水利工程隧洞施工探討

　　摘 要：本文通過作者的實際工作經驗對水利工程中輸水隧洞的施工方法和技術進行了闡述，參考大家參考。

　　關鍵詞：水利工程,隧洞,施工方法,技術要求

　　1 輸水隧洞洞口開挖支護施工

　　1.1 洞口開挖土石方應遵守下列規定

　　1.1.1 進洞前應完成洞口排水系統。

　　1.1.2 按設計要求進行邊坡放線，自上而下分層開挖并及時支護，分層開挖高度宜為1m。

　　1.1.3 清除洞口上方有可能滑塌的表土、灌木及山坡危石等，不留后患。

　　1.1.4 洞口邊坡開挖不得采用大爆破，爆破后應及時清除松動石 塊。

　　1.1.5 土質地層開挖后應及時進行支護。

　　1.2 洞口施工宜避開降雨期，雨季施工應妥善做好防護措施。

　　1.2.1 開挖中應隨時檢查邊坡，如有滑動、開裂等現象，應適當放緩坡度，保證邊坡穩定和施工安全。

　　1.2.2 洞臉采用土釘支護時，土釘水泥砂漿設計強度不低于 25MPa，土釘傾斜角度為 5～25°，土釘鉆孔宜選用專門土釘鉆機，孔徑為 100mm～120mm，如塌孔，可帶護壁套管鉆進。

　　2 輸水隧洞開挖施工

　　2.1 輸水隧洞Ⅱ、Ⅲ類圍巖采用全用全斷面開挖。Ⅳ、Ⅴ圍巖地段優先采用全斷面開挖，如全斷面開挖有困難時宜采用短臺階法施工。

　　2.2 當用鉆爆法開挖隧洞時，應采用光面爆破。施工時，必須編制 爆破設計，按爆破圖表和說明書嚴格施工，并根據爆破效果及時修正有關參數。

　　2.3 光面爆破的參數應根據工程類比法或通過現場試炮確定。

　　2.4 光面爆破應采用毫秒起爆方式。

　　2.5 開挖工作面的巖石爆破時，周邊眼應采用低密度、低爆速、低 猛度、高爆力的炸藥，用毫秒雷管或導爆索同時起爆。

　　3 輸水隧洞錨桿施工

　　3.1 根據錨桿類型、規格及圍巖情況選擇鉆孔機具，錨桿鉆孔可采用一般鑿巖機械，當在土層中鉆孔時，宜采用干式排渣的回旋式鉆機。

　　3.2 各類圍巖錨桿孔位允許偏差為 150mm，孔深允許偏差為±50mm，孔徑應大于桿體直徑 16mm。土洞錨桿參照土釘施工。

　　3.3 錨桿應按設計要求截取桿體，并整直、除銹和除油，桿體鋼筋保護層厚度不小于 8mm。

　　3.4 注漿時注漿管應插至距孔底50～100mm， 隨砂漿的注入緩慢勻速拔出;隨即迅速將桿體插入，錨桿桿體插入孔內的長度不得短于設計長度的35%。若孔口無砂漿溢出，應將桿體拔出重新注漿。

　　3.5 在Ⅳ、Ⅴ級圍巖及特殊地質圍巖中開挖隧洞，錨噴支護必須緊跟開挖工作面，應先噴后錨再復噴，噴射混凝土厚度不應小于 50mm，錨桿施工宜在噴射混凝土終凝 3h 后進行。

　　3.6 錨桿桿體露出巖面的長度不應大于噴射混凝土的厚度。

　　4 輸水隧洞噴射混凝土施工

　　4.1 噴射混凝土強度及防滲等級應滿足設計要求，噴射混凝土1d齡期的抗壓強度不應低于5MPa。

　　4.2 應根據對噴射混凝土的質量和作業條件的要求，以及現場的維修養護能力等選定噴射方式，同時尚應考慮對粉塵和回彈量的限制 程度。

　　4.3 噴射混凝土原材料應符合下列要求

　　4.3.1 應優先采用普通硅酸鹽水泥。

　　4.3.2 應采用硬質潔凈的中砂或粗砂，細度模數宜大于 2.5，使用前應一律過篩。

　　4.3.3 采用堅硬耐久的碎石或卵石，粒徑不宜大于15mm，當使用堿性速凝劑時，石料不得含活性二氧化硅。

　　4.3.4 應采用符合質量要求的外加劑，摻外加劑后的噴射混凝土 性能必須滿足設計要求。

　　4.3.5 混合水中不應含有影響水泥正常凝結與硬化的有害雜質。不得使用污水及 pH 值小于4的酸性水和含硫酸鹽量按 SO4-計算超過混合用水重量 1%的水。

　　4.4 噴射混凝土配合比應通過試驗選定，滿足設計強度和噴射工藝的要求。

　　5 輸水隧洞防排水施工

　　5.1 隧洞進洞前應先做好洞頂、洞口、輔助坑道口的地面排水系統，防止地表水的下滲和沖刷。

　　5.2 施工中應對洞內的出水部位、水量大小、涌水情況、變化規律、補給來源及水質成分等做好觀測和記錄，并不斷改善防排水措施。

　　5.3 隧洞兩端洞口及輔助坑道洞(井)口應及時做好排水系統;覆蓋較薄和滲透性強的地層，地表積水應及早處理。

　　5.4 洞內順坡排水，其坡度應與線路坡度一致;反坡排水，必須采取機械抽水。

　　6 輸水隧洞襯砌施工

　　6.1 根據周邊位移的量測結果判斷圍巖的穩定性，決定襯砌施作時間。襯砌應在圍巖和支護變形基本穩定并具備以下條件時施作：

　　6.1.1 水工隧洞周邊位移速率有明顯減緩趨勢。

　　6.1.2 水平收斂(拱腳附近)速度小于 0.2mm/d，或拱頂位移速度小于 0.15mm/d。

　　6.1.3 支護表面沒有再發展的明顯裂縫。

　　6.2 水工隧洞襯砌施工時，其中線、標高、斷面尺寸和凈空大小均須符合設計要求。

　　6.3 襯砌澆筑前應采取妥善的封堵或排水措施，確保襯砌時初襯表面無水。

　　6.4 襯砌澆筑宜全斷面一次澆筑，或先澆底板后澆側墻、拱頂，不準設置反縫。

　　6.5 圍巖地質條件比較均一的洞身段，只設置施工縫。沿洞線的澆筑分段長度，根據澆筑能力和溫度等因素確定，采用 8～10m，以免混凝土硬化收縮使襯砌產生裂縫。

　　6.6 襯砌材料的標準、規格及要求等，應符合設計要求。

　　6.7 混凝土的原材料必須同時送入攪拌機，攪拌車在輸送混凝土時不得停拌，自進入攪拌車至卸出的時間不得超過混凝土初凝時間的一半。 控制混凝土灌注的速度，兩側邊墻的混凝土應對稱分層灌注，到拱腳處停 1h 左右，待邊墻混凝土下沉穩定后，再灌注拱部混凝土。 混凝土灌注速度過快，易產生裂縫。

　　6.8 適當延長拆模時間，使之緩慢地降溫。混凝土強度必須在達到5.0Mpa 后才能脫模，且脫模時間不宜早于 24h。

　　7 輸水隧洞回填灌漿施工

　　7.1 二次襯砌完成后，必須對頂部進行回填灌漿。回填灌漿前必須進行灌漿試驗，以合理調整灌漿參數，保證灌漿質量。

　　7.2 回填灌漿應在襯砌混凝土達到 70%設計強度后進行。

　　7.3 灌漿壓力應根據現場灌漿實驗綜合分析確定;土洞鋼筋混凝土襯砌宜采用低壓灌漿，灌漿壓力宜為 0.1 MPa～0.2MPa;巖洞鋼筋混凝土襯砌宜采用 0.3 MPa～0.5MPa。

　　7.4 頂拱回填灌漿應分區段進行，每區段長度不宜大于 50m，區段端部必須封堵嚴密。

　　7.5 回填灌漿施工應自較低的一端開始，向較高的一端推進。

　　7.6 回填灌漿宜分為兩個次序進行，一序孔可灌注水灰比為 0.5：1的水泥漿，二序孔可灌注 1：1 和 0.5：1 兩個比級的水泥漿。

　　7.7 回填灌漿，在規定的壓力下，灌漿孔停止吸漿，延續灌注 5min即可結束。

　　7.8 回填灌漿宜采用普通硅酸鹽水泥，標號不低于 325號，不得采用火山灰硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥。當地下水有侵蝕性時，可針對其侵蝕性質，選用抗酸性等特殊水泥。

　　8 輸水隧洞塌方處理

　　8.1 塌方地段應加強預報工作。 處理塌方前，應詳細調查其范圍、形狀、塌穴地質構造、地下水的分布活動情況等，查明其誘發原因和塌方類型，據此確定處理方案。

　　8.2 水工隧洞塌方應根據發生的部位、規模及地質條件，采取“治塌先治水、治塌先加強;小塌清、先支后清;大塌穿、先棚后穿”的原則，應先加固未塌方地段，防止塌穴擴大。采取噴錨支護、注漿、管棚等技術措施進行處理。

　　8.3 塌方地段防排水尚應遵守下列規定

　　8.3.1 對于地表沉陷和裂縫，應采用不透水土夯填密實，并開挖截水溝，防止地表水下滲到塌穴和塌渣體內。

　　8.3.2 塌方冒頂時，應在陷穴口地表四周挖溝排水，并設棚遮蓋穴頂，防止雨水流入。

　　參考文獻：

　　[1] 水利隧道勘測規程[M].北京:人民交通出版社,2007.