水利工程隧洞开挖施工关键技术

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摘要:由于开挖时经常会受到外界因素的影响，从而导致水利工程隧洞经常会出现质量问题。为此，需要根据水利工程隧洞开挖自身特点选取合理的施工技术，保证隧洞开挖施工在水利工程实施中能够发挥自身最大的作用。

关键词:水利工程;隧洞开挖;质量保证

0引言

对于隧洞开挖施工来说，最常见的施工方法就是爆破，采取爆破开挖方法不仅能够保证隧洞开挖顺利进行，对于减少施工过程中投入的时间也起到不可忽视的作用。当然在隧洞爆破时还存在一些危险因素，因此在进行隧洞开挖爆破时，还要保证施工人员自身安全。另外，随水利工程自身还具备曲线长，地域范围广泛的特点，这就导致在进行水利工程隧洞开挖施工时经常会受到地理因素的影响，造成隧洞开挖难度经常发生变化。因此在进行隧洞开挖施工之前，需要施工人员对施工地点进行全面考察，并根据考察结果绘制施工图纸，借以减少在施工中出现的问题。

1隧洞开挖相关技术

1.1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。

1.2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。

2隧洞混凝土衬砌

2.1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。

2.2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。

2.3止水带制安及伸缩缝填充材料

隧洞各洞身段通过山西新华橡胶厂生产的止水带相连，止水带长度按设计尺寸下料，安装时，利用2片木制圆弧堵头上下嵌夹固定，以免打折和位置移动。伸缩缝的填充材料用二毡三油填充，支模时用钉钉在木制圆弧堵头上来固定。以免滑落或错位．

2.4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。

2.5拆模及养护

通过对侧顶拱混凝土在不同时段(24h、36h、48h、60h、72h)混凝土试块进行试验，发现混凝土试块在60h后强度最小值可达10．5MPa，一般值为12～13MPa，根据《水工混凝土施工规范》(SDJ－207－82)对顶拱混凝土拆模时间的规定:顶拱在混凝土强度达到设计标号的40%～50%后可拆模(即8～10MPa)。于是规定侧顶拱混凝土拆模时间不小于60h。混凝土浇筑完毕后，及时养护。根据隧洞混凝土顶部养护不挂水的特点，定时用喷雾器进行养护。

参考文献:

［1］胡莉萍．隧洞开挖与混凝土衬砌交叉作业施工方法［J］．水电与新能源，2013(2)．

作者:崔安哲 单位:中国葛洲坝集团 第二工程有限公司