浅谈水利工程隧洞施工技术及处理措施

浅谈水利工程隧洞施工技术及处理措施

唐茂杰,黄智,李忠诚,刘籍熙,潘金堂

中建新疆建工集团第三建设工程有限公司  新疆乌鲁木齐市  830099

摘要：水利资源是十分重要的自然资源之一，加强水利工程及其配套设施建设，是保证水利资源利用率的必然选择，而引水隧洞作为水电站工程的重要组成部分，自然也有着不容忽视的重要性。但是从实际情况来看，受到地质条件复杂、施工流程复杂等原因的影响，很多引水隧洞工程的施工质量都不能尽如人意，这严重地影响了引水隧洞工程的使用价值。在这种情况下，对引水隧洞的支护方法与施工技术进行研究，显然具有一定的现实意义。

关键词：水利工程；隧洞施工

1. 引水隧洞的支护方法

1.1 锚杆支护方法

锚杆结构是支护施工中最常见的结构之一，其能够保证隧洞围岩结构的稳定性，在技术人员的不断努力下，锚杆支护方法越来越成熟，在边坡、隧道、坝体等重要构筑物的主动加固中发挥了不可替代的重要作用。在实际应用中，锚杆结构将会深入地层并与工程构筑物连接，从而达到支护的效果，能够将锚杆自由段的拉力传至土体深处，提升隧洞工程的稳定性。另外，锚杆支护方法的积极作用和效果比较突出，主要可以从以下几方面来理解：①能够起到支撑围岩的作用。锚杆结构能够避免围岩结构发生形变，并在建成后向围岩施加应力，使引水隧洞内部的应力更加平衡，从而避免围岩强度下降等一系列问题。②能够起到加固围岩的作用。锚杆结构能够对围岩结构进行支护固定，将地层松动区的节理裂隙、破裂面等联结在一起，有效提升施工区域的围岩强度，避免其发生松动脱落、开裂变形等一系列问题。③具有提高层间摩阻力的作用，对形成组合梁有巨大的积极影响，在实际施工中，利用锚杆支护技术对水平或倾角较小的层状围岩进行连接，能够有效增大层间摩阻力，避免隧洞工程造成安全风险。④具有“悬吊”作用。所谓“悬吊”作用指的是在就是用锚杆支护技术施工的基础上，能够避免个别围岩掉落或滑落的施工作用，能够有效避免局部失稳的岩体脱落并造成安全风险。

1.2 喷射混凝土支护方法

喷射混凝土技术已经是十分成熟的技术手段之一，其指的是借助压缩空气或其他动力将混凝土材料喷射到特定结构面上的技术，混凝土砂浆中的水泥与骨料在持续不断的连续撞击中将会结合得越来越紧密，并最终达到提升喷射混凝土密度的效果。相比于其他的混凝土材料而言，喷射混凝土的强度和密实性都更加可观，且不需要搭建模板即可进行施工，具有一定的应用价值。在喷射混凝土材料在受喷面上固结成型以后，高密度的混凝土材料将会隔绝岩石与空气、水分的接触，从而降低出现围岩风化、松动和脱落问题的可能性，还能够深入到围岩结构的缝隙和节理当中去，让围岩结构始终保持最稳定的状态。

2. 引水隧洞的施工技术

2.1 施工准备工作

引水隧洞施工难度比较大，对施工准备工作质量有一定的要求，为避免不必要的引水隧洞施工问题，工作人员必须要在正式开始施工之前进行水文勘察工作，确定待施工区域的地下水水位，在此基础上结合本区域的围岩结构特征、支护施工方法等确定最基本的降水排水方法，特别是在地下水比较丰富的断层破碎带以及地表有冲沟和水塘隧洞施工段，更是需要提前打好孔洞以便于更好地疏导地下水。

2.2 隧洞开挖技术

在正式进行引水隧洞开挖施工之前，工作人员应对洞外建筑物洞口锁口梁混凝土浇筑、超前管棚支护等工作进行检查，确认无误的情况下才能进行后续操作，否则可能出现隧洞口安全问题，进而影响到整个引水隧洞的施工质量。在此基础上，还需要根据引水隧洞的实际施工情况，判断本次施工中开挖断面、开挖跨度、岩石级别等具体要素，并选择最佳的开挖方法进行施工，在条件允许的情况下应选用全断面法开挖、保证一次开挖成型，在一些岩石结构不稳定的区域，可以利用微台阶法进行开挖施工，从而确保引水隧洞开挖施工的质量。特别需要提到的是，在进行引水隧洞开挖施工的过程中，工作人员务必要对爆破施工进行强化处理，通过新奥法钻爆、光面爆破法等技术手段进行施工，随着钻孔深度的变化而不断调整装药量、爆破强度和起爆方式等，确保爆破施工的质量和安全性，在保证开挖效果的同时，尽最大努力降低爆破对围岩的扰动，为后续施工打下坚实的基础。在完成一阶段钻进爆破施工以后，工作人员应结合引水隧洞施工设计方案开展超前支护施工，对开挖断面进行顶部支护、对开挖洞面全断面进行支护，通过架设钢拱架、安装钢筋网片、锚喷混凝土支护等技术措施，保证引水隧洞施工的整体稳定性。

2.3 隧洞支护技术

上文中介绍了引水隧洞的常见支护方法，在实际施工中，工作人员还需要结合本地区具体的围岩类别、地质情况、隧洞的断面大小、开挖形式等，选择最具合理性的支护方法开展施工。具体来说，隧洞支护施工可以从以下几方面来理解：第一，工作人员应根据引水隧洞施工设计方案和围岩结构具体情况，确定开孔施工的具体位置，并利用红漆进行标记，一般来说开孔位置的偏差不应大于10cm。在正式开始钻进施工前，对钻头的尺寸和钻进设备进行选择，需要确保钻头直径和锚杆直径之间的适配度，同时还需要对钻孔深度进行优化调整，结合不同锚杆材料的施工要求，妥善控制深度参数。第二，在钻孔施工结束以后，工作人员应利用高压风管清洗孔内的粉尘和渣物，并在清理工作结束以后，以最快的速度进行锚杆安装等操作，避免出现孔洞塌陷等一系列问题。在地下水情况比较复杂、岩层结构不稳定的情况下，还需要通过初喷混凝土或挂网喷混凝土等方法对其进行处理，在此基础上再安装锚杆，方可保证支护施工的有效性。第三，除了锚杆支护技术之外，一些引水隧洞的支护施工项目中，钢拱架安装施工技术也比较常见，工作人员应严格遵守施工技术规范的要求，做好焊接施工、螺栓连接施工等，将提前在工厂预制好的钢拱架结构固定在特定支护位置，使之发挥应有的支护作用。

2.4 隧洞衬砌混凝土施工技术

除了上文已经提到过的几方面技术要点之外，引水隧洞衬砌混凝土施工也是不容忽视的重要施工内容之一，工作人员应秉持着从中间到两侧的原则开展施工，并发挥钢模台车的积极作用，确保衬砌混凝土施工的准确度。在这个过程中，应根据引水隧洞内部结构和具体参数等确定台车的长度，保证施工的规范化水平，另外还可以根据伸缩缝的长度确定每仓长度，避免不必要的施工质量问题。在进行浇筑施工的过程中，应遵循从下到上的原则进行操作，在浇筑底板的基础上再浇筑边墙和顶拱，从而保证其最终的成型效果。在混凝土砂浆按照预定方案浇筑结束之后，工作人员可开始进行振捣施工，利用软轴插入式振捣器、台车附着平板振捣器等振捣设备对混凝土结构进行振捣，直至砂浆不再下沉、开始泛浆才能更换振捣位置。振捣过程中，应将振捣设备的伸入深度控制在下一层混凝土内5cm左右，只有这样才能避免气泡存留在砂浆内部、影响结构成型效果。

3. 结语

水利工程是现代化基础设施建设的重中之重，而引水隧洞则是水电站等项目的重要组成部分，保证引水隧洞施工的质量，提升引水隧洞支护方法的合理性，是工作人员必须要为之努力的目标。除了文中提到的一系列支护方法以及施工准备工作、隧洞开挖技术、隧洞衬砌混凝土施工技术之外，工作人员还需要结合引水隧洞工程项目的具体建设目标、工程施工区域的地质水文条件等，对引水隧洞的支护方法与施工技术进行更进一步的研究。

参考文献

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