趙雙要 王娟

黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，中國(guó)·河南 洛陽(yáng) 471000

1 引言

管理措施水利建設(shè)工程是中國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)中一個(gè)很重要的方面，其建設(shè)狀況關(guān)聯(lián)著國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的整體水平；水利隧洞施工既是水利項(xiàng)目施工中關(guān)鍵部分，也是水利項(xiàng)目施工中最困難最復(fù)雜的工程。

2 水利隧洞施工技術(shù)要點(diǎn)與管理重點(diǎn)

2.1 施工測(cè)量

光電測(cè)距儀配水準(zhǔn)儀在施工測(cè)量中被采用。全站儀在洞內(nèi)導(dǎo)線控制網(wǎng)測(cè)量時(shí)被采用。由相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行測(cè)量作業(yè)，每排炮后對(duì)規(guī)格線進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在點(diǎn)布孔位的時(shí)候按照爆破設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行。在噴混凝土前進(jìn)行開(kāi)挖斷面測(cè)量，測(cè)量間距5～10m。對(duì)于洞軸線定期進(jìn)行全方位的復(fù)測(cè)、檢查，控制測(cè)量工序的質(zhì)量。并且隨支護(hù)進(jìn)度、洞室開(kāi)挖，每隔20m在兩側(cè)洞頂和洞壁設(shè)一樁號(hào)記號(hào)。

2.2 隧洞進(jìn)、出口邊坡支護(hù)

隧洞進(jìn)出口設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下原則，即“早進(jìn)晚出”不刷坡或少刷坡原則。具體來(lái)說(shuō)，即對(duì)洞口山體盡量不刷坡或者少刷坡，注意對(duì)水文環(huán)境以及周邊工程地址的保護(hù)。為了不影響周邊環(huán)境，不破壞洞口處山體坡積層，便于運(yùn)行期間檢查維修，在條件允許下，可采用斜洞門(mén)非擋墻簡(jiǎn)易洞門(mén)方案或者無(wú)洞門(mén)設(shè)計(jì)。開(kāi)挖時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)的洞臉開(kāi)挖坡比進(jìn)行開(kāi)挖，邊坡支護(hù)運(yùn)用邊開(kāi)挖邊支護(hù)的措施，在每一層巖石開(kāi)挖完成后，對(duì)邊坡不穩(wěn)定的巖體采用錨桿支護(hù)，錨桿類(lèi)型以及錨桿的直徑、長(zhǎng)度按照實(shí)際情況選定，必要時(shí)可噴混凝土提高支護(hù)[1]。

2.3 水利隧洞開(kāi)挖施工技術(shù)

根據(jù)水文地質(zhì)情況、周?chē)牡刭|(zhì)以及隧洞斷面尺寸差異、所用到的施工機(jī)械設(shè)備等，隧洞開(kāi)挖通常有斷面分部開(kāi)挖以及全斷面開(kāi)挖兩種常用的方法。

2.3.1 全斷面開(kāi)挖法

整個(gè)開(kāi)挖斷面一次鉆孔爆破成設(shè)計(jì)斷面稱(chēng)之為全斷面開(kāi)挖法，見(jiàn)圖1（a）。適用于完整的以及石質(zhì)堅(jiān)硬的圍巖。其開(kāi)挖斷面不大（小于15m2），開(kāi)挖寬度較小。全斷面開(kāi)挖空間大，干擾小，掘進(jìn)速度較快，施工組織簡(jiǎn)單。

圖1 全斷面和臺(tái)階開(kāi)挖

2.3.2 斷面分部開(kāi)挖法

將開(kāi)挖斷面分成幾個(gè)部分進(jìn)行開(kāi)挖的方法稱(chēng)之為斷面分部開(kāi)挖法。在地質(zhì)現(xiàn)象不好或者施工機(jī)械不足、斷面較大時(shí)采用。一般分為臺(tái)階開(kāi)挖法以及導(dǎo)洞開(kāi)挖法。將開(kāi)挖面分成2～3個(gè)臺(tái)階進(jìn)行開(kāi)挖的方法稱(chēng)之為臺(tái)階開(kāi)挖法，見(jiàn)圖1（b）。依照臺(tái)階的方向又可分為反臺(tái)階開(kāi)挖以及正臺(tái)階開(kāi)挖兩種方法?？刹扇”鸦蛘吲_(tái)階的高度來(lái)對(duì)打眼工作進(jìn)行施工。正臺(tái)階開(kāi)挖法的出渣以及打眼可均衡施工，平行作業(yè)，進(jìn)度快。反臺(tái)階開(kāi)挖法可以節(jié)約爆破器材、進(jìn)度快、效果好，但石渣塊度不容易被控制[2]。在開(kāi)挖斷面上先開(kāi)挖一個(gè)小斷的洞為先導(dǎo)，而后開(kāi)挖擴(kuò)大至設(shè)計(jì)的斷面形狀的方法稱(chēng)之為導(dǎo)洞開(kāi)挖法。按照施工條件以及地質(zhì)情況，導(dǎo)洞可布置在斷面的上、中、下、兩側(cè)等位置，如圖2所示。此法可利用導(dǎo)洞將地質(zhì)情況進(jìn)一步查明，并在擴(kuò)大時(shí)起到增加爆破臨空面的作用。

圖2 導(dǎo)洞開(kāi)挖

2.4 隧洞爆破施工

隧洞爆破施工是工程中的難點(diǎn)之一，這主要是由隧洞所在區(qū)域的地質(zhì)條件比較復(fù)雜決定的。爆破施工是隧洞掘進(jìn)的前提和基礎(chǔ)，如果控制不好會(huì)直接影響到工程的后期開(kāi)展。如果爆破效果不好或爆破沒(méi)有達(dá)到要求，硬質(zhì)圍巖就會(huì)產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象，影響后期施工，同時(shí)也威脅到工作人員的人身安全。因此，必須選擇合適的爆破方法，保證爆破工程的質(zhì)量，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 隧洞混凝土襯砌

中小型隧洞的施工和設(shè)計(jì)需要采用復(fù)合式支護(hù)襯砌形式作為隧洞的支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)體系，即一次支護(hù)依照洞身圍巖的具體情況可聯(lián)合或分別采用網(wǎng)、錨、噴、管棚以及鋼拱架等支護(hù)，在合適的機(jī)會(huì)進(jìn)行二次襯砌鋼筋混凝土。其中，混凝土砌筑從隧洞中間伸縮縫處開(kāi)始襯砌，根據(jù)設(shè)計(jì)分倉(cāng)澆筑。把混凝土從攪拌站用罐車(chē)運(yùn)至澆筑段，然后直接卸入混凝土泵料斗內(nèi)，經(jīng)導(dǎo)管由模板下料口入倉(cāng)，分層鋪料，每層厚度約為40cm。下料由底拱開(kāi)始，兩側(cè)均勻下料，逐漸升高至邊頂拱。采用2.2kW軟軸插入式振搗器振搗密實(shí)，并做好封倉(cāng)處理。在生產(chǎn)實(shí)踐中，以降低施工難度，節(jié)省成本，取得高效率及高效益為最終目的。因此，施工過(guò)程中，在采用成熟的施工方案的同時(shí)，要有創(chuàng)新意識(shí)，不斷完善、優(yōu)化水利工程施工方案，只有這樣施工技術(shù)才能不斷進(jìn)步[3]。

2.6 水利隧洞工程回填灌漿施工技術(shù)

水利隧洞工程采用鋼筋混凝土襯砌以及混凝土襯砌的頂拱，可以采用回填灌漿施工技術(shù)，主要是為了對(duì)鋼筋混凝土襯砌、混凝土襯砌中頂部巖面存在的空腔進(jìn)行充填，防止通水之后頂部出現(xiàn)塌方，致使拱圈的破壞，對(duì)水利隧洞工程中的正常供水造成了嚴(yán)重影響。水利隧洞工程的襯砌結(jié)構(gòu)型式和襯砌條件等原因，對(duì)回填灌漿的灌漿排距、壓力、孔距、灌漿范圍和濃度等有著很大的影響。水利隧洞工程襯砌混凝土的強(qiáng)度在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以后，方可采取回填灌漿施工技術(shù)。必須進(jìn)行灌漿實(shí)驗(yàn)在水利隧洞工程施工現(xiàn)場(chǎng)。對(duì)灌漿實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行全面探討之后，將灌漿的壓力合理確定。水利隧洞工程中的土洞鋼筋混凝土襯砌必須采取低壓灌漿方式，灌漿壓力應(yīng)在0.10～0.20MPa之間；水利隧洞工程中的巖洞鋼筋混凝土襯砌的灌漿壓力應(yīng)為0.30～0.50MPa。水利隧洞工程回填灌漿時(shí)，必須將區(qū)段進(jìn)行合理劃分，還要將回填灌漿操作分兩次進(jìn)行，先對(duì)一序孔進(jìn)行灌漿，然后對(duì)二序孔進(jìn)行灌漿，二序孔為頂孔，在回填灌漿施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)由低處向高處進(jìn)行，在對(duì)同一個(gè)區(qū)段中的同一序孔進(jìn)行灌漿的時(shí)候，可以在部分鉆孔或者全部鉆孔中進(jìn)行，還可以實(shí)行單孔分序灌漿與鉆進(jìn)。

2.7 襯砌施工技術(shù)管理重點(diǎn)

按照隧洞周?chē)鷰r層旁邊位置移動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)數(shù)據(jù)確定水利隧洞項(xiàng)目周?chē)鷰r層的穩(wěn)定性，選擇襯砌施工時(shí)間。襯砌施工技術(shù)的使用需要在支護(hù)變形和周?chē)鷰r層變化都穩(wěn)定的情況下執(zhí)行。水利隧洞項(xiàng)目中的襯砌方式，要依照水利隧洞項(xiàng)目的操作要求、周?chē)鷰r層狀況、內(nèi)水壓力、支護(hù)效果、施工方法、防滲要求、截面形狀、面積大小等很多的因素來(lái)判定。水利隧洞項(xiàng)目襯砌方式包括混凝土襯砌、預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌、錨噴襯砌、單層襯砌、鋼筋混凝土襯砌和平整襯砌等。當(dāng)水利隧洞項(xiàng)目施工過(guò)程中，貫穿豎井連接處、柔韌破碎帶和斷層時(shí)有很大的變化位移時(shí)，在襯砌施工中應(yīng)該實(shí)行加厚處置，設(shè)定橫向變形縫。在周?chē)鷰r層性質(zhì)處在一個(gè)均衡情況的洞身工段中，只需要設(shè)定施工縫。按照溫度收縮和澆筑能力等很多原因恰當(dāng)選擇沿洞線的分段，沒(méi)有特殊要求的情況下，邊拱和底拱的分段范圍是6～12m，須要注意頂拱中的環(huán)向縫不能有錯(cuò)開(kāi)情況。

3 結(jié)語(yǔ)

不同的水利隧洞項(xiàng)目的地理位置、土壤巖層、操作環(huán)境及工程條件等情況都不一樣，以此水利隧洞項(xiàng)目施工技術(shù)的使用也需因地制宜，應(yīng)當(dāng)按照水利隧洞工程施工的實(shí)際狀況選擇最恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)。水利隧洞施工技術(shù)的各種環(huán)節(jié)要嚴(yán)格進(jìn)行高效管理，能夠提高水利隧洞施工技術(shù)能力，保證水利隧洞工程施工的圓滿竣工。