引水工程隧洞施工技术要点分析刘帅

引水工程隧洞施工技术要点分析刘帅

(中国水利水电第十三工程局有限公司)

摘要:引水隧洞工程一般用于灌溉、防洪、排涝等方面,是水利工程的重要部分。文章简单介绍了水工隧洞工程的施工工序,并提出引水隧洞施工的注意事项和技术要点,为保证引水隧洞工程的施工质量提供理论依据。

关键词:引水工程;隧洞施工;注意事项;技术要点

1引言

随着经济建设的快速发展,我国在水利工程基础设施建设上的步伐也逐渐加快,极大地为人们解决了饮水和农业灌溉用水等方面的不便之处,促进了国民经济尤其是农业经济的发展。引水隧洞工程是水利工程的重要组成部分,在水利工程建设中发挥着举足轻重的作用,很大部分水利工程的顺利使用都需要有引水隧洞工程的配合,因此引水隧洞工程的建设质量会直接影响到工程投入使用的有效性。因此,在实际建设过程中,要结合总体水利工程的建设要求,综合考虑工程所处之处的水文地质条件,对引水隧洞工程的各个环节进行严格的管控,从而保障最终工程的施工质量。

2水工隧洞工程的简介

引水隧洞属于地下工程的一种,是从水源地引水的水工隧洞。水工隧洞工程一般分为导流隧洞和引水隧洞两部分,主要由进口明渠、进水塔、洞身段、出口明渠等结构组成,有时还需要临时建设进出口挡水围堰。引水隧洞在洞身后接压力水管,渠道上的输水隧洞和通航隧洞只有洞身段。闸门可设在进口、出口或洞内的适宜位置,出口设有消能防冲设施;进出口布置、洞线选择以及洞身断面的形状和尺寸,受地形、地质、地应力、枢纽布置、运用要求和施工条件等因素所制约,需要通过技术和经济比较后确定。

3引水隧洞施工注意事项

3.1施工勘察

引水隧洞是地下工程,因此施工场地较小,比较狭窄,而且水利工程一般建设在河流湍急或有山地的地区,隧洞一般都建设在山体内,这就导致施工空间大大缩小,非常容易引发事故和意外,增加了引水隧洞施工的难度。因此,在施工前施工单位要实地进行考察,仔细勘察施工地点的水文地质条件,了解山体的地质和岩石情况,以及整个山体的结构构成和主承重岩石区,施工时需要绕开主要承重点或建设其他支撑设施进行乘重。勘探时要注意施工地点覆盖层的厚度、组成、岩化及风化状态、地下水文情况、岩石透水率等等,要按照实际情况合理布置一定的勘探孔;另外还要进行地表工程的地质测绘,探查地表的岩石构造、裂隙等,查看是否存在不稳定因素。

3.2施工条件较差

引水隧洞施工狭窄的场地使施工条件将会逐渐变差,不仅会影响施工进程,还会对施工人员的身体健康造成一定威胁。施工时对通风、采光、除尘等方面的需求会逐渐增加,这也使得施工难度逐渐增大,这也要求设计师在进行施工设计时,不仅要考虑如何安全稳定的施工和如何节约成本,还要考虑工程施工环境和具体需求,做好后勤工作,保证施工顺利进行。

4引水隧洞工程施工技术要点

4.1隧洞开挖

隧洞开挖的方式主要是爆破开挖,难度较大,危险性也较高,而且是隧洞掘进的基础,倘若控制不好很容易影响后续工程建设。要根据开挖断面的大小、地质围岩条件、支护条件和出渣能力等综合考虑,选择科学合理的爆破方法,保证爆破效果达到开挖要求,不然也会影响围岩产生坍塌等现象;还要保证爆破的安全性,维护施工人员的人身安全;要注意爆破时产生的振动不会对施工造成影响,或使施工材料和周围地质围岩产生裂缝等。另外,还要注意开挖面与衬砌面平行作业时的距离,这个要考虑围岩的性质、混凝土强度以及需要的工作空间来确定。

4.2隧洞出渣

在隧洞爆破完成后就需要出渣,出渣工作没做好也会影响后续的施工。因为过量的渣堆堆放在隧洞内会占据极大的空间,影响其他施工工序的开展,还容易产生大量粉尘,威胁施工人员健康。另外由于隧洞地方狭小,地质条件还不稳定,大型挖装机不能使用,因此出渣难度较大,仅靠人力或小型机械需要的时间又长,容易延误工期,因此要选择合适的出渣技术。另外,为了加快开挖和出渣的速度,可以考虑开外两条运输线,加快运输速度。

4.3隧洞永久衬砌

隧洞出渣耗费的时间较长,如果等到出渣完成再进行混凝土堆砌会耽误工期,但是若在隧洞开挖时就进行混凝土堆砌则会影响隧洞的稳定性。因此综合考虑各方因素,在洞身开挖时同时进行混凝土堆砌比较合适,但需要注意的是此时要对洞身进行支护。隧洞施工时一般选择混凝土衬砌技术,特别是对中、小型隧洞;衬砌要从隧洞的中间部位伸缩缝开始进行。

在进行隧洞永久衬砌施工前,要先制做模板,模板的设计和制作质量是保证混凝土结构的关键。模板要保证有足够的强度和刚度、密封性等,保证能够承受混凝土浇筑时产生的压力和振动力,还要避免漏浆。模板做好后,就要开始进行混凝土的浇筑,浇筑前要做好准备工作,验收仓位合格后方可进行。在隧洞顶拱施工时要注意左右对称、均匀、分层浇筑,注意在初凝前就浇筑完毕;浇筑时要一边泵送一边振捣,确定密实后进行封顶,避免出现蜂窝麻面和孔隙。最后是混凝土的养护,浇筑完成18小时后进行不间断洒水降温,以降低混凝土温度,防止产生温度裂缝;等到模板拆除后在混凝土表面进行24小时养护,持续2周。

4.4隧洞临时支护

隧洞施工过程中会遇到稳定性较差的地段,为防止岩石坍塌和渗水等,需要进行临时支护来增加稳定性。此时要考虑到地质条件、地下水、岩石结构、断面尺寸、开挖方法等,由专业人士做出支护设计方案。在做支护方案时优先选择混凝土永久衬砌设计,如果还不能满足支护要求在进行临时支护,洞身段常用锚喷(采用锚杆和喷射混凝土)或钢筋混凝土等临时支护方案,这要根据现场情况进行选择和实施。另外,支护的时间和顺序选择也要合适,要根据爆破参数、支护类型等确定,一般是在围岩出现有害的变性前支护完毕。

4.5隧洞临时排水

主要是考虑到隧洞接近断层和接触带、地下水较多等地质条件,排水时注意“截、堵、排、抽”四合一的排水原则,做好洞内排水工作。要安排合适的引流措施进行导流,防止地下水过多对开挖的围岩造成浸润破坏;洞外排水做好防洪和排水措施,避免雨季和洪水暴发时水源倒流入洞。具体来讲施工单位要根据施工地点的地质水文条件和地下水流量,设计科学合理的排水方案,减少地下水过多、雨季和洪水到来时对工程的破坏。另外,施工时要注意底板高程,随时清除洞底部的淤积,避免引起流水堵塞;对反坡施工的隧洞可以设置集水井,然后用水泵将积水抽到附近的集水坑内,再由抽水机抽到洞外。

5结语

因为引水隧洞属于地下工程,施工场地相对较狭小,危险性较高,而且地质条件复杂,在勘探设计阶段难以准确预测施工时周围岩石的具体情况,实际施工时可能引发较大的地质变化,因此施工单位要做好对施工技术的控制,重点关注施工注意事项和技术要点,加强施工管理,这样才能保质保量并且安全地完成水工隧洞工程的施工。

参考文献:

[1]刘阳,张黎明,钞向伟.引水工程隧洞施工技术要点[J].河南科技,2017,(1):111-112.

[2]程静.水电站建设中引水隧洞施工技术浅析[J].技术与市场,2015,(05):198.

[3]王成全.南充干渠引水隧洞工程施工技术要点探究[J].水利技术监督,2015,(06):68-70.

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