水利工程隧洞施工技術及處理措施論文
摘要：文章針對現(xiàn)代水利工程隧洞施工，結合西藏某地區(qū)水電站實例，從隧洞開挖施工、鋼拱架施工、襯砌施工三方面分析了隧洞施工技術及其要點，提出了相應的處理措施，并介紹了有效預防和處理隧洞塌方的方法，旨在為工程的順利實施提供可靠的技術支撐。
關鍵詞：水利工程；隧洞開挖施工；鋼拱架施工；襯砌施工；水電站
如今，水利工程正迎來全新的發(fā)展局面，但也面臨著許多的考驗，使得施工質量逐漸成為人們關注的焦點問題。為滿足人們的迫切需求，為社會提供更加優(yōu)質的服務，還需進一步加強水工程的施工技術研究。隧洞是水利工程的重要建設環(huán)節(jié)，其施工質量與工程好壞有著直接的聯(lián)系，所以應對其給予足夠的重視。在實際的施工過程中，由于會受到外界各種因素的影響，使得隧洞施工的難度較大，對于隧洞施工，支護是保證施工質量與安全的重要前提，如果未對支護給予高度重視，將有可能引發(fā)塌方等嚴重的事故。因此，應根據(jù)實際的工程情況，采取有效措施保障隧洞施工安全，確保工程順利實施。
1工程概況
某水電站位于西藏某地區(qū)某傾多鎮(zhèn)，距傾多鎮(zhèn)12km，距某城43km，下游距河口20.5km，是波得藏布干流四級開發(fā)的第三級水電站，上接熱西水電站，下鄰朱西水電站，壩址以上流域面積為2453km2，多年平均流量為132.0m3/s。多年平均懸移質含沙量為0.036kg/m3，為少沙河流，多年平均總輸沙量為18.0萬t。
2隧洞開挖施工技術
在對隧道進行開挖的過程中，應根據(jù)工程的施工情況選取適宜的開挖施工技術，從而在確保施工進度的基礎上，有效提升開挖質量，避免欠挖等問題的發(fā)生。在選取具體的開挖施工技術時，應對隧洞圍巖的類型、斷面進行充分的分析和了解。一般而言，在實際情況中較為常用的開挖技術主要有兩種：
2.1全斷面開挖法
這種開挖技術適用于圍巖情況較為良好的隧洞中。如果圍巖的質地較硬，可采取鉆爆的方式形成隧洞，然后再進行必要的支護施工。全斷面開挖的主要特點為可以大幅提升施工效率，在保證施工質量的同時很大程度上縮減施工周期。在實際施工過程中，應嚴格按照相應的組織方案進行施工，以免受到交叉施工等問題的'影響和干擾。
2.2導洞開挖法
這種開挖技術與全斷面開挖的不同之處主要為，首先需要在隧洞的斷面上實施開挖，然后根據(jù)具體的設計方案確定導洞的具體尺寸與形狀。這種開挖技術更加靈活，可以在施工中對前方的地質情況進行探明，利于隧洞排水，還能為后續(xù)的隧洞通風等提供一定便利，此外，這種開挖方法的爆破施工效果更加明顯。
3鋼拱架施工
用于隧洞支護的鋼拱架有許多種類型，較為常用的兩種為工字鋼形式與格柵形式。根據(jù)隧洞斷面的輪廓，對鋼拱架實施加工，同時通過放樣制成彎曲的模型。嚴格按照設計要求完成加工的鋼拱架，需要進行組織試驗，以明確其尺寸等參數(shù)是否滿足設計要求。在加工過程中，為確保鋼拱架滿足實際要求，其外圍的輪廓誤差不得超出3cm，平面翹曲度不得超出2cm。鋼拱架單元需指明其單元號與類型，并盡量存放在干燥無水的地方。保證鋼拱架外圍包裹足夠厚的保護層，噴漿厚度達5cm之后再進行安裝。如果隧洞圍巖與鋼拱架之間存在間隙，應在縫隙處墊上一個墊塊。定位筋連接鋼拱架與圍巖，在實際情況中盡可能使用錨桿進行定位。在上述準備工作均已完成之后，即可開始安裝，安裝的施工流程如下所述：第一，人工安裝分片鋼拱架，在隧洞的掌子面組裝鋼拱架，同時擰緊連接螺栓。第二，在安裝之前，需要對掌子面進行全面的檢查，同時對鋼拱架底端的殘渣進行挖除，然后使用石塊或方木對高度進行調整。第三，鋼拱架完成校驗之后，每隔2m加固一次，確保鋼拱架與圍巖完全貼近，無法貼近的地方需使用石塊等進行充填。對于安裝而言，焊接是十分關鍵的工藝，其施工要求為：（1）焊接施工前，需對接頭進行檢查，確保接頭滿足相應規(guī)范的要求；（2）焊接過程中所用的焊條、焊劑等材料必須符合相關規(guī)定，其性能、型號等都需與設計要求相匹配；（3）焊接施工開始前，需要對焊接的位置進行全面的處理，清除銹跡、油漬，確保焊接完成后不會出現(xiàn)缺口等現(xiàn)象；（4）焊接施工開始前，應結合具體的施工條件開展試驗工作。
4隧洞襯砌施工
4.1襯砌施工設備
本工程采用C20混凝土進行襯砌施工，隧洞的襯砌結構如圖1所示，襯砌工藝選取組合模板，混凝土攪拌機選用JG500，由人工進行上料，分別在進口處、出口處、支洞口處進行混凝土材料生產(chǎn)。結合本工程隧洞的實際特點與現(xiàn)有的生產(chǎn)力，每倉的長度確定為10m。為滿足施工質量要求，采取混凝土泵送頂模的方式。澆筑施工過程中，需根據(jù)不用情況采取相應的振搗設備進行搗固密實。隧洞襯砌施工前，需先對洞身實施沖洗，以此避免附著的雜質影響正常施工。
4.2鋼筋的制備與安裝
施工人員應按照圖紙與規(guī)范制備鋼筋。鋼筋的規(guī)格必須滿足后續(xù)綁扎與焊接施工要求，搭接雙面要求接頭的實際長度不低于所用鋼筋直徑的4倍，主受力筋的長度不得低于其直徑的20倍，受接筋接頭的長度不得小于其直徑的30倍。鋼筋在使用前必須進行除銹，鋼筋綁扎要做到牢固、均勻，同時還要為后續(xù)施工留下一定保護層。
4.3模板安裝
鋼筋綁扎施工完成且通過質量驗收后即可開始模板安裝。模板安裝的流程為：（1）安裝前對模板進行檢查，模板不得存在形變、不平整等情況，檢查合格后在其表面均勻涂抹脫模機，安裝必須緊密牢固，相鄰兩個模板間的接縫應嚴密，否則將會影響后續(xù)施工；（2）在混凝土強度達到總強度的50%時，拆除模板；（3）對于非定型的組合式模板，應先對其中心進行調平，然后檢查模板的中心是否與隧洞中心重合，如不重合應進行調整。
4.4混凝土澆筑施工
（1）為確�；炷敛牧腺|量，禁止在施工中隨意更改配比，在施工前應進行試驗，嚴格控制誤差；（2）盡可能縮短混凝土的運輸時間，以防止出現(xiàn)離析等現(xiàn)象，如果混凝土出現(xiàn)離析、沁水等現(xiàn)象，應視作廢料進行處理，禁止再次使用；（3）此次施工的混凝土坍落度應嚴格控制在8～14cm之間，在運輸前，應對導管進行檢查，以防出現(xiàn)漏漿。泵送應保持連續(xù)性，導管中的殘留漿液應及時清理，以免堵塞導管；（4）澆筑施工中應安排專人對現(xiàn)場進行監(jiān)督和指導，及時發(fā)現(xiàn)不當之處并進行有效的整改。澆筑完成后應由監(jiān)理人員負責驗收。在對第一層基巖進行澆筑時，需要在澆筑面先鋪上一層厚度為2～3cm的水泥砂漿層，以確�；炷量梢愿玫仞そY，有效防止脫落問題的發(fā)生，為隧洞的后續(xù)施工奠定良好的基礎。
5隧洞塌方處理及預防
有效防止隧洞塌方是切實保證隧洞施工安全和質量的關鍵所在，所以施工人員應對其給予足夠的重視。施工開始前，根據(jù)地質勘查結果，結合工程實際情況與具體要求編制一套詳細且全面的施工方案。施工階段中，需要對隧洞的實際情況進行動態(tài)監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測的結果和施工反饋信息對施工方案進行相應的調整和修正，以此有效提高方案的可行性與科學性，起到有效預防隧洞塌方的作用。除此之外，從施工的角度講，還需做好以下三個方面的工作：
5.1縮短開挖進尺
對于巖性發(fā)育情況相對較差的隧洞而言，在施工中應制定一套可靠且行之有效的進度控制計劃，爆破施工中盡可能減少實際裝藥量，并做到放小炮或直接不放炮。在現(xiàn)場施工條件允許的情況中，可采取多人開挖的方式，但要保證斷面的規(guī)整性，為隧洞支護施工奠定良好的基礎，有效降低塌方等事故的發(fā)生幾率。
5.2隨時觀測隧洞情況
隧洞施工過程中，應對施工現(xiàn)場的地質條件與水文地質進行定期的量測與觀察，深入分析二者的具體變化規(guī)律，根據(jù)規(guī)律制定一套針對性施工方案。如果實際情況的地質構造情況較為復雜，則需在適當?shù)奈恢寐裨O收斂計，以便對巖體實際穩(wěn)定性進行超前預報，為施工提供可靠依據(jù)。
5.3切實加強圍巖支護
加強圍巖支護不僅是隧洞施工的重點環(huán)節(jié)之一，也是有效預防隧洞塌方問題的關鍵舉措，及時且正確地設置圍巖支護可以從根本上消除隧洞塌方。支護方法也有許多種，不同時期、不同類型的圍巖所適宜的支護方式也會有所不同，施工中需要結合具體情況酌情處理。
6結語
總而言之，隧洞施工質量是決定水利工程好壞的關鍵，由于施工影響因素較為復雜，所以在實際的施工過程中時常會出現(xiàn)一些問題。為此，應在充分考慮各項影響因素的基礎上，制定科學合理的施工方案，把握每一個施工的細節(jié)，關注施工質量控制，確保施工技術發(fā)揮出真正的作用。此外，施工人員還要進一步加強安全意識，強化施工管理，提升自身的技術應用水平，做好靈活應變，規(guī)范施工，進而從根本上提高水利工程隧洞的施工質量。
作者:扎西頓珠 單位:西藏自治區(qū)水利電力規(guī)劃勘測設計研究院
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