浅谈引水隧洞初期支护施工工艺--中国期刊网

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浅谈引水隧洞初期支护施工工艺

发表时间：2020/12/11 来源：《基层建设》2020年第24期作者：零汉纪

[导读] 摘要：引水隧洞工程是水电站建设中十分重要的组成部分，其中引水隧洞施工主要包括隧洞开发与隧洞支护两方面。

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        摘要：引水隧洞工程是水电站建设中十分重要的组成部分，其中引水隧洞施工主要包括隧洞开发与隧洞支护两方面。本文以引水隧洞初期支护施工工艺为核心，列举工程案例，从引水隧洞开挖、出渣、初期支护等方面入手，优化引水隧洞初期支护施工工艺，为后续工程实施提供基础保障，以提高支护施工质量。
        关键词：引水隧洞；初期支护；锚杆施工；注浆
        引言
        水电工程引水隧洞施工中，由于开挖路线较长，整个工程量较大，开挖洞径较大，在实际施工中会由于不良地质因素，造成涌泥、涌水或是坍塌等问题，不利于后期施工的开展。对此，在引水隧洞开挖后要做初期支护处理，保证引水隧洞的稳定性，进而提高工程质量，避免不必要的安全事故。要重视并加强初期支护工序控制，根据地质情况和工程需要，设计稳定性强的初期支护施工方案，优化初期支护施工工艺，进而保证引水隧洞工程的综合效益。
        1水电站引水隧洞介绍
        水电站发电原理主要是依靠水位的高低形成巨大空间差，通过水流产生的巨大重力推动水轮机运行，进一步推动发电机产生电能。而引水隧洞就是将山体开挖形成引水道，将水流上部引入水轮机的密闭空间，带动发电机发电。通常引水道线路都是简短而直接的，以方便水流形成对接。引水隧洞的应用可以有效提高水电站的工作效率，节约成本、减少能源浪费等。
        2引水隧洞开挖
        2.1准备工作
        在水利工程引水隧洞施工工作开展之前，需要做好一系列准备工作，首先要做的就是对施工现场的水文地质、地形地貌等情况进行全面勘察，在此基础上对施工蓝图进行大致绘制，同时要结合施工现场的环境情况，对施工中可能需要关注的要点以及安全问题进行标注，做好一系列的技术准备工作。其次，需要加强对技术人员以及监理人员的管理，要对施工现场的组织结构进行科学优化，对各个岗位进行精简，防止出现岗位冗杂的问题，明确各个组织单位的职责并落到实处。最后，检查施工材料的质量，一定要保证进入施工现场的材料质量都符合规定标准，同时对于存在危险性的施工环节要设置安全标志，时刻提醒施工人员注意安全。
        2.2测量放线
        在施工测量中，每隔20米设置1个中心桩和水准基点，在排炮钻孔前，根据隧洞断面尺寸开展施工放样工作，用红铅标注轮廓线，并根据钻爆设计图进行炮孔的布设，以两侧边墙和拱顶水平线为开挖依据。采用施工导线和复合导线进行施工测量控制。在开挖面推进时，按照放样指导中心线，每隔20米设置1个砼固定桩，在隧道掘进至300m时，对隧洞方向进行检查，保证符合设计要求，运用边长200m高精度附合导线，辅助施工导线开展闭合测量，实现施工测量控制。
        2.3钻孔
        本引水隧洞工程前期分析中，多为Ⅲ类、Ⅳ类围岩，具有较高的岩石完整性，可以选择全断面一次爆破开挖成型的方式，根据爆破后的情况实施锚喷支护。施工中选择2.5m长钻杆进行钻孔，钻孔深度为2.3m，每排炮进尺设置2m，每天2个循环，进尺4m，估计每月进尺100m。在本工程标段中，Ⅳ类和Ⅴ类围岩出现表浅部围岩、紫马沟地段，若选择全断面开挖法，要按照“短进尺、弱爆破”的原则；针对结构稳定性弱或是成洞困难地段，要选择上下断面施工法，先开展上半断面开挖，做好支护后开展下半断面开挖，这类围岩平均钻孔为1.5m，每排炮进尺为1.2m，每天完成2个循环，每月计划进尺70m。
        2.4爆破
        本工程选择全断面光面爆破法，针对Ⅲ类围岩以全断面预留光爆破层光面爆破法为主，而Ⅳ类和Ⅴ类围岩选择“短进尺、弱爆破”的全断面爆破法，特殊地段选择上下断面短台阶法，其中上断面和下断面预留3m。根据岩石强度进行不同爆速炸药的选择，针对有水地段选择乳化炸药，其他选择2号岩石硝铵炸药，配以毫秒雷管和塑料导爆管。

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在炮眼布置上，按照开挖断面大小，以楔形掏槽为主，Ⅲ类、Ⅳ类围岩地段钻深2.3m，Ⅴ类围岩破碎地段钻深1.7m，光爆和孔距设为40cm。在装药中，掏槽孔和掘进孔选择耦合装药方式，而周边空则选择不耦合装药方式，将小直径炸药间隔绑扎，炮眼直径是40mm，破碎地段选择双传爆线。
        3出渣
        3.1通风降尘
        在出渣处理中，施工人员要使用风水混合型水幕降尘器进行通风降尘，在隧洞口附近设置风水混合型水幕降尘器，通过该降尘器促进水的完全雾化，使得爆破中的粉尘迅速降尘，提高粉尘沉降速度。施工人员将该水幕降尘器布设在边拱位置，在爆破前10min将水幕开关打开，爆破20min后关闭开关，主要促进1-3μm粒径粉尘的沉降，爆破后即可开启压风机、射流风机辅助通风降尘，以达到较好的降尘效果。
        3.2出渣运输
        本工程使用装载机进行装渣，并通过自卸汽车进行出渣运输，隧洞内每隔100米布设1个错车道，便于出渣运输。在运输过程中，组建专门的道路维修队伍，根据实际情况调整和维护隧洞内外道路，保证运输道路良好，提高出渣运输效率。同时，要合理安排运输车辆的调度工作，提高车辆利用率和周转率，保证洞内照明系统良好运行，安排专人定期检查照明系统，一旦发现破损立即更换和处理，进而提高出渣运输效率。
        4初期支护
        4.1锚杆
        在锚杆施工技术应用的过程中，首先需要开展的就是钻孔施工，不同规格的钻孔就需要使用不同类型和规格的钻孔设备，在实际施工中，对于钻孔设备的选择需要结合施工区域实际的土层厚度和围岩条件来进行确定。通常情况下，对土层进行钻孔时，采用的都是干式排渣回旋式钻孔设备，在对岩石锚杆孔间距进行设置时，孔的最佳深度为50mm，同时要能够将距离偏差控制在150mm以内。因此，钻孔的规格要严格按照设计要求来选取，在孔成型之后还要能够对杆体进行及时清理，最后再将锚杆与灌浆管进行结合。
        4.2钢筋
        在洞口内进行钢筋加工制作，并运输到洞内进行现场绑扎，提高作业效率，保证支护效果。
        4.3挂网
        根据设计标准进行钢筋网加工，以受喷面起伏情况为标准进行铺设，把钢筋网与锚杆共同固定住，钢筋交叉点和双面受力钢筋要通过铁丝进行捆绑、扎牢，并通过双面焊接法进行钢筋接头焊接。针对焊接困难的位置，使用单面焊接法，将钢筋网、受喷面间的距离设为3cm。
        4.4喷砼
        选择42.5普通硅酸盐水泥，配以5-15mm粒径的碎石，根据配合比进行砼水泥拌合，检查拌合料的均匀性。在喷砼前，施工人员要掌握隧道断面尺寸，及时处理欠挖部分开裂或是破碎的碎岩，及时清除墙角虚渣，通过高压风或是水进行冲洗和处理岩面。在实际喷砼过程中，施工人员要先注水，再送风，最后上料，结合受喷面与拌合物情况进行注水量的增减，自上而下开展喷射作业，直到受喷面易粘着、呈湿油光泽为止。在喷射砼凝结2h后，施工人员要实施喷水养护作业，养护时间设为14d。养护完成后，施工人员要对喷射砼进行强度检查，通过喷砼特制模型开展抗压试件检查，进而保证喷砼的抗压强度符合工程设计要求。
        结语
        在引水隧洞施工中，要对隧洞开挖、出渣、初期支护等工序进行严格控制，加强施工现场管理，做好前期的准备工作，优化施工设计方案，不断提高初期支护工艺水平。
        参考文献：
        [1]张朝磊.水电站引水隧洞开挖及支护施工技术[J].河南建材，2020（1）：3-6.
        [2]郝永兴.水电站引水隧洞开挖及支护施工技术[J].四川水泥，2019（11）：245.
        [3]李丰现.水电站引水隧洞开挖与支护的施工技术[J].工程技术研究，2019，4（5）：86-87.