水利工程隧洞施工技術(shù)及處理措施

時間:2022-03-18 09:38:54

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水利工程隧洞施工技術(shù)及處理措施

摘要:文章針對現(xiàn)代水利工程隧洞施工,結(jié)合西藏某地區(qū)水電站實例,從隧洞開挖施工、鋼拱架施工、襯砌施工三方面分析了隧洞施工技術(shù)及其要點,提出了相應(yīng)的處理措施,并介紹了有效預(yù)防和處理隧洞塌方的方法,旨在為工程的順利實施提供可靠的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞:水利工程;隧洞開挖施工;鋼拱架施工;襯砌施工;水電站

如今,水利工程正迎來全新的發(fā)展局面,但也面臨著許多的考驗,使得施工質(zhì)量逐漸成為人們關(guān)注的焦點問題。為滿足人們的迫切需求,為社會提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù),還需進一步加強水工程的施工技術(shù)研究。隧洞是水利工程的重要建設(shè)環(huán)節(jié),其施工質(zhì)量與工程好壞有著直接的聯(lián)系,所以應(yīng)對其給予足夠的重視。在實際的施工過程中,由于會受到外界各種因素的影響,使得隧洞施工的難度較大,對于隧洞施工,支護是保證施工質(zhì)量與安全的重要前提,如果未對支護給予高度重視,將有可能引發(fā)塌方等嚴(yán)重的事故。因此,應(yīng)根據(jù)實際的工程情況,采取有效措施保障隧洞施工安全,確保工程順利實施。

1工程概況

某水電站位于西藏某地區(qū)某傾多鎮(zhèn),距傾多鎮(zhèn)12km,距某城43km,下游距河口20.5km,是波得藏布干流四級開發(fā)的第三級水電站,上接熱西水電站,下鄰朱西水電站,壩址以上流域面積為2453km2,多年平均流量為132.0m3/s。多年平均懸移質(zhì)含沙量為0.036kg/m3,為少沙河流,多年平均總輸沙量為18.0萬t。

2隧洞開挖施工技術(shù)

在對隧道進行開挖的過程中,應(yīng)根據(jù)工程的施工情況選取適宜的開挖施工技術(shù),從而在確保施工進度的基礎(chǔ)上,有效提升開挖質(zhì)量,避免欠挖等問題的發(fā)生。在選取具體的開挖施工技術(shù)時,應(yīng)對隧洞圍巖的類型、斷面進行充分的分析和了解。一般而言,在實際情況中較為常用的開挖技術(shù)主要有兩種:

2.1全斷面開挖法

這種開挖技術(shù)適用于圍巖情況較為良好的隧洞中。如果圍巖的質(zhì)地較硬,可采取鉆爆的方式形成隧洞,然后再進行必要的支護施工。全斷面開挖的主要特點為可以大幅提升施工效率,在保證施工質(zhì)量的同時很大程度上縮減施工周期。在實際施工過程中,應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的組織方案進行施工,以免受到交叉施工等問題的影響和干擾。

2.2導(dǎo)洞開挖法

這種開挖技術(shù)與全斷面開挖的不同之處主要為,首先需要在隧洞的斷面上實施開挖,然后根據(jù)具體的設(shè)計方案確定導(dǎo)洞的具體尺寸與形狀。這種開挖技術(shù)更加靈活,可以在施工中對前方的地質(zhì)情況進行探明,利于隧洞排水,還能為后續(xù)的隧洞通風(fēng)等提供一定便利,此外,這種開挖方法的爆破施工效果更加明顯。

3鋼拱架施工

用于隧洞支護的鋼拱架有許多種類型,較為常用的兩種為工字鋼形式與格柵形式。根據(jù)隧洞斷面的輪廓,對鋼拱架實施加工,同時通過放樣制成彎曲的模型。嚴(yán)格按照設(shè)計要求完成加工的鋼拱架,需要進行組織試驗,以明確其尺寸等參數(shù)是否滿足設(shè)計要求。在加工過程中,為確保鋼拱架滿足實際要求,其外圍的輪廓誤差不得超出3cm,平面翹曲度不得超出2cm。鋼拱架單元需指明其單元號與類型,并盡量存放在干燥無水的地方。保證鋼拱架外圍包裹足夠厚的保護層,噴漿厚度達5cm之后再進行安裝。如果隧洞圍巖與鋼拱架之間存在間隙,應(yīng)在縫隙處墊上一個墊塊。定位筋連接鋼拱架與圍巖,在實際情況中盡可能使用錨桿進行定位。在上述準(zhǔn)備工作均已完成之后,即可開始安裝,安裝的施工流程如下所述:第一,人工安裝分片鋼拱架,在隧洞的掌子面組裝鋼拱架,同時擰緊連接螺栓。第二,在安裝之前,需要對掌子面進行全面的檢查,同時對鋼拱架底端的殘渣進行挖除,然后使用石塊或方木對高度進行調(diào)整。第三,鋼拱架完成校驗之后,每隔2m加固一次,確保鋼拱架與圍巖完全貼近,無法貼近的地方需使用石塊等進行充填。對于安裝而言,焊接是十分關(guān)鍵的工藝,其施工要求為:(1)焊接施工前,需對接頭進行檢查,確保接頭滿足相應(yīng)規(guī)范的要求;(2)焊接過程中所用的焊條、焊劑等材料必須符合相關(guān)規(guī)定,其性能、型號等都需與設(shè)計要求相匹配;(3)焊接施工開始前,需要對焊接的位置進行全面的處理,清除銹跡、油漬,確保焊接完成后不會出現(xiàn)缺口等現(xiàn)象;(4)焊接施工開始前,應(yīng)結(jié)合具體的施工條件開展試驗工作。

4隧洞襯砌施工

4.1襯砌施工設(shè)備

本工程采用C20混凝土進行襯砌施工,隧洞的襯砌結(jié)構(gòu)如圖1所示,襯砌工藝選取組合模板,混凝土攪拌機選用JG500,由人工進行上料,分別在進口處、出口處、支洞口處進行混凝土材料生產(chǎn)。結(jié)合本工程隧洞的實際特點與現(xiàn)有的生產(chǎn)力,每倉的長度確定為10m。為滿足施工質(zhì)量要求,采取混凝土泵送頂模的方式。澆筑施工過程中,需根據(jù)不用情況采取相應(yīng)的振搗設(shè)備進行搗固密實。隧洞襯砌施工前,需先對洞身實施沖洗,以此避免附著的雜質(zhì)影響正常施工。

4.2鋼筋的制備與安裝

施工人員應(yīng)按照圖紙與規(guī)范制備鋼筋。鋼筋的規(guī)格必須滿足后續(xù)綁扎與焊接施工要求,搭接雙面要求接頭的實際長度不低于所用鋼筋直徑的4倍,主受力筋的長度不得低于其直徑的20倍,受接筋接頭的長度不得小于其直徑的30倍。鋼筋在使用前必須進行除銹,鋼筋綁扎要做到牢固、均勻,同時還要為后續(xù)施工留下一定保護層。

4.3模板安裝

鋼筋綁扎施工完成且通過質(zhì)量驗收后即可開始模板安裝。模板安裝的流程為:(1)安裝前對模板進行檢查,模板不得存在形變、不平整等情況,檢查合格后在其表面均勻涂抹脫模機,安裝必須緊密牢固,相鄰兩個模板間的接縫應(yīng)嚴(yán)密,否則將會影響后續(xù)施工;(2)在混凝土強度達到總強度的50%時,拆除模板;(3)對于非定型的組合式模板,應(yīng)先對其中心進行調(diào)平,然后檢查模板的中心是否與隧洞中心重合,如不重合應(yīng)進行調(diào)整。

4.4混凝土澆筑施工

(1)為確?;炷敛牧腺|(zhì)量,禁止在施工中隨意更改配比,在施工前應(yīng)進行試驗,嚴(yán)格控制誤差;(2)盡可能縮短混凝土的運輸時間,以防止出現(xiàn)離析等現(xiàn)象,如果混凝土出現(xiàn)離析、沁水等現(xiàn)象,應(yīng)視作廢料進行處理,禁止再次使用;(3)此次施工的混凝土坍落度應(yīng)嚴(yán)格控制在8~14cm之間,在運輸前,應(yīng)對導(dǎo)管進行檢查,以防出現(xiàn)漏漿。泵送應(yīng)保持連續(xù)性,導(dǎo)管中的殘留漿液應(yīng)及時清理,以免堵塞導(dǎo)管;(4)澆筑施工中應(yīng)安排專人對現(xiàn)場進行監(jiān)督和指導(dǎo),及時發(fā)現(xiàn)不當(dāng)之處并進行有效的整改。澆筑完成后應(yīng)由監(jiān)理人員負責(zé)驗收。在對第一層基巖進行澆筑時,需要在澆筑面先鋪上一層厚度為2~3cm的水泥砂漿層,以確?;炷量梢愿玫仞そY(jié),有效防止脫落問題的發(fā)生,為隧洞的后續(xù)施工奠定良好的基礎(chǔ)。

5隧洞塌方處理及預(yù)防

有效防止隧洞塌方是切實保證隧洞施工安全和質(zhì)量的關(guān)鍵所在,所以施工人員應(yīng)對其給予足夠的重視。施工開始前,根據(jù)地質(zhì)勘查結(jié)果,結(jié)合工程實際情況與具體要求編制一套詳細且全面的施工方案。施工階段中,需要對隧洞的實際情況進行動態(tài)監(jiān)測,并根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果和施工反饋信息對施工方案進行相應(yīng)的調(diào)整和修正,以此有效提高方案的可行性與科學(xué)性,起到有效預(yù)防隧洞塌方的作用。除此之外,從施工的角度講,還需做好以下三個方面的工作:

5.1縮短開挖進尺

對于巖性發(fā)育情況相對較差的隧洞而言,在施工中應(yīng)制定一套可靠且行之有效的進度控制計劃,爆破施工中盡可能減少實際裝藥量,并做到放小炮或直接不放炮。在現(xiàn)場施工條件允許的情況中,可采取多人開挖的方式,但要保證斷面的規(guī)整性,為隧洞支護施工奠定良好的基礎(chǔ),有效降低塌方等事故的發(fā)生幾率。

5.2隨時觀測隧洞情況

隧洞施工過程中,應(yīng)對施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件與水文地質(zhì)進行定期的量測與觀察,深入分析二者的具體變化規(guī)律,根據(jù)規(guī)律制定一套針對性施工方案。如果實際情況的地質(zhì)構(gòu)造情況較為復(fù)雜,則需在適當(dāng)?shù)奈恢寐裨O(shè)收斂計,以便對巖體實際穩(wěn)定性進行超前預(yù)報,為施工提供可靠依據(jù)。

5.3切實加強圍巖支護

加強圍巖支護不僅是隧洞施工的重點環(huán)節(jié)之一,也是有效預(yù)防隧洞塌方問題的關(guān)鍵舉措,及時且正確地設(shè)置圍巖支護可以從根本上消除隧洞塌方。支護方法也有許多種,不同時期、不同類型的圍巖所適宜的支護方式也會有所不同,施工中需要結(jié)合具體情況酌情處理。

6結(jié)語

總而言之,隧洞施工質(zhì)量是決定水利工程好壞的關(guān)鍵,由于施工影響因素較為復(fù)雜,所以在實際的施工過程中時常會出現(xiàn)一些問題。為此,應(yīng)在充分考慮各項影響因素的基礎(chǔ)上,制定科學(xué)合理的施工方案,把握每一個施工的細節(jié),關(guān)注施工質(zhì)量控制,確保施工技術(shù)發(fā)揮出真正的作用。此外,施工人員還要進一步加強安全意識,強化施工管理,提升自身的技術(shù)應(yīng)用水平,做好靈活應(yīng)變,規(guī)范施工,進而從根本上提高水利工程隧洞的施工質(zhì)量。

作者:扎西頓珠 單位:西藏自治區(qū)水利電力規(guī)劃勘測設(shè)計研究院

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