■牟 景
(甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司,甘肅 蘭州 730030)
農(nóng)田水利工程中隧洞飽和土洞段施工方法
■牟 景
(甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司,甘肅 蘭州 730030)
現(xiàn)階段,我國隧洞的施工已經(jīng)成為時代發(fā)展的必然,所以,需要加大對隧洞施工處理的重視程度。文章就農(nóng)田水利工程中隧洞飽和土洞段的施工進行論述,通過對隧洞的開挖施工要點以及影響因素的分析,找到科學(xué)有效的施工辦法,提高我國隧洞飽和土洞段的施工質(zhì)量以及施工效率,依據(jù)隧洞的實際地質(zhì)狀況,進行方案的制定,選擇合理的施工辦法,降低施工各項費用的支出,提高隧洞施工的經(jīng)濟效益。
隧洞;飽和土洞段;施工
農(nóng)田水利工程施工時,隧洞飽和土洞段需要考量該隧洞周圍的土質(zhì),對土質(zhì)進行勘測,了解地基。在進行開挖處理的過程中,隧洞的頂部和周圍的承受力相對來說比較集中,所以其應(yīng)力也比較大,這就很容易使得隧洞的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,缺乏一定的安全性。對此,施工單位需要對隧洞的地形進行考察,依據(jù)地形來選擇科學(xué)合理的施工方式,以此來保證隧洞不會發(fā)生比較明顯的形變,隧洞的頂部也不會發(fā)生下沉的現(xiàn)象,在保證施工人員人身安全的前提下,加快施工的速度。
為了能深入的探究農(nóng)田水利工程中隧洞飽和土洞段施工的方法,以我國某一工程案例進行隧洞的施工方式的講解。該隧洞的主要功能在于供水,總體的干渠大致被標(biāo)為三條,其分別為八號、九號、十號。隧洞的周圍巖石以及土質(zhì)呈現(xiàn)飽和的狀態(tài),其地下水位和隧洞頂部之間的高度差大約為5~38m,其隧洞飽和程度大約在99%左右,上下浮動不超過1%,該隧洞內(nèi)的水流程度比較穩(wěn)定,所以在進行隧洞飽和土洞段的施工時,需要選擇出一個科學(xué)合理的施工方式。該隧洞在實際的施工處理過程中,是從地質(zhì)狀況方面對該工程的施工性質(zhì)進行的考量,利用關(guān)聯(lián)流動法則等,先對隧洞的施工方式以及實施狀況進行模擬,再進行科學(xué)的計算[1]??剂渴┕で昂笠约斑^程中,隧洞的穩(wěn)定程度,如果隧洞周圍的巖石強度比較若,那么在開挖的過程后,就需要注意隧洞的應(yīng)力降低區(qū)域的位置,避免隧洞沉降甚至發(fā)生坍塌的現(xiàn)象,對其地質(zhì)狀況的適應(yīng)程度進行綜合性的分析,盡可能的降低隧洞施工的風(fēng)險,利用護盾對周圍的巖石進行封閉處理。
在農(nóng)田水利工程中對隧洞進行施工時,首先就要對施工的重點內(nèi)容進行確認(rèn),對周圍的巖石變形程度進行科學(xué)有效的管理和控制,依據(jù)對巖石變形程度的控制情況進行隧洞施工方式的選擇,對一些IV級的黃土圍巖,可以進行噴錨、弧形導(dǎo)坑法等作業(yè),因為這類圍巖的埋設(shè)程度比較深,強度也比較大,比較容易成型,可以在相應(yīng)的時間內(nèi)來確保圍巖施工的穩(wěn)固性。對于一些V級圍巖的隧洞,需要進行CRD法的處理,這種土質(zhì)的穩(wěn)定性比較弱,該土質(zhì)在受到外界干擾時,其自身的應(yīng)力會重新進行分布,甚至隧洞的上部巖石會產(chǎn)生破裂的現(xiàn)象,隧洞的頂部也及其容易出現(xiàn)不牢固的現(xiàn)象,想要保證巖石可以順利的開挖,就需要不斷的控制其開挖的斷面,盡可能的縮小其斷面的面積。[2]
1.弧形導(dǎo)坑法。這種施工方式主要對隧洞進行分割處理,將整個隧洞分置成四個部分,分別對這四個部分進行施工,選擇一個合理的開挖方式,在進行支護的處理,構(gòu)建一個支護的整體,降低施工作業(yè)的循環(huán)處理時間,要始終保持由簡單到復(fù)雜的處理工序進行作業(yè),利用環(huán)形導(dǎo)坑對隧洞的頂部進行處理。在開挖過后,用掌子面進行高壓的處理,這種隧洞處理方式的內(nèi)容比較簡單,操作起來也比較簡便,能更好的利用開挖的時間以及空間,提高整個處理過程中所需要用到的機械設(shè)備的使用程度以及效率。次方法施工處理的速度也較快,但是這種施工方式也存在著一定的缺陷,該施工方式對隧洞圍巖的破壞程度比較大,會在一定程度上對其產(chǎn)生擾動的現(xiàn)象,整體應(yīng)力相對來說比較集中,比較容易使得隧洞頂部發(fā)生沉降的現(xiàn)象,進而導(dǎo)致整體隧洞的結(jié)構(gòu)缺乏一定的穩(wěn)定性。
弧形導(dǎo)坑法的工藝流程:首先,相關(guān)的施工人員要對該隧洞的周圍地質(zhì)情況進行考察以及測量,在進行放樣處理,然后對隧洞進行監(jiān)督測量,盡可能的控制其沉降,并將沉降調(diào)控在10~15cm之間;對上弧導(dǎo)進行施工時,在隧洞拱部的規(guī)定范圍內(nèi)進行導(dǎo)管的處理,控制漿液的強度,若其達到相關(guān)的要求時,再進行機械設(shè)備或者人工的開挖處理,開挖的高度進行管理和調(diào)控在5m左右,對上臺階等長度也要進行管控,除此之外,在實際的開挖處理過程中,還要做好相應(yīng)的架設(shè)鋼架以及厚度的設(shè)計工作等;最后,要對隧洞的右側(cè)下面和左側(cè)中間的位置進行開挖施工,考慮好承載力的大小,控制好左右施工的距離。[3]
2.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法采用的原理是“化整為零”,利用了臨時的橫掌和隔壁把整個隧道9個分布施工的小洞室。并通過小洞室形成一個封閉的環(huán)形支護體系。雙側(cè)壁施工是從上而下的進行支護,步步成環(huán)的進行封閉,并且對隧道周圍巖石的擾動和沉降小,是一種最為安全的開挖方法,但由于施工的步驟繁瑣,施工的速度很慢,作業(yè)面多對施工的影響很大,并且不利于機械化的作業(yè)。在拆除支護時也存在著一定的安全隱患,工程的造價也比較高。
雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工步驟:雙側(cè)壁導(dǎo)坑法首先也是進行測量放樣,在來根據(jù)測量分析的數(shù)據(jù)把沉降控制在20~25cm。對臺階上的兩側(cè)進行開挖,初噴4cm厚的混凝土,然后架立臨時鋼架、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、施做錨桿、鎖腳錨桿等。
農(nóng)田水利工程施工中,隧洞飽和土洞段的施工方式眾多,但在實際的隧洞處理過程中,需要對實際的施工情況進行實地考察,選擇準(zhǔn)確的施工方式進行處理,提高施工的效率以及質(zhì)量,同時還要對隧洞周圍的巖石分布情況進行調(diào)查和分析,嚴(yán)格管理并控制其沉降的程度。提高相關(guān)施工人員的專業(yè)知識和技能,加快整體的施工速度,用最短的時間來完成相應(yīng)的隧洞施工內(nèi)容,保證施工人員的安全,提升隧洞的質(zhì)量,讓隧洞可以始終保持一個穩(wěn)定的運行狀態(tài)。
[1]蘇凱,崔金鵬,張智敏.隧洞施工開挖過程初次支護時機選擇方法[J].中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2015,(8):3075-3082.
[2]程潔鈴,段亞輝,劉琨.溫度裂縫對水工隧洞安全運行的影響分析[J].中國水運,2015,(8):332-334.
[3]劉志維,田鳳蘭,劉寶印.某大型輸水隧洞工程防水設(shè)計與施工技術(shù)[J].中國建筑防水,2015,(17):31-34.
(編輯:王駿杰)
牟景,1975年生,男,甘肅會寧人,工程師,主要從事項目管理工作。