摘要:我国整体经济建设的快速发展带动我国各行业发展迅速,尤其是水利工程的快速发展。水利枢纽工程以及相应灌区建设的发展对水利枢纽工程最大效益的发挥起着重要的作用。在水利灌区建设中通常需要进行引水隧洞工程建设。引水隧洞的安全运行是整个水利工程正常运转的关键,同时,隧洞的开挖及衬砌也是设计及施工的难点问题。
关键词:引水隧洞开挖;底拱衬砌施工工艺
引言
我国水利工程自改革开放发展至今已经取得了非常不错的成就,为我国人们的基本生活能源保驾护航。水利工程作为现代社会建设中的重点工程,可以有效地提升水资源的利用效率,提升区域水调度的质量,而引水隧洞作为整个水利系统中较为关键的部分,对其进行资源的改良与发展,可实现资源的综合分配及利用。
1工程概况
某引水工程的建设主要目的是某省中西部地区工农业用水紧张的问题,输水隧道长约8km,工程的建设惠及某省多个乡镇,有效改善当地生态环境。引水隧洞经过地形地貌为低山丘陵地带,隧洞埋深较浅,隧洞穿越地层节理发育、岩体结构较为破碎,地质环境较为复杂,开挖及衬砌难度较高。
2暗挖施工
在水利工程引水隧道施工作业过程中,必须要先开挖出相关空间,然后进行衬砌。以实际地质状况、地形环境以及条件状况、埋置深度等相关内容作为主要依据,对于一些埋深超过限度的施工作业通过暗挖的方式进行。暗挖方式就是不挖开地面,通过地下挖洞的方式开展施工作业。现阶段浅埋暗挖法隧道及地下工程施工技术相对较为成熟,但在实践中其工程水文地质状况较为复杂,具有一定的不确定性,导致其受到实际工程地质以及水文地质条件的影响,须对其进行深入的分析。而现阶段应用较为广泛的暗挖施工作业方式主要有全断面开挖法、台阶开挖法、环形开挖预留核心土法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中隔壁法和交叉中隔壁法、中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法等相关方式。在不同的地质环境中进行水利工程的引水隧道挖掘过程中,必须要合理选择具体的暗挖施工方式与手段,相关操作人员必须要综合地下工程受周围介质环境影响的因素、引水隧洞的实际状况、工程的需求等相关内容合理选择具体的施工方式与作业手段,保障整个施工作业的质量与效果。
3引水隧洞开挖
1.引水隧洞洞口开挖,采用明挖法对引水隧洞洞口进行开挖,采用分层小切口的方式进行开挖。明挖法在开挖过程中采用自上而下开挖,在开挖过程中及时进行开挖支护。在引水隧洞洞口仰坡位置的岩土体可以分成2次开挖,共四步:①根据设计图纸准确定位,设置好地面排水措施,完成开挖前的准备工作;②对引水隧洞台阶开挖的上下两层台阶分界线以上部位的岩土体进行开挖,预留机械进入隧洞上台阶的空间;③及时对开挖面锚喷支护进行防护;④上台阶进入洞身后,对第一次开挖的剩余部分进行开挖,当开挖作业进入隧洞洞身时,依据不同的围岩类型进行开挖,同时进行初次支护以保障作业人员进人隧洞的安全。2.台阶法引水隧洞洞身开挖,采用台阶法对引水隧洞洞身进行开挖。台阶法的施工流程如下:①首先对开挖隧洞洞身进行超前支护;②对隧洞的上台阶部分进行开挖;③对上台阶开挖部分进行初期支护;④对隧洞下台阶进行开挖;⑤对下台阶开挖部分进行初期支护;⑥进行隧洞底拱衬砌;⑦隧洞其他部位衬砌。
4洞内渗水
(1)倒坡洞段底板渗水、流水的处理。对于倒坡洞段的流水,在混凝土浇筑过程中,主要是针对浇筑工作面上游洞段流水进行处理,而工作面下游洞段的流水一般不会对浇筑仓面造成不利影响。工作面上游洞段流水受坡度作用会直接流入浇筑仓内,如果流水量过大,所浇筑混凝土中的水泥浆会完全被流水冲走,混凝土的施工质量无法得到保证。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,混凝土浇筑工作面上游洞段的流水一定要根据洞内的渗水情况,合理设置排水设施,以确保混凝土浇筑仓内无流水冲刷。(2)顺坡洞段底板渗水、流水的处理。顺坡洞段混凝土衬砌施工一般是从上游向下游既支洞口方向推进,因此,对于混凝土浇筑工作面下游洞段的流水一般不需要处理,因为流水受坡度作用而直接流入支洞排水沟内;但对于混凝土浇筑工作面上游已完成混凝土衬砌洞段的底板流水则必须进行妥善处理。
5底拱衬砌方案及施工工艺研究
1.底拱衬砌方案选取,传统底拱衬砌方法根据工程设计,该引水隧洞断面面积相对较小,且地质环境复杂,围岩类型较差,隧洞开挖及底拱衬砌施工难度较高。因此,在进行断面衬砌时需要对施工工艺进行综合考虑,本工程采用优先浇筑底拱的方式进行衬砌,目前常用的底拱衬砌主要有以下几种:整体底拱模板、横向滑模、纵向滑模的模板结构方式。2.底拱衬砌方法选取根据,节中传统施工工艺的对比,提出一种半敞开式的底拱模板进行底拱衬砌,该方法的主要特点如下:①底拱一次浇筑长度较长为12m,单次浇筑时长为10h;②该方法在底拱浇筑的同时可以进行引水隧洞基础清理、钢筋安装等工程作业,可以有效节约时间,加快工程进度;③机械化程度高,降低人力劳动在工程建设中的比重,加快工程建设进度;④钢模板的使用具备高精度的特点,保证了底拱浇筑过程中的混凝土结构的精度;⑤该模板重量轻易于拆卸、安装、运输,方便混凝土的浇筑,可及时发现混凝土浇筑的缺陷随时处理。
6关键技术措施
(1)模板定位。模板移到安装好的钢筋位置后,先支撑模板支腿并加固牢靠,利用模板自带的液压系统进行精确调整,整个过程测量全程监控,确保就位后符合设计要求。模板就位分3步进行:①利用滑模前后端竖向油缸、水平油缸调整滑模整体前后端标高,使滑模中心与洞轴线重合,调整标高时可用滑模弦梁作为标高测量基点。②操作滑模液压系统,举升滑模油缸至限位处,保证顶部弦梁水平,并顶紧两端主弧架处侧向千斤顶。③旋紧所有螺旋丝杆千斤顶,关闭电机,来回摇动液压阀操作手柄,使系统卸压。(2)混凝土浇筑。浇筑开始时,滑模先移至侧边,进行封底混凝土浇筑。采用分层、对称进行浇筑,每层浇筑厚度应≤1m,两侧高度差控制在500mm,输送管管口至浇筑面垂距控制在1.5m,以防混凝土离析。封底混凝土用量比较大,要确保混凝土连续浇筑,避免停歇造成“冷缝”,间歇时间一般不得超过45min,否则按施工缝处理。
7混凝土浇筑施工工艺
完成混凝土浇筑准备工作后,即可进行混凝土浇筑作业。在混凝土浇筑前,由专业测量人员使用钢筋对模板浇筑高度进行定位。首先浇筑封底混凝土,浇筑高程需稍高于设计高程,再进行覆膜混凝土的浇筑。混凝土浇筑时的振捣工作与常规混凝土浇筑要求一致,不应漏振或过振。浇筑作业完成后,混凝土强度达到可拆模强度时方可拆卸模板。混凝土抹面压光可分为3步:①完成混凝土振捣作业后使用木抹子进行第一次处理;②待混凝土出浆后使用铁抹子将混凝土表面抹平;③在混凝土即将凝结前使用钢皮抹子进行第3次抹平。进行抹面处理时,必须保证模板接触缝的光滑平整。
结语
针对工程实际特点,采用明挖法对引水隧洞洞口进行开挖;使用台阶法对隧洞洞身进行开挖。取得了较好的工程实践效果,可为类似工程提供参考。
参考文献:
[1]周峰,张本学,刘鹏.走马岗隧道与供水隧洞交叉段长期稳定性研究[J].地下空间与工程学报,2018,14(S2):913-918.
[2]张伟峰,王海平,赵鑫.调水总干渠引水隧洞复杂地质条件下TBM卡机分析及脱困技术研究[J].水利与建筑工程学报,2018,16(06):160-164.
[3]孟晓燕.引水隧洞断层破碎带TBM掘进卡机处理措施[J].广西水利水电,2018(04):41-44.
论文作者:黄凤莉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
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