水利工程隧洞衬砌及喷锚支护加固施工

水利工程隧洞衬砌及喷锚支护加固施工

李龙飞

益阳市水利水电勘测设计研究院有限公司413000 身份证号码：43090319880410031X

摘要：在水利工程施工中，利用隧道衬砌与喷射锚固技术进行结构强化是关键的施工策略。衬砌作业一般采取混凝土这种材料来实施，此举大大提升了隧道整体的结构安定性及其承重力，有效避免了岩石层的坍塌现象。而作为辅助措施的喷射锚固，则通过高强度喷射混凝土或植入锚杆的方式，进一步稳固了岩体结构，增强了隧道的压力和拉力抵抗能力。采用这样的多元化施工技术，不仅增强了隧道的坚固度，防止了岩层发生移位，而且对维护水利设施长效运转的稳定性亦具有积极作用。

关键词：水利工程;隧洞衬砌;喷锚支护;加固施工

引言

加强水利隧洞结构稳定性存在一定难度，必须结合该隧洞的功能性及其特殊性来挑选符合需求的加固工艺，进而拟定出科学的加固策略与实施步骤，以达到加强的效果。相较之下，水利隧洞在施工强化时，遇到的最大挑战是如何克服水分给加固作业带来的负面效应。这不仅包括应对水漏和水侵蚀问题，还要对隧道的岩体进行加固处理。因此，采用隧道内衬和喷射锚固这样的技术手段，可以有效地处理水利隧洞的渗水问题和周围岩石的稳定性问题，确保隧洞的运行安全。

1水利工程隧洞衬砌施工

1.1锚杆施工

第一，锚杆的选择。固定支护工作中的核心环节乃是锚杆作业，选取锚杆需依据周围岩石的实际构造、钻探方法及使用的设备规格等诸多因素。同时，应确保锚杆的尺寸指标如长度和直径符合要求，确保插入孔深度超过锚杆全长的35％。第二，对锚杆实施预先处理工序。挑选出合适的锚杆后，务必在施工前对锚杆进行品质审查，不合格的锚杆坚决禁止投入使用。接着清除锚杆表面的锈斑、尘埃等杂质，如有必要，还需对锚杆进行矫正。第三，钻孔以及成孔质量的检验。通过使用手持打孔装置如手风钻等来钻取锚杆孔，并对孔的关键性指标进行质量控制，检验孔的品质是否达到了预定的规范。一旦确认无误，再将锚杆嵌入孔中。施工过程中必须确保检测锚杆的嵌入深度，确保浆液导管能插至孔内大约75毫米的深度，并以均衡及温和的速度灌入水泥浆。待水泥浆完全固化后，则标志着锚杆的设置作业已圆满结束。

1.2混凝土喷射

第一，待混凝土喷射作业启动前，首先需清扫隧道围岩，彻底除去工作现场的碎石与散落物，以免喷涂过程中松动的围岩坠落导致安全事故。随后，在进行混凝土的喷涂作业时，务必精确控制关键技术参数，如喷涂速度、喷射压力及喷涂层厚度等，保证这些指标维持在规定的安全范围之内。同时，需要不断对喷涂效果进行观察，确保无掉落裂纹发生，倘若检测到问题，立即进行补喷处理。第二，喷射混凝土作业后，需对表面进一步进行平整并采取适当的维护措施，以避免在凝固过程中因受多重因素作用而引发开裂的问题。

1.3衬砌施工

第一，在进行施工活动时，首要任务是维持施工现场的安全，这就要求在进行隧道衬砌工序之前，必须对隧道的临时支撑进行全面审查，确保其稳固性达到了规定的施工水准。如果发现不符合要求，就需要采取相应的加固措施。举个例子，在执行过程中应该对混凝土的喷射层进行裂纹检测，清晰记录裂纹的宽度和深度等相关数据，并根据实际情况选择局部封堵或内部补强的技术对裂痕进行修补。第二，实施准确精准的控制测绘工作。参考施工设计图，通过运用诸如水平仪在内的相关测量工具，对隧道衬砌的重要参数（比如中轴线位置、横截面、高程等）进行细致勘测，并作出醒目的标示。同时采取有效的防渗漏措施，确保衬砌外层没有水渗透现象。第三，从隧道的底部开始，逐步向顶部和拱形顶端进行混凝土的倾注工作，并且须确保其倾注速度一致，以防止因速度过猛导致外层出现裂痕的问题。第四，注重对混凝土的维护工作，适量向其表面喷水，以此控制混凝土内外部的温度差在25摄氏度以下。确保在完成规定的维护周期并且试件强度达标的前提下方可执行拆模程序。

2水利工程隧洞喷锚支护加固施工

2.1隧洞喷锚支护基本概述

随着技术飞速进步，喷射混凝土锚固技术已普遍作为隧道初期支护结构的首选方案。此技术与隧道钢筋混凝土结构相辅相成，可构筑出次级隧道衬砌核心结构。在开始采用喷射混凝土锚固时，须先在周围岩体中依序植入钢筋锚杆，并利用喷射作用，使得钢筋锚杆与混凝土层、次级喷射衬层及周边岩石有效结合为一体，这样各组成部分之间互相紧密结合，从而显著增强了隧道围岩的整体稳定性。第一，隧洞结构。围岩是构成隧道主体的关键承重部分，联同支撑系统共同维护隧道的结构稳固，确保施工作业的顺利以及安全。若挖掘过程中岩层受损，需借助衬砌工程补强岩层框架，并利用金属锚杆将衬砌和围岩紧密结合，形成整体结构，以此维护岩石的完整性，巩固隧道架构。围岩经长期曝露于外，易遭风化影响而损坏稳定性，一旦遇到自然灾害，可能导致围岩负荷过重并发生垮塌，进而触发安全事件。而通过早期的喷射锚固支护作业，实现衬砌与围岩紧密结合，可以显著提升隧道围岩的稳定性并确保隧道的完好无损。第二，支护结构。锚喷支护法是联接衬砌与周边岩体的核心技术。在实施锚喷支护过程中，所施加的支护结构须与岩体贴合紧密，同时保持适度的柔韧性；其弹性系数需控制在规定范围之内，不宜过强或过弱。若弹性太低，一旦岩体变形，支护体很可能损坏，进而影响隧道的结构安全性；反之，弹性过强则会减少岩体的承载力，提高可能的安全隐患。

2.2 隧洞喷锚支护的施工方法

第一，隧洞喷锚支护锚杆施工。锚栓具有提升支撑系统可靠性的作用，确保隧道及其它承重构件坚固。在开展隧道围岩施工过程中，工作人员需依照实际岩石材质与预定的喷射锚固支护构造性质标准，审慎调整设计值。此外，应准确选取所需的锚栓数量、类型、尺寸、布置间隔，并决定是否使用围岩胶结材料等建筑资料，从而在施工中高效提升围岩注浆锚固支护的成效。在进行锚杆后端支护板的建设作业时，锚杆的双端压力位置无需配备自动稳固的托盘。后端的自动稳固托盘可以在施加负荷时进行设置，这有助于提高施工的核心锚杆柱的承载能力，并有效增强核心锚定柱的地层支撑功能，同时使锚杆后端在施工锚定柱中的围岩对自动负荷的控制力和支撑性能得到增强。第二，喷射混凝土施工。务必在喷射混凝土时掌握准确的厚度控制，以符合行业规定的技术标准。防止厚度过分超标或不达标；诸如喷射厚度超额可能会干扰后续层的施工空间，从而无法保障后续围岩施工的品质；而厚度不足则无法为基层围岩提供足够的保护层。一旦在施工中发生大量的混凝土脱落或产生严重的形变裂纹，则必须立刻采取喷水措施进行处理。同时，确保新喷射的混凝土获得充分的保温养生期（不少于7天），在冬季气温偏低情况下，更应注重保温防冻措施，以确保混凝土的正常固化。第三，确定喷射混凝土原料的比例。在建筑领域中，确保混凝土施工过程中技术性质量的关键手段是精确的材料配合比设计。这一配比为斯普灌注及锚固水泥作业的施工提供了核心的物理支撑。要提升这两种工程中混凝土施工的技术品质，必须对原料的搭配比例进行严格监管。通常情况下，隧道建设项目位于偏远地区，施工现场周边的自然条件对混凝土施工品质产生显著影响。

结束语

严谨的施工策划与先进的工艺方法是实施水利工程隧洞衬砌和喷锚支护加固的核心。通过精确测绘、加工以及装置，再辅以严密的品质管控，以确保工程各阶段的顺畅推进，可大幅增强构筑物的承载力和全体稳固性。运用于水利工程隧洞衬砌和喷锚支护加固技术，不但为水资源高效使用打下坚实基础，也为整个工程的安稳运行提供了坚定的保障。

参考文献

[1]熊昕.水利工程隧洞衬砌及喷锚支护加固施工探讨[J].黑龙江水利科技,2023,51(10)