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        水利工程隧洞軟巖施工技術(shù)處理措施分析

        2018-12-31 00:00:00張林
        水能經(jīng)濟(jì) 2018年10期

        【摘要】在進(jìn)行水利工程隧洞的挖掘工作中,會遇見各種各樣的巖體,不同巖體的施工方式不同,軟巖巖體的開挖是在水利工程施工過程中較為常見的一種巖體,由于軟巖易發(fā)生坍塌事故,故筆者在本論文中介紹了隧洞軟巖開挖的施工原理、施工工藝以及一次防護(hù)的注意事項,旨在為水利工程隧道軟巖的開挖提供一些可行的建議。

        【關(guān)鍵詞】水利工程;軟巖施工;技術(shù)處理;措施

        引言:

        在進(jìn)行水利工程的施工過程中,軟巖開挖是不可避免的一項工作,軟巖周邊巖體的穩(wěn)定性差,地層薄弱,故在開挖前需要進(jìn)行加固處理以及支護(hù)保護(hù)。因此,在施工前,工程隊要對軟巖地層進(jìn)行研究,因時因地制宜制定出最科學(xué)合理的施工方案,方可著手施工。如若倉促進(jìn)行,很可能會導(dǎo)致大面積的坍塌,給人財物帶來極大的損失

        一、隧洞軟巖開挖施工原理

        隧洞開挖的方式很多,不同的圍巖種類需要運(yùn)用不同的開挖技術(shù)。施工過程中,隧洞開挖必須要施工安全和施工質(zhì)量的前提下保證施工進(jìn)度,不得拖后,開挖原則為:杜絕欠挖,拒絕超挖。其中,軟巖作為一種復(fù)雜的巖石力學(xué)介質(zhì),其特性是在特定的條件下極易發(fā)生變形,因此隧洞軟巖的開挖可采用新奧法,新奧法原理的應(yīng)用,解決了隧洞軟巖開挖這一大難題。新奧法原理簡單來說就是采用二次襯砌和初期支護(hù)相結(jié)合的施工方式,首先是先做好初期支護(hù),由于軟巖巖體較軟,所以可以先進(jìn)行初步的加固,對部分地段要通過柔性支護(hù)、鋼筋格柵等方式對巖體進(jìn)行整體加固,此外還可以用鋼筋把各格柵連成整體,達(dá)到加固的目的,這就是新奧法原理中的初期支護(hù)。完成了初期支護(hù)以后,要進(jìn)行監(jiān)控測量,監(jiān)控測量的數(shù)據(jù)對支護(hù)參數(shù)以及施工方法,工程措施等具有指導(dǎo)意義,接下來就可以進(jìn)行二次加護(hù)。

        對隧洞軟巖可以采取分區(qū)施工的方式,在各區(qū)可先行施工頂拱,即采用短臺階依次施工作業(yè)法。為了有效抑制圍巖變形以及保護(hù)圍巖的天然承載力,可以在初期支護(hù)完成以后,再對兩側(cè)的邊墻進(jìn)行開挖,確保兩側(cè)的邊墻以及頂拱及時閉合,這樣利于形成穩(wěn)固且完整的初期支護(hù)體系。為了確保隧洞施工的安全,必須及時調(diào)整初期支護(hù)的參數(shù)和施工方案襯砌施工的時間,因此,應(yīng)通過頂拱沉降的監(jiān)測和收斂觀測對圍巖巖面的變形情況進(jìn)行監(jiān)測,分析監(jiān)測數(shù)據(jù),評估巖面變形情況,研究討論是否調(diào)整。

        二、隧洞軟巖施工工藝

        (一)隧洞開挖

        隧洞軟巖開挖的方式很多,接下來筆者著重介紹兩臺階多區(qū)分步法。該法首先要洞頂弧形開挖高程以下1m范圍內(nèi)的區(qū)域,定為I區(qū),在用挖掘機(jī)配合出喳前,要在先用人工風(fēng)鎬還有十字鎬等工具開挖,大致1m左右即可。導(dǎo)洞開挖完成以后,不得馬上進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的挖掘,因為軟巖的硬度不夠,因此要先用鋼架等加固并且噴上加固材料,做好襯設(shè)計線,完成這些,待到強(qiáng)度夠了以后再繼續(xù)挖掘,直至完成I區(qū)的施工,使得挖掘機(jī)有足夠的空間進(jìn)行作業(yè)。緊接著,進(jìn)行II的挖掘,該區(qū)域可直接由挖掘機(jī)進(jìn)行開挖,但是要先在兩側(cè)直墻處且拱頂下1-1.5m的地方挖線。II區(qū)可由挖掘機(jī)進(jìn)行挖掘,并且輔之以人工挖掘,開挖到一定程度以后,再用鋼進(jìn)行支撐加固。完成這兩區(qū)域的挖掘工作以后,再進(jìn)行III區(qū)也即核心區(qū)域的挖掘,至此,整個斷面的挖掘工作就完成了。由此可見,隧洞軟巖的開挖不是一蹴而就的,要分區(qū)分步走進(jìn)行,做好加固防護(hù)工作。

        (二)格柵拱架及鋼筋網(wǎng)片安裝施工

        鋼拱架支撐主要采用焊接的方式,且要在開挖完成以后立即進(jìn)行,不得拖延,鋼拱架要起到穩(wěn)定鞏固的作用,因此需要焊接成三角形的形狀,這樣才不會輕易變形。由于洞內(nèi)空間有限,所以鋼筋網(wǎng)片則主要在洞外制作,待制作完成再搬進(jìn)洞內(nèi),進(jìn)行各網(wǎng)片的安裝工作。此外,在安裝鋼筋網(wǎng)片的過程中要特別注意其與鋼拱架的統(tǒng)一性,讓兩者結(jié)成一個統(tǒng)一的整體,使得整個安裝項目更加地穩(wěn)固。在施工過程中必須嚴(yán)格按照程序來,支撐鋼架在施工前要對巖面進(jìn)行清理,清理完成以后,對鎖腳錨桿進(jìn)行施工,然后才是固定鋼支撐的位置,進(jìn)行焊接最后才是鋼筋與鋼筋片的安裝。

        (三)噴射混凝土施工

        首先是材料準(zhǔn)備,噴射混凝土所需的主要材料包括水泥和骨料,水泥必須使用硅酸鹽水泥,且必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)不得使用劣質(zhì)水泥;骨料的使用也需嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn),使用高品質(zhì)的骨料材料。其次是噴前準(zhǔn)備,在噴射前應(yīng)當(dāng)清理噴射面,待到清理完成后做好噴射標(biāo)志。最后,等到噴射面驗收合格以后,才能進(jìn)行噴射工作。

        在進(jìn)行噴射作業(yè)時,必須遵守不得遺漏噴射部位的原則,可以采用自下而上的方式分區(qū)域進(jìn)行噴射作業(yè),并且要處理好連接處的噴射細(xì)節(jié)。在進(jìn)行噴射作業(yè)時,噴射方向應(yīng)與巖面垂直,再進(jìn)行分層噴射;此外,后層噴射應(yīng)在前層混凝土終凝后進(jìn)行,若終凝lh 后進(jìn)行噴射,則應(yīng)先用風(fēng)水清洗噴層表面;。

        三、一次支護(hù)施工注意事項

        一次支護(hù)對于加固軟巖的穩(wěn)定性來說非常重要,因此在進(jìn)行一次支護(hù)時,必須要使得支護(hù)工作發(fā)揮應(yīng)有的效果。為了確保一次支護(hù)的效果,一是在施工過程中要嚴(yán)格依照設(shè)計圖紙進(jìn)行,盡量減少超挖的現(xiàn)象,開挖邊線時預(yù)留保護(hù)層;二是對底部的兩側(cè)要依次進(jìn)行開挖,不得同時進(jìn)行,還要避免同屬一個榀拱架的兩個拱腳同時懸空的現(xiàn)象出現(xiàn),因此要錯開2m以上的進(jìn)尺強(qiáng)度;三是為確保拱架能穩(wěn)定受力,在安裝邊墻拱架時要先澆灌30m寬的條狀鎖腳砼并且要在標(biāo)準(zhǔn)開挖面的30-50m以下;四是隧洞軸線與鋼拱架平面之間傾斜的角度不得大于2°,最理想的狀態(tài)是相互垂直;五是鋼拱架與砼初噴層之間的間隙以及與圍巖之間的間距不應(yīng)過大,如果過大,需將間隙填密。

        四、結(jié)束語

        軟巖因其自身的性質(zhì),一經(jīng)施加外力施工開挖,如若不采取適當(dāng)?shù)耐诰蚍绞?,采取適當(dāng)?shù)妮o助措施,其周圍巖體便會快速變形,最終帶來大面積的坍塌,這對施工人員的生命造成了極大的威脅;由于巖體坍塌帶來的壓力,也會導(dǎo)致支護(hù)設(shè)施變形,帶了財產(chǎn)損失。因此在進(jìn)行水利工程隧道軟巖開挖時,要做好支撐準(zhǔn)備工作,確保周圍巖體特別是頂部巖體得到了穩(wěn)固的支撐,此外在保證安全與質(zhì)量的前提下,還需加快施工進(jìn)度,盡早完成挖掘施工,減小巖體坍塌的可能性。

        參考文獻(xiàn):

        [1]李彥濱.水利工程隧洞軟巖施工技術(shù)處理措施分析[J].黑龍江水利科技,2017,45(4):141-143.

        [2]侯國金.關(guān)于水利樞紐工程軟巖隧洞施工技術(shù)要點分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2016(12)

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