摘要:在当前时代背景下,人们逐渐提高了对水利水电工程的重视度。此类工程通常较为复杂,属于综合类工程。其中最为重要的一个环节便是引水隧洞,施工人员需要采用最为合理的开凿方式,才能保证工程效果。为此,施工团队就要提高重视度,结合具体情况,有效调整,进而提升工程水平。本文主要描述了水电站引水隧洞的主要概念,针对引水隧洞开挖以及支护施工展开了详细分析,并对于加强水电站引水隧洞开挖和支护的方法发表一些个人的观点和看法。
关键词:水利水电;引水隧洞;洞挖施工
1 引言
水利工程引水隧洞开挖由于洞距离较长,而且隧洞埋深大同小异,开挖隧洞穿越复杂多变地质条件,不能确保其施工安全、质量。向家坝灌区邱场分干渠自贡段隧洞成洞条件较差,主要以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩等泥岩类,具有遇水软化、失水崩解的特征,施工过程中出现超挖现象,最终使得施工难度性提升,施工成本投入不断增长。针对上述情况,结合向家坝灌区工程不可预见性地质超挖做深入研究具有现实意义,为类似工程提供数据参考。
2 引水隧洞的主要概念
对于引水隧洞施工而言,其能够有效提升水电站自身的工作效率,缩减成本投入,以防资源发生不必要的浪费,可以看作是水工构筑物的核心部分。水电站在发电的时候,主要依靠水位自身形成的落差,基于瞬时间产生的重力势能,让其逐步转为电能,以此使得水轮机正常运转,实现发电的效果。而引水隧洞则是将水流上部引入水轮机的密闭空间,而隧洞又能进一步分为两类,分别是有压引水隧洞以及无压引水隧洞,当水流顺着水轮机,逐步进入通道里面的时候,路线就要展开相应的调整,不仅要足够短,而且十分简单。此外,水流也要实现顺利对接。在该施工正式开始之前,施工人员需要根据项目的具体情况,对周边环境展开分析,包括岩石以及地质水平,尽可能和地下水保持一定的距离。
3 工程概况
某输水隧洞输水线路总长9.8km,隧洞开挖洞径为3.2m,开挖底宽2.6m,衬后洞径2.4m;输水管道管径为2.0m。主要工程量包括土方开挖39932.65m3,土方回填10942m3,石方洞挖93275.71m3,砼27251.89m3,钢筋制安792.68t,管道安装387.2m。
4 引水隧洞洞挖施工
4.1 设备选型
施工机械设备选型原则如下:一是机械设备配备选型。综合考虑了机械设备的机动灵活、高效低耗、环保、运行安全可靠等各方面因素,其性能及工作参数以满足施工需要和保证施工进度为前提。二是施工机械设备数量。按高峰月施工强度及设备能力进行配备,适当考虑了设备的出勤率和完好率,并考虑了适当施工设备能力储备系数。三是选用的施工机械设备在满足工程需要的前提下,设备类型不宜太多,以利于设备的维修、保养、管理,提高生产效率。
4.2 测量放线
测量放线是洞室开挖的关键环节,准确的测量放线对于工程质量十分关键。本工程中采用全站仪和激光导向仪配合工作,在施工工作面快速放出周围轮廓线,并且确定隧道中轴线以及钻孔孔位,精度能够满足工程的需求。为了对工程进度进行控制,在布设基本导线点的情况下设置三角高程,确保工程高程与放线精度。
4.3 断面分部开挖
对于断面分部开挖来说,其原理便是基于原有的隧洞断面,依靠分批次的形式,将其划分为多个部分。之后再分层级展开任务处理。
对于不同的水电站,还能依靠挖掘的形式,将断面部分分成两类,分别是导洞方式以及台阶方式。两者都是基于现有的断面展开划分,参照地质、跨度以及选取模式的差异,又能将断面分成三部分,即左部、中部和右部。其中,应用率较高的就是导洞的技术方式,主要会在一些大型项目中进行应用,原理便是向地面下部开凿,一般最好保证开凿深度不能低于12m。在实际开挖的时候,普遍对于岩体构架、排水系统以及通风设施都有着非常高的标准,方法则是先选取最为合适的施工场地,在引水隧洞断面的上方,凿出一个小型洞口,之后再通过挖掘的方式,逐步扩大洞口面积。而导洞挖掘方式又能分层上洞和下洞。由此能够看出,该挖掘形式通常极为细化,实际能够选用的方法也很多,因此相比于全断面的方式,该方法的整体应用率非常高,难度系数更低。所以,该技术可以用于一些岩体结构稳定性偏低的区域之中,即便洞口相对偏小,也不会受到任何影响。
4.4 锚杆施工技术要点
(1)钻孔。在支护部位的标识工作中应用全站仪设备,保证孔位测放和标识的科学性,采用凿岩车进行钻孔,待钻孔完成后要借助压力风来清理钻孔内的杂质,检验钻孔与清理质量并临时封口。(2)杆体制安。选用砂轮切割机来对长度锚杆进行加工处理以达到设计长度,应用强度直螺纹套管完成连接,运输加工好的锚杆,选择用人工插杆的方式进行插杆,如果锚杆长度达到6m要辅助简易扒杆来保证插杆质量。(3)注浆。根据试验结果配比混合料,水泥:砂=1:1~1:2,同时保证水泥:水=1:0.38~1:0.45。选用PVC管进行注浆,在注浆过程中让PVC管深入至钻孔内部,距离孔底50~10mm,在注浆时要匀速拔管,待注浆完成后及时进行插杆和加塞处理,从而使锚杆居中,保证锚杆施工质量。
4.5 注浆小导管施工
基于工程实际情况,引水隧洞内注浆小导管的施工流程具体如下:(1)布孔:将开挖断面中心作为参考对象,严格遵循小导管的设计标准来开展布孔放样和插杆标识作业。(2)成孔:明确打孔方向与位置,可事先预设方向架来确定,确定打孔方向与位置后选择YG40凿岩机来开展钻孔作业。(3)插管:严格控制小导管的方向,以接货组液压推进器为主要装置,有序推入小导管的同时要求小导管尾端外露部分达到30cm。(4)封口:在进行喷射混凝土作业时,要实现喷射厚度5~8cm的目标,并在管圈与开挖周边5m范围进行封口处理。(5)注浆:根据施工现场的地质勘察报告来确定注浆参数,确保注浆用量、压力等参数合理,根据施工需求选择高品质原材料,配制高性能的注浆混合料,由专业的注浆设备完成注浆作业。
5 结束语
综上所述,现如今我国科技水平有了较大提升。在进行水电站引水隧洞施工的时候,工作人员理应提高重视程度,结合项目的具体情况,做好监督工作,合理设置连接点,提供充足资金,增强资源管理意识,加强人才培养,合理应用开挖技术以及支护技术。如此一来,施工项目的综合水平就会得到提高,员工们的人身安全能够得到有效保障,企业也能从中获得足够的经济效益,进而推动整个行业持续进步。
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