水利工程导流洞开挖技术与质量控制措施 任廷梅

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:任廷梅
[导读] 摘要:在水利工程实施中,关于导流隧洞的修建工作显得尤为重要,该工程的推进,也能为水利枢纽建筑物的施工,打下良好的基础。
        安徽安悦建筑工程有限公司  安徽省阜阳市  236000
        摘要:在水利工程实施中,关于导流隧洞的修建工作显得尤为重要,该工程的推进,也能为水利枢纽建筑物的施工,打下良好的基础。导流隧洞作为施工期临时修建的建筑物,在完成导流后,可以将其建造成永久性项目,因此提高其施工技术具有极高的战略意义。本文就水利工程导流洞开挖技术与质量控制措施进行了分析。
        关键词:水利工程;导流洞开挖;质量控制
        引言
        我国是一个水资源丰富但分布极不均匀的国家,为满足不同地区用水需求、增加水电这一清洁能源的供应量,大规模建设水利水电工程成为我国近些年发展的重要任务之一。在水利枢纽工程实施中,导流隧洞的修建十分关键,其可为水利枢纽建筑物施工提供必要条件,施工期属临时建筑物,部分情况下导流结束后还可改为永久性建筑,加强其施工技术分析具有关键性意义。
        1水利工程导流洞的工程概述
        与其他工作相比,在水利工程修建过程中,存在一个长期矛盾就是河流水流蓄泄和施工过程中的矛盾。在项目实施过程中,需要对水流进行严格控制,因此施工导流工作开始成为水利工程中一项必不可少的任务。在运用施工导流系统过程中,会面对下述几个问题:一是如何选择导流建筑类型,如何对其进行布置;二是围堰工程与截留工程的实施情况;三是在施工过程中,蓄水、度汛、通航应用前,是否需要临时的封堵导流孔洞;四是在施工完工以后泄洪工作,第一台机组发电机的日期等问题。本文主要是从导流洞施工情况入手,对其进行深入的分析,了解到长期以来我国水利工程利用导流洞开挖技术,面临着复杂的地质条件且施工工况十分复杂,并且不同的尺寸、断面导流洞也对于施工技术提出不同的要求,所以只有选择更加合理化的支护与开挖方案,才能更好地落实质量管理措施,确保导流洞在后期使用中,发挥其真正的作用。
        2水利工程导流洞开挖技术
        某工程属于Ⅰ等大(1)型工程。拦河坝、发电引水系统和电站厂房等主要建筑物级别为1级,次要建筑物级别为2级,导流洞级别为3级。隧洞的形状及尺寸是其开挖扰动范围的重要影响因素,隧洞拱圈约平坦,洞室跨度越大,自然成拱越高,松动区就越大。本导流洞开挖断面面积约234~245m2,跨度达16.75~17.3m,为特大断面,围岩扰动区大,极易引起塌方冒顶。
        2.1开挖分层分区
        特大断面隧洞的开挖方法,根据断面尺寸、地质条件、工程安全及施工设备等因素,通过技术经济比较后选择,本导流洞采用“半洞开挖法”。导流洞利用钻爆法开挖,施工时遵循“平面多工序、立体多层次、分层开挖、逐层支护”的原则,采用自上而下分层分区的开挖方法,具体表现为三步台阶法。
        2.2上层开挖
        上层采用“半洞开挖法”进行开挖,通过左、右半洞的划分,将导流洞顶拱的大跨度变成小跨度,降低开挖初期围岩的应力变形,对隧洞围岩稳定性有利,提高了施工安全系数。根据初期支护设计参数、围岩条件及工程师要求等因素联合确定掘进循环进尺,其中Ⅰ~Ⅱ类围岩取4.5m、Ⅲ类围岩取3.2m、Ⅳ类围岩取2.4m、Ⅴ类围岩取1.6m。上层快速贯通,兼具施工与通风通道;上层及中层的台阶长度按60~100m控制。
        2.3中层开挖
        中层采用预留2~2.5m保护层,中间台阶爆破、侧边光面爆破的方法,具体表现为:在中层分为左、右半幅的基础上,每半幅又划分为中间抽槽、侧边保护层两部分,按照先中间抽槽、后侧边保护层的原则进行开挖。通过预留侧边保护层,有利减小对两侧边墙的爆破扰动,并且限制围岩的松弛范围,降低了隧洞施工风险。中间抽槽采用D50型潜孔钻钻设垂直爆破孔进行爆破开挖,提高施工作业机械化率,加快施工速度,掘进循环进尺按10~20m控制。侧边保护层采用手风钻钻设水平爆破孔进行爆破开挖,严格控制超、欠挖,确保开挖质量受控,掘进循环进尺按4~5m控制。


        2.4下层开挖
        为确保上层、中层施工通道不中断,下层按左、右半幅分先后开挖施工,采用手风钻钻设水平爆破孔、一次性开挖至设计开挖线,掘进循环进尺按4~5m控制。开挖爆破出渣后及时完成基面清理,并浇筑仰拱面垫层混凝土,提升洞内交通运输能力,为钢筋混凝土二次衬砌支护创造有利、便捷条件。
        3水利工程导流洞开挖质量控制措施
        3.1选择适当的开挖技术
        在施工过程中,要求施工人员根据实际的工程特质特征,制定更加合理化、规范化的开挖施工方法,因为围岩类型不同,因此会选择不同的技术手段、处理方法。近几年来,随着新奥法的应用,开始成为主流方法,在施工时也遵守着“紧封闭、勤测量、早喷锚、少扰动”这一工作原则,在了解地质情况之后,选择科学的开挖方法与支护工作,由此可以保证隧洞作业具备安全性。目前来看,我国所采用的导流洞开挖技术分成下述几种:一是台阶法,将一个完整的断面,分成多个工作面,随后开展开挖工作;二是全断面开挖法,针对断面采用一次性的开挖成型方法;三是中隔墙法,在开挖断面过程中,分成左右两面,分别进行开挖操作;四是分部开挖法,对于断面采用分布开挖方法,保证其逐步定性,如果先是对一部分进行开挖,将其作为导洞,那么该方法也被称作是导坑超前开挖法;五是交叉中隔法,该方法是将中隔墙法与台阶法结合起来,在工程实施过程中,作为施工方,需要从地质情况出发,制定有针对性施工方案,保证导流隧洞开挖工作后期推进更加顺利。
        3.2做好钻孔质量管理
        钻孔质量管理工作,因为合格的钻工能够按照测量要求,对应好开挖轮廓线、腰线、中线等进行施工,对于钻工区域做好分类,定人、定位施钻工作,必须严格地落实钻工作业责任制度。技术人员需要在施工现场进行监督,如果发现问题,必须及时地发现与解决各种情况。每排炮需要工程师按照齐整、平顺的要求,进行严格的检查,保证炮孔的孔底都能在同一个断面上,确定好梯段的爆破是水平面。为了避免出现超挖问题,需要保证对周边控的外偏角进行控制,使其确定为设备所能达到的一个最小角度。保证预裂孔、光爆孔、掏槽孔所有的偏差都低于5厘米,其他位置的炮孔位置偏差不得超过十厘米。
        3.3做好爆孔质量管理
        做好爆孔质量管理工作,使得爆孔实验工作得到落实,采用科学的方式,确定好在不同作业面所需的爆孔参数,保证后期开挖工作所具备的质量符合相关要求。同时也需要控制好周边孔的爆破时间、确定好装药质量,在装药之前,必须保证钻孔处于一个干净的状态,药卷也需要在整个孔洞的中心位置,保证在施工时的爆孔效果让人满意。
        结束语
        综上所述,在水利工程建设过程中,利用导流隧洞方式,能够对水流进行严格控制。在实际作业中,要求工作人员从项目地质条件出发,按照施工要求,选择合理的支护与开挖方法,落实好各道工序,对于施工参数进行严格控制,保证各道工序得到有效落实,保证隧道处于一个通畅的状态,最终为后续施工打下扎实基础。
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