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水利工程引水隧洞施工技术要点分析

  • 投稿柏舟
  • 更新时间2018-01-26
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  摘要:目前水工隧洞没有专门的施工规范,一般的水工施工规范只对普通结构的隧洞而言,但水工隧洞施工难度较大,施工技术复杂,因此,做好施工质量控制至关重要。本文简单的论述了水工引水隧洞施工中对隧洞开挖、临时支护、永久喷锚支护、混凝土衬砌技术要点的质量控制,以及现场施工问题的处理和施工进度控制问题。
 
  关键词:小型水电站;隧洞施工;质量控制
 
  一、前言
 
  引水隧洞施工一般包括进水口、拦污栅闸、引水隧洞主洞,引水隧洞支洞等部分。进水口一般采用竖井式,同时设置固定的拦污闸,包括以平板工作闸门、检修闸门和启闭机等金属部件构成的金属结构。隧洞主体一般包含主洞与支洞两部分,净空采用马蹄形断面,根据当地岩层情况不同采用不同的岩壁防护措施,比如说主洞与支洞交叉段采用钢筋混凝土衬砌,断层带地段采用钢板衬护,无特殊地质要求的洞段边墙与拱顶采用锚喷混凝土,底板使用现浇混凝土。为了辅助主洞施工,一般会设置一到两个施工支洞。为了保证水利工后期的使用效果稳定,必须做好隧洞施工的质量控制。本文主要围绕着小型水电站隧洞施工,分析了施工技术要求的质量控制。
 
  二、施工前期质量控制工作
 
  引水隧洞轴线长,如何保证隧洞轴线贯通是开挖前及开挖过程中控制的重点。在施工前期阶段,根据设计控制网点布置了施工测量控制网,并报业主和监理工程师审核,达到精度要求后,承包人才能进行隧洞轴线放样开挖。施工过程中承包人、监理人进行两级测量校准。开挖过程中承包人加强对隧洞轴线的测量校准,特别是转弯段轴线的校准,业主及监理随时对隧洞轴线进行二次校核,发现偏移及时进行校正。
 
  三、隧洞开挖施工过程中技术要点控制
 
  1、隧洞的开挖
 
  为保证开挖质量达到规范要求,要求各承包商在施工支洞中进行光面爆破试验。对于爆破孔的布置、方向、装药量、起爆分段,监理工程师和承包商技术人员共同参与,在施工现场共同对进尺长度、围岩扰动、渣块大小等爆破结果分析研究,选择最优的爆破参数,并设计爆破作业指导书,用于爆破施工参考
 
  在开挖工程中,监理工程师对各工序进行严格监控:为保证布孔准确,必须准确标定圆心、切点、顶点和底板边界点;孔布置包括孔间距尺寸、钻孔方向、深度;装药前严格进行洗孔,制作起爆体、加工炸药串,然后将制作好的起爆体及炸药串分别装入相应孔内,并装够设计药量;堵塞炮孔,堵紧并堵够设计长度;起爆网络,应严格分段起爆。在上述施工工序中,凡未严格按设计要求进行的,监理工程师必须现场追究责任,责令承包商达到要求为止,对多次不改者,发文通报批评。
 
  在开挖过程中,施工质量控制难点是地质较差(如Ⅳ和V类围岩)和地下水丰富的洞段。对地质较差洞段要求承包商采用“短进尺、弱爆破、加密炮孔数、缩小间距”;地下水丰富洞段常发生炸药被水冲出的难题,监理工程师要求承包商采用“引、排、堵”的施工方案,即首先打排水孔将大量水排出,再采用木塞封堵炮孔并现场督促实施,从而使开挖质量得到保证,并将因地质因素造成的超挖控制在最小范围内。
 
  2、临时支护
 
  引水隧洞较长,地质复杂,地下水丰富,临时支护量大。监理工程师根据隧洞开挖揭示情况,因地制宜地批复和建议承包商采取支护措施,主要的临时支护手段有锚喷和钢支撑。在地下水较丰富、切割块体较大和受不利结构面组合的洞段,采用钢支撑和锚杆支护。为确保洞室稳定,因而锚杆施工质量尤为关键。锚杆最大孔深深入岩体5m,一般采用3.0m锚杆。为确保锚杆孔深和钻孔方向,监理工程师现场指定锚杆位置和锚孔方向,并检查验收孔深、孔向。临时锚杆为药卷锚杆,采用先装药卷后插锚杆的施工方法。对每根锚杆建立质量检查卡,监理工程师实行现场旁站监理,并作拉拔实验进行抽查,确保每根锚杆质量符合要求。钢支撑质量控制,首先,要求承包商对接头点必须加固处理;其次,钢支撑基础必须牢固,钢支撑应紧贴岩面,岩面与钢支撑缝隙可用金属物或挂板喷混凝土填充,增加受力点。钢支撑必须与锚杆连接以便形成一个整体。
 
  在无地下水、岩体较破碎且受不利结构面组合的洞段,一般采用挂网锚喷支护。首先,应该控制锚杆施工质量,其次是喷护质量。喷护控制过程如下:基础面清理、清洗:对松动石渣块体、岩面污染部位必须清理、清洗,直到符合要求;挂网:网片应随岩面敷设,其间隙不小于3cm,网片要点焊在锚杆上,使网片稳固;喷护质量控制:喷护材料应严格按配比要求配制,喷护厚度要达到要求、喷射2~4h后,应洒水养护。喷混凝土表面要平整,不应出现夹层砂包、脱空、蜂窝、露筋现象,在结构接缝部位,喷层应有良好的搭接,不存在贯穿性裂缝。临时锚喷与钢结構支护在开挖施工中收到很好的效果,保证了工程和资源安全
 
  3、永久挂网锚喷支护
 
  永久挂网锚喷支护质量控制与临时挂网锚喷支护几乎相同,不同点是临时锚杆,用的是药卷锚杆,永久锚杆用的是砂浆锚杆。监理工程师在施工过程中,首先检查承包商是否按施工详图布置,对孔位、孔向、孔径、孔深、洗孔质量、浆液性能及灌人密度等分项进行检查,并进行旁站监理灌注。每道工序经检查符合规范要求后,方可进入下一道工序施工。对局部须增设锚杆的部位,征得设计同意后,可增设锚杆。监理工程师必须随机现场取样50组,进行强度测试,测试结果必须达到优良标准,以确保洞室稳定性。喷护厚度采用埋桩、打孔相结合的检测方法。
 
  四、锚杆施工
 
  检查施工排架搭设是否牢固,是否与岩石边坡可靠连接。检查锚杆孔钻孔的孔位、角度及深度:孔位应符合图纸要求,角度控制为10°±2°,孔深不小于设计孔深。检查冲孔质量,是否将孔内岩粉全部冲洗出来。检查吹孔质量,是否将孔内积水全部吹干净,无明水。检查水泥砂浆原材料是否符合规范要求,其拌制是否符合规定的水灰比及灰砂比。检查注浆管是否插至距孔底5~10cm处,注浆管是否缓慢匀速拔出;停止注浆时,孔口是否溢出砂浆。检查锚杆是否有材质证明,插入锚杆后,孔口是否用砂浆封实。在砂浆终凝前,不得使锚杆受到碰撞。
 
  五、喷射混凝土施工
 
  检查喷射混凝土的原材料是否满足设计要求,其配比是否满足规定的配比要求。喷射混凝土之前,检查排水管管口是否已保护,喷射混凝土厚度的控制标志是否在系统锚杆上标出;受喷面是否冲洗干净已通过验收。喷射作业是否自下而上,分区分层进行。首次喷层厚度控制为5cm。喷射完成后,应及时清除坡面上的回弹混凝土,然后才能进行下一喷层的施工。
 
  六、结束语
 
  要实现施工技术顺利进行,完备可靠的施工组织措施;科学、先进的施工工艺和方法;周密、详实的施工进度计划及资源(设备、资金、专利或专有技术、熟练工人)投入安排等,都非常重要。在施工过程中,要加强对洞挖及支护质量的有效控制,在保证安全的情况下,狠抓洞挖各工序的循环时间以促进洞挖施工进度。
 
  作者:丁瑞
 
  参考文献 
  [1]王大桐,“引大入秦”工程总干渠盘道岭隧洞进口矩形渠槽损坏成因初探及渗漏处理[J].新型建筑材料.2012(10)