水工隧洞衬砌快速施工技术分析

水工隧洞衬砌快速施工技术分析

李晨坤

新疆额尔齐斯河投资开发（集团）有限公司     新疆阿勒泰地区北屯市     836000

摘要：在我国社会发展的过程中水利工程扮演着十分重要的角色，对人们的生产生活产生了重要的影响，而任何一项水利工程建设都涉及较多专业内容，其中水工隧道的建设是必不可少的，而水工隧洞在衬砌过程中需要运用较多的专业技术，只有在技术的支持下才能够取得良好的建设质量。因此本文选择水工隧洞衬砌快速施工技术作为研究对象，首先对水工隧洞常见的病害及原因进行分析，进而对水工隧洞衬砌快速施工技术要点进行分析，确保能够拥有较好的建设质量。

关键词：水工隧洞；病害分析；衬砌快速施工技术

前言：

水利建设作为一项利国利民的工程，在进行建设的过程中质量是施工单位最为看中的一个方面。而水利工程中的水工隧洞衬砌作为一个重要的环节受到越来越多施工单位的重视，水工隧洞衬砌作为一个必须进行的环节，在快速施工技术的支持下能够有效的防止建设完成后的隧洞因缺少防护措施而塌陷，尤其是在一些特殊的地形中对水工隧洞衬砌十分重要，能够有效的解决因地质复杂而产生的问题，因此水工隧洞的衬砌具有一定的必要性。本文对衬砌的快速施工技术进行分析也具有一定的理论价值和实际意义。

一、水工隧洞常见病害

水工隧洞的建设能够满足水利工程的各项需求，其主要功能比较丰富，而水工隧洞在进行建设的过程中施工条件差，工期较长，从目前水工隧洞建设的情况来看，其存在着一些病害困扰着功能的发挥，其病害主要体现在以下几个方面。

（1）水工隧洞洞身破裂

水工隧洞存在的一个常见病害就是洞身出现破裂的情况，而一旦洞身破裂就会对整个隧洞的使用年限产生影响，如果不能及时发现和处理就会造成严重的安全事故，对人们的生命安全形成影响。常见的洞身破裂为横向或者环向居多，根据相关研究发现，水工隧洞破裂的原因主要有两个，其中因变形而形成裂缝的占比较高，只有一小部分是因为荷载而出现的裂缝。水工隧洞洞身的裂缝危害程度不一，环向的裂缝可能会造成水工隧洞其他病害的出现，而横向的裂缝对于水工隧洞的整体都可能造成破坏，而如果水工隧洞洞壁混凝土出现裂缝则会导致一些渗漏侵蚀和混凝土的碳化等病害的发生，久而久之便形成一种恶性的循环，最终导致水工隧洞的使用寿命逐渐缩短。因此对于水工隧洞洞身破裂的病害应该十分重视。

（2）水工隧洞渗漏

水工隧洞渗漏是隧洞使用过程中常见的老化病害之一。在建设水工隧洞的时候应用较多的原料就是水泥，而水泥中含有丰富的水化产物，例如氢氧化钙等元素，此类元素能够在混凝土中进行胶结作用，但是在氢氧化钙遇到一定数量的水后便会产生溶解的现象，导致混凝土的质量降低，在水工隧洞中混凝土的性能会逐渐的削弱，尤其是混凝土的抗压能力，经过一段时间以后水工隧洞的强度便会降低进而逐渐受到破坏。因此，需要重视水工隧洞的渗漏病害。

（3）工程空蚀

空蚀是水工隧洞的一个重要病害之一，它主要属于一种物理性病害，在长时间的空蚀状态下混凝土会受到一定的损害，例如空蚀能够造成混凝土的表面粗骨料裸露在外边，进而造成其表面产生凹凸不平的现象，在混凝土的表面产生一些坑洞，久而久之便会造成混凝土中的钢筋裸露在外面产生锈蚀。

二、水工隧洞病害产生的原因分析

水工隧洞在使用的过程中会产生一定数量的病害，每个病害的产生都有其特有原因，现将主要病害产生原因进行具体的分析。

（1）施工质量方面的原因

水工隧洞的施工质量直接影响到后期的使用效果，而后期各种病害的出现和施工质量之间也存在着一定的关系。而隧洞施工质量的问题可以反映在多个方面，例如隧洞施工过程中使用的材料质量不佳、在对混凝土振捣的时候没有根据相关的标准和要求进行、在进行衬砌的时候未能够填充密实等。这些都是导致水工隧洞产生破裂和渗水的重要原因。

（2）空蚀产生的原因

空蚀作为一种物理性的破坏，其产生的原因主要是当隧洞的水流经过一些不平整地方时，例如不平整的洞壁，由于水流的速度过高，就会把一些空气带走，这就使得局部压力低于大气压力，在一定程度上形成了负压区，而隧洞中产生的一些小气泡就会在气压变化的情况下进行移动，当气泡发生破裂的时候会对混凝土产生一定的冲击力，从而造成空蚀破坏的情况。

三、水工隧洞衬砌快速施工技术要点

水工隧洞作为水利工程中一项十分重要的组成部分，在进行衬砌过程中通过采取合适的技术和方法能够有效的提升施工质量，其施工技术要点主要体现在以下几个方面。

（1）衬砌的分缝分块以及浇筑顺序

水工隧洞的衬砌作为一项重要的工程，在进行施工的过程中往往会有一定的施工要求，其中衬砌的分缝和分块至关重要。在进行分缝的过程中需要根据具体的情况进行，例如当结构上具有一些永久性的伸缩缝时，就可以利用永久缝进行分段，但是当永久缝比较长或者根本没有永久缝的时候就需要进行特殊的设计，例如可以进行施工缝分段，而分段的长度具有一定的要求，一般情况下长度为6米到18米，而分段的长度也应该根据施工现场地质的具体情况和断面的大小而定。在进行分段建筑的时候应该重视浇筑的顺序，具有较高的要求，同时浇筑方式也存在一定的差异，如果具有其他特殊情况可以进行具体的选择。衬砌施工主要是在横断面上分块进行，其浇筑也具有一定的顺序，可以首先对底拱进行浇筑、其次是边拱，最后是顶拱。在此种方式下进行水工隧洞衬砌具有较高的效率和质量。

（2）水工隧洞衬砌混凝土的浇筑

在水工隧洞衬砌施工的过程中混凝土应用比较多，在对混凝土进行浇筑的时候需要注重一些准备工作和建筑过程中技术的运用。首先就是模板的设立，需要根据底拱、边拱和顶拱的情况进行设立，在进行设立的过程中受到中心角大小的影响，如果中心角比较小，需要在两端进行模板的架立，然后进行混凝土的浇筑；在中心角较大的时候，可以将底部的模板进行设立，主要选择弧形的模板，当混凝土在浇筑的时候往往在两端安装悬吊式的模板；在边拱和顶拱中常用桁架式模板，在进行模板安装的时候并不是直接在洞内进行，而是在隧洞外预先组装，在混凝土浇筑的时候再逐渐将其进行安装。在对底拱衬砌浇筑的时候可以在脚手架上将混凝土直接的倾倒进仓内，在对边拱和顶拱衬砌浇筑的过程中主要采用压力连续输送混凝土的方式，将混凝土输送进仓内。在对水工隧洞衬砌混凝土浇筑的过程中需要进行综合的考虑，根据实际的需要进行浇筑，确保能够形成最佳的施工效果。

图1 悬吊式模板

（3）利用围岩

在进行衬砌的过程中利用围岩能够形成良好的效果，利用围岩能够在衬砌过程中有一定的承载物体，在实际的施工过程中我们也经常看到围岩和衬砌能够有效的融合。围岩的利用能够很好的承受来自水的压力，在衬砌进行施工的过程中相关工作人员应该根据工程的具体情况进行围岩的设计，在进行具体的施工过程中应该将围岩和衬砌作为一个整体进行施工，或者在围岩上进行直接的衬砌施工，并且应该对围岩进行综合的考虑，例如围岩承受压力的能力，如果承压能力不足就需要采取额外的措施，促使其能够具有较高的承受能力，进而保障水工隧洞的施工效果。因此在进行隧洞衬砌施工的过程中应该重视对围岩的利用，增强水工隧洞衬砌的整体效果。

四、结语

在水工隧洞进行使用的过程中常常受到病害的影响，常见的病害主要有渗漏、裂缝以及空蚀，这些病害使水工隧洞的使用寿命产生极大的缩短，而对其产生的原因进行分析能够有助于解决现存的病害问题，需要引起大家的重视。在对水工隧洞衬砌进行施工的过程中应该重视先进技术和设备的应用，确保能够拥有较高的施工质量。

参考文献：

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