要觀察水利工程隧洞開挖施工的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展以及區(qū)域規(guī)劃，包括可能出現(xiàn)的特殊情況影響，這些問題的應(yīng)對(duì)和解決都會(huì)成為水利工程隧洞開挖施工的決定性組成部分[2]。

3 水利工程隧洞開挖施工關(guān)鍵技術(shù)與質(zhì)量控制

某水利工程隧洞開挖之前對(duì)水利工程建筑物進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，具體包括山前引水渠道、導(dǎo)洪堤、導(dǎo)洪渠、山后引水渠道、引水隧洞等。其中，引水隧洞作為此次施工重點(diǎn)，隧洞整體長(zhǎng)度為390m，隧洞內(nèi)外徑分別為4m、5m。隧洞施工沿線地質(zhì)情況特殊，隧洞埋深為30-80m。

3.1 隧洞開挖

隧洞開挖是水利工程隧洞施工的初步工程，在開挖之前首先要設(shè)計(jì)好洞臉開挖坡比，按照施工圖紙，對(duì)比進(jìn)出洞口實(shí)際米數(shù)，盡量做到兩側(cè)邊坡少挖。如果遇到極特殊情況，則可以選擇邊開挖、邊支護(hù)的手段。其次是注意隧洞橫斷面尺寸控制，要求隧洞的圓形斷面內(nèi)徑不能超出2m，非圓形斷面寬度不能超出1．8m。隧洞施工期間，涉及挖掘機(jī)、鋼模臺(tái)、架鉆臺(tái)車等設(shè)備的應(yīng)用，需要十分注意斷面尺寸，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的方式，準(zhǔn)確設(shè)定好斷面。洞臉、洞口都要得到妥善鞏固，尤其是洞外施工期間，注意實(shí)際施工中的明洞、暗渠[3]。

3.2 石方施工技術(shù)

石方施工技術(shù)主要分為兩種，即石方明挖、石方洞挖。石方明挖針對(duì)隧洞坡邊輪廓線為主，選擇預(yù)裂爆破施工方法，利用手風(fēng)鉆鉆孔設(shè)備，在需要爆破位置進(jìn)行鉆孔，并且及時(shí)填裝火藥進(jìn)行爆破。為了確保石方施工順利完成以及洞口邊坡等安全，施工單位規(guī)定必須應(yīng)用7655型手風(fēng)鉆。洞挖過程中，結(jié)合實(shí)際施工條件，及時(shí)制定全斷面開挖方案，以風(fēng)鉆鉆孔以及軸流通風(fēng)機(jī)及時(shí)完成排煙工作，同時(shí)還要做好土渣清理。具體石方施工技術(shù)步驟如下：測(cè)量放樣、鉆孔、裝藥、起爆、排煙、灑水、出渣、噴錨支護(hù)。爆破之前，注意結(jié)合地質(zhì)情況，設(shè)計(jì)好爆破方案。尤其是爆破方位、項(xiàng)目規(guī)劃、爆破土方量等，并且提前進(jìn)行試爆。爆破實(shí)驗(yàn)主要為實(shí)際爆破工作做準(zhǔn)備，幫助爆破施工確定具體位置以及主爆孔，利用掏槽區(qū)的設(shè)置，在其中間應(yīng)用鉆機(jī)鉆孔，創(chuàng)造出臨空面，增強(qiáng)爆破效果。試驗(yàn)爆破中，孔眼距離非常重要，炮孔的直徑要求為53mm，眼深為2．10m，確定數(shù)據(jù)以及位置，保證爆破更加精準(zhǔn)，效果更加理想。

3.3 混凝土施工技術(shù)

水利工程隧洞施工，混凝土施工技術(shù)必不可少。第一，為了保證所使用的混凝土材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)，嚴(yán)重在實(shí)際作業(yè)過程中私自變更混凝土的配比。在開始施工前需要開展試驗(yàn)工作，對(duì)其誤差進(jìn)行更嚴(yán)格把控。第二，需要盡量將運(yùn)輸混凝土的時(shí)間縮短，避免離析等問題出現(xiàn)。如若混凝土由泌水、離析等情況出現(xiàn)，則需要將其廢棄處理，嚴(yán)禁再次使用。第三，在澆筑第一層基巖時(shí)要求將厚度約2-3cm的水泥砂漿層鋪設(shè)在澆筑面上，保證能夠良好黏結(jié)混凝土，切實(shí)避免出現(xiàn)脫落等問題。第四，需要嚴(yán)格把控混凝土坍落度在8-14cm范圍內(nèi)。第五，在澆筑過程中需要安排特定的工作人員來(lái)監(jiān)督與指導(dǎo)施工現(xiàn)場(chǎng)，澆筑完畢后需讓監(jiān)理人員進(jìn)行驗(yàn)收。

3.4 鉆孔、灌漿

鉆孔灌漿施工技術(shù)，主要目的是為了進(jìn)一步穩(wěn)固隧洞，有效預(yù)防隧洞漏水。根據(jù)隧洞施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以固結(jié)灌漿、回填灌漿結(jié)合的方式完成灌漿工作。頂拱回填灌漿分區(qū)段完成，區(qū)段距離為45m，回填管徑必須從位置較低的端口開始，依次從較高位置進(jìn)入，最后到達(dá)頂孔。布置隧洞的灌漿孔，間隔距離為3m，回填灌漿孔間隔距離為50mm。鉆孔完畢進(jìn)入到灌漿作業(yè)，灌漿壓力控制在0．20MPa，回填灌漿完畢進(jìn)行固結(jié)灌漿，期間間隔時(shí)間為7-14d，固結(jié)灌漿孔依然是梅花型進(jìn)行布置，先進(jìn)行一序孔灌漿，再進(jìn)行二序孔灌漿。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，水利工程隧洞施工工序較多，并且隧洞結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以施工難度非常大。特別是隧洞在施工之前，必須做好設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備工作，施工過程中注意施工技術(shù)應(yīng)用細(xì)節(jié)的控制，施工結(jié)束后及時(shí)做好清理、檢查工作，從各個(gè)方面確保水利工程隧洞施工順利完成。