水利工程隧洞開挖施工關鍵技術

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摘要:由于開挖時經常會受到外界因素的影響，從而導致水利工程隧洞經常會出現質量問題。為此，需要根據水利工程隧洞開挖自身特點選取合理的施工技術，保證隧洞開挖施工在水利工程實施中能夠發揮自身最大的作用。

關鍵詞:水利工程;隧洞開挖;質量保證

0引言

對于隧洞開挖施工來說，最常見的施工方法就是爆破，采取爆破開挖方法不僅能夠保證隧洞開挖順利進行，對于減少施工過程中投入的時間也起到不可忽視的作用。當然在隧洞爆破時還存在一些危險因素，因此在進行隧洞開挖爆破時，還要保證施工人員自身安全。另外，隨水利工程自身還具備曲線長，地域范圍廣泛的特點，這就導致在進行水利工程隧洞開挖施工時經常會受到地理因素的影響，造成隧洞開挖難度經常發生變化。因此在進行隧洞開挖施工之前，需要施工人員對施工地點進行全面考察，并根據考察結果繪制施工圖紙，借以減少在施工中出現的問題。

1隧洞開挖相關技術

1.1爆破施工技術

一般來說在對水利工程隧洞進行開挖爆破時，需要對巖石覆蓋厚度和開挖放量等方面有一個全面的了解，這樣對于降低爆破自身危險性非常重要。另外在進行手風鉆打孔爆破時還應該保證巖石覆蓋厚度在6m以下，降低巖石厚度過大對鉆頭造成磨損的可能。為了保證爆破后的隧洞表面能夠達到平整光滑的狀態，就需要在爆破之前繪制合理的施工圖紙，并將施工圖紙上的要求全面落實。在進行石方開挖時，側墻和底部要按照相應要求設置預留保護層，并在爆破之后對其進行及時的人工修整。人工修整時可以采取撬挖和風鎬配合的方式，對地面還可以采用推土機進行整平處理。在爆破之前還應該根據相應安全規定選擇合理的爆破參數，并在施工之前對爆破參數進行試驗調整，這樣做的目的在于減少水利工程隧洞爆破時出現的問題，保證施工人員人身安全。①排險。每循環爆破后，除對掌子面及拱頂危石排除外，最主要的是排除巖爆松動片幫石，危石受自重應力與構造應力影響，在拱頂及兩側拱角，因巖爆引起層片脫落。爆破排煙結束后，先使用挖掘機進入開挖掌子面，用機械斗齒排除松動危石快，再由安全員檢查無危險情況后，才能進行除渣作業。②沒循環作業時間。

1.2巖爆處理

先向掌子面噴水，再沿掌子面輪廓線打超前錨桿孔，孔深4m，第一循環間距0．4m，從第二循環起間距0．8m，每進尺2m，打一循超前錨桿孔，并與前一排超前錨桿孔錯位，方向向頂部與洞軸線呈25°～30°傾角，向超前錨桿內注水，時間不少于10min，軟化巖石。在超前錨桿孔內注入4．1m超前錨桿，外留0．1m與鋼筋網片(20cm×20cm)連接，用22鋼筋與外留0.1m超前錨桿焊接加固，防止巖爆碎片崩落，也有利于觀察和及時排險。

2隧洞混凝土襯砌

2.1鋼筋制安

隧洞所處的工作空間比較狹窄，鋼筋下料全在鋼筋加工廠完成，然后通過汽車運到現場制作安裝。因混凝土保護層只有3cm，模型又多是采用鋼模臺車，因而要求鋼筋必須按照設計尺寸準確安裝，山西省水工局采用鉆孔固定架立筋來控制鋼筋綁扎的準確性。鋼筋綁扎之前要檢查撬除松動巖塊嚴格按照有關規范執行。

2.2鋼模臺車的制安

隧洞洞身分段的長度及結構特點是決定模板型式的主要因素。2個漸變段和3個平面彎段襯砌采用鋼木混合模板，支撐采用木桁。每1．0m1榀，平面彎段的西瓜皮縫采用木龍骨，五合板做成模型，弦弧差值最大控制在規范允許的5．4mm內。每組安裝時，先控制中心線和中心線部鋼模設計高程，然后逐步調試側頂拱高程尺寸，一次調試成功，再安裝下1組，以此類推。鋼模臺車固定采用拉筋，方木頂撐方式固定。堵頭安裝，利用鋼模臺車兩頭各伸出25cm做為底部支撐，木制2片圓弧做堵頭，止水帶內外各1片，用拉筋、頂桿固定該圓弧。

2.3止水帶制安及伸縮縫填充材料

隧洞各洞身段通過山西新華橡膠廠生產的止水帶相連，止水帶長度按設計尺寸下料，安裝時，利用2片木制圓弧堵頭上下嵌夾固定，以免打折和位置移動。伸縮縫的填充材料用二氈三油填充，支模時用釘釘在木制圓弧堵頭上來固定。以免滑落或錯位．

2.4襯砌混凝土澆筑(直線段部位)

1)底拱混凝土襯砌。底拱混凝土澆筑范圍100°，混凝土用二級配，標號200#，混凝土先用75拌合站攪拌，19．5t斯太爾汽車運輸，混凝土進入施工現場后，為了確保混凝土的和易性，再通過0．75m3攪拌機二次攪拌。底拱澆筑分兩層。第一層先澆軌道下部分，平均厚度40～55cm，人工入倉，由2臺50振搗器振搗密實后，人工壓平，抹面成型;第2層厚70cm，此層模板采用自制鋼模具，安裝好后由人工入倉，2臺50振搗器振搗密實后，移去鋼模，人工抹面收邊，接著進行下一個循環。2)側頂拱混凝土澆筑。側頂拱混凝土澆筑范圍260°，混凝土采用75拌合站拌制，然后經19．5t斯太爾自卸汽車運到洞外存料斗后，由0．15m3挖機喂料至混凝土輸送泵，最后通過125mm管徑將混凝土壓入倉內進行澆筑。混凝土澆筑分側拱和頂拱兩部分完成。澆筑前先對底拱混凝土間歇頂面鑿毛清除，沖洗干凈。第一部分側拱混凝土分2層澆筑，每層厚40cm，澆筑時打開模板側窗口，混凝土輸送泵將砂漿壓入倉內，攤鋪均勻后，開始分層壓入混凝土，分層從窗口插入振搗器振搗，為了確保混凝土振搗的密實度，模板外輔助用高頻棒振搗，側拱混凝土分兩層對稱澆。側拱澆筑完畢后，關畢側窗。第二部分頂拱混凝土，澆筑是將混凝土輸送管道同頂拱預留管道接通，混凝土從頂拱壓入倉內。附著振搗器貼住模板外部振搗，澆筑過程中要用錘擊檢查振搗密實情況，混凝土輸送完后用鐵插板將頂拱預窗管口封閉。兩部分混凝土施工間歇時間不大于混凝土初凝時間。

2.5拆模及養護

通過對側頂拱混凝土在不同時段(24h、36h、48h、60h、72h)混凝土試塊進行試驗，發現混凝土試塊在60h后強度最小值可達10．5MPa，一般值為12～13MPa，根據《水工混凝土施工規范》(SDJ－207－82)對頂拱混凝土拆模時間的規定:頂拱在混凝土強度達到設計標號的40%～50%后可拆模(即8～10MPa)。于是規定側頂拱混凝土拆模時間不小于60h。混凝土澆筑完畢后，及時養護。根據隧洞混凝土頂部養護不掛水的特點，定時用噴霧器進行養護。

參考文獻:

［1］胡莉萍．隧洞開挖與混凝土襯砌交叉作業施工方法［J］．水電與新能源，2013(2)．

作者:崔安哲 單位:中國葛洲壩集團 第二工程有限公司