摘要：水利工程的施工过程较为复杂，所涉及到的施工材料和施工技术以及准备、实施、检测等各个阶段，都需要对实际案例进行分析才能直观地掌握整个施工流程与核心环节。有鉴于此，本文以贵德县拉西瓦灌溉工程为对象，主要对其隧洞开挖和支护技术进行分析讨论。
关键词：水利工程；隧洞开挖；施工技术
1 工程概况
1.1地理位置
贵德县拉西瓦灌溉工程区位于贵德县境内黄河上游拉西瓦电站大坝和李家峡电站水库库尾之间的黄河南岸，为黄土高原与青藏高原的过渡地带，东依尖扎县，西邻共和县，北连湟中县、湟源县，南通贵南县、同仁县，地理位置介于东经101°13′～101°36′，北纬35°43′～36°07′之间，海拔2190m～2560m之间。灌区中心位置（贵德县县城河阴镇）距省会西宁114km，距海南藏族自治州州府恰卜恰镇158km。
1.2工程规模
拉西瓦灌溉工程是青海省黄河谷地四大灌区之一，总控制灌溉面积为20.35万亩，其中现状灌溉面积为12万亩，规划新增灌溉面积8.35万亩。新建干渠总长52.295km，设计流量9.43 m3/s，加大流量11.6 m3/s；其中：明（暗）渠长11.997km；隧洞15座，长30.6km；渡槽25座，长8.33km；倒虹吸3座，长1.34km；其他渠系建筑物169座；干渠沿线布置20条自流支渠，8座提灌泵站等。工程总投资144671万元，建设总工期48个月。
1.3工程等级和标准
本工程干渠设计引水流量为9.43～0.8m3/s，加大引水流量为11.6～1m3/s。拉西瓦灌区总灌溉面积20.35万亩，依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），该工程为Ⅲ等中型工程。建筑物级别根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB 50288—99），引水流量在20～5m3/s之间的干渠（桩号0+000～38+936.898段）及干渠建筑物和引水流量小于5m3/s的干渠渡槽及倒虹吸由于排架高跨度大级别确定为4级（见表5-1），洪水按20年一遇设计；引水流量小于5m3/s的干渠（桩号38+936.898～末端52+710.55段）和支渠及支渠建筑物级别均为5级，洪水按10年一遇设计。永久道路按场外4级路设计。主要建筑物地震设计烈度为Ⅶ度，地震动峰值加速度为0.10g。
2隧洞开挖相关技术
2.1爆破施工技术
一般来说在对水利工程隧洞进行开挖爆破时，需要对岩石覆盖厚度和开挖放量等方面有一个全面的了解，这样对于降低爆破自身危险性非常重要。另外在进行手风钻打孔爆破时还应该保证岩石覆盖厚度在6m以下，降低岩石厚度过大对钻头造成磨损的可能。为了保证爆破后的隧洞表面能够达到平整光滑的状态，就需要在爆破之前绘制合理的施工图纸，并将施工图纸上的要求全面落实。在进行石方开挖时，侧墙和底部要按照相应要求设置预留保护层，并在爆破之后对其进行及时的人工修整。人工修整时可以采取撬挖和风镐配合的方式，对地面还可以采用推土机进行整平处理。在爆破之前还应该根据相应安全规定选择合理的爆破参数，并在施工之前对爆破参数进行试验调整，这样做的目的在于减少水利工程隧洞爆破时出现的问题，保证施工人员人身安全。（1）排险。每循环爆破后，除对掌子面及拱顶危石排除外，最主要的是排除岩爆松动片帮石，危石受自重应力与构造应力影响，在拱顶及两侧拱角，因岩爆引起层片脱落。爆破排烟结束后，先使用挖掘机进入开挖掌子面，用机械斗齿排除松动危石快，再由安全员检查无危险情况后，才能进行除渣作业。（2）没循环作业时间。
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2.2岩爆处理
先向掌子面喷水，再沿掌子面轮廓线打超前锚杆孔，孔深4m，第一循环间距0.4m，从第二循环起间距0.8m，每进尺2m，打一循超前锚杆孔，并与前一排超前锚杆孔错位，方向向顶部与洞轴线呈25°~30°倾角，向超前锚杆内注水，时间不少于10min，软化岩石。在超前锚杆孔内注入4.1m超前锚杆，外留0.1m与钢筋网片（20cm×20cm）连接，用22钢筋与外留0.1m超前锚杆焊接加固，防止岩爆碎片崩落，也有利于观察和及时排险。
3 隧洞混凝土衬砌
3.1钢筋制安
隧洞所处的工作空间比较狭窄，钢筋下料全在钢筋加工厂完成，然后通过汽车运到现场制作安装。因混凝土保护层只有3cm，模型又多是采用钢模台车，因而要求钢筋必须按照设计尺寸准确安装，山西省水工局采用钻孔固定架立筋来控制钢筋绑扎的准确性。钢筋绑扎之前要检查撬除松动岩块严格按照有关规范执行。
3.2钢模台车的制安
隧洞洞身分段的长度及结构特点是决定模板型式的主要因素。2个渐变段和3个平面弯段衬砌采用钢木混合模板，支撑采用木桁。每1.0m1榀，平面弯段的西瓜皮缝采用木龙骨，五合板做成模型，弦弧差值最大控制在规范允许的5.4mm内。每组安装时，先控制中心线和中心线部钢模设计高程，然后逐步调试侧顶拱高程尺寸，一次调试成功，再安装下1组，以此类推。钢模台车固定采用拉筋，方木顶撑方式固定。堵头安装，利用钢模台车两头各伸出25cm做为底部支撑，木制2片圆弧做堵头，止水带内外各1片，用拉筋、顶杆固定该圆弧。
3.3衬砌混凝土浇筑（直线段部位）
1）底拱混凝土衬砌。底拱混凝土浇筑范围100°，混凝土用二级配，标号200#，混凝土先用75拌合站搅拌，19.5t斯太尔汽车运输，混凝土进入施工现场后，为了确保混凝土的和易性，再通过0.75m3搅拌机二次搅拌。底拱浇筑分两层。第一层先浇轨道下部分，平均厚度40~55cm，人工入仓，由2台50振捣器振捣密实后，人工压平，抹面成型：第2层厚70cm，此层模板采用自制钢模具，安装好后由人工入仓，2台50振捣器振捣密实后，移去钢模，人工抹面收边，接着进行下一个循环。
2）侧顶拱混凝土浇筑。侧顶拱混凝土浇筑范围260°，混凝土采用75拌合站拌制，然后经19.5t斯太尔自卸汽车运到洞外存料斗后，由0.15m3挖机喂料至混凝土输送泵，最后通过125mm管径将混凝土压入仓内进行浇筑。混凝土浇筑分侧拱和顶拱两部分完成。浇筑前先对底拱混凝土间歇顶面凿毛清除，冲洗干净。第一部分侧拱混凝土分2层浇筑，每层厚40cm，浇筑时打开模板侧窗口，混凝土输送泵将砂浆压入仓内，摊铺均匀后，开始分层压入混凝土，分层从窗口插入振捣器振捣，为了确保混凝土振捣的密实度，模板外辅助用高频棒振捣，侧拱混凝土分两层对称浇。侧拱浇筑完毕后，关毕侧窗。第二部分顶拱混凝土，浇筑是将混凝土输送管道同顶拱预留管道接通，混凝土从顶拱压入仓内。附着振捣器贴住模板外部振捣，浇筑过程中要用锤击检查振捣密实情况，混凝土输送完后用铁插板将顶拱预窗管口封闭。两部分混凝土施工间歇时间不大于混凝土初凝时间。
结论
综上所述，随着社会经济的不断发展，水利工程的建设规模也在不断扩大，水利隧洞工程对于水利工程建设来说十分重要。而水利隧洞工程开挖施工过程中会受到地质、环境以及围岩等多种因素的影响，有时还会发生塌方事故，严重影响施工进度。因此，在实际施工时要根据施工现场的具体情况，采用合理的施工技术进行施工。同时要采取积极的措施处理水利隧洞工程开挖施工塌方事故，从而保证水利隧洞工程的整体质量。
参考文献：
[1]刘彩兰.水利工程隧洞施工技术及处理措施分析[J].建筑知识，2016，36（08）：127+131.
[2]扎西顿珠.水利工程隧洞施工技术及处理措施分析[J].中国高新技术企业，2016（08）：119-120.
论文作者:薛泽文
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/25
标签：隧洞论文; 混凝土论文; 干渠论文; 工程论文; 水利工程论文; 钢筋论文; 超前论文; 《防护工程》2018年第28期论文;