水工隧洞施工技术初探

李显华

[摘要]随着当前经济的发展，各项基础建设在不断的完善的同时，隧道施工技术也在不断的完善。随着人们对水利工程重视的程度越来越高，水工隧道的施工建设也受到了更多的关注。

[关键词]水工隧道、施工技术、探讨

中图分类号： U45文献标识码： A

一、前言

水工隧道的发展是当前经济发展的必然结果，通过水工隧道的建设，对水资源的调配，水利发电建设起到了重要的作用。但是，在水工隧道施工建设过程中也出现了很多的问题，影响了水工隧道的正常使用，下面就水工隧道施工技术进行探讨。

二、水工隧洞衬砌混凝土裂缝的预防

水工隧洞衬砌混凝土裂缝的堵漏和补强工艺都比较复杂,成本较高，还影响混凝土的外观质量，因此，在施工中应该以预防为主，主要从以下几个方面预防：

1、优化混凝土配合比

为减少干缩裂缝和温度裂缝产生的几率，应该选择优质的混凝土原材料，并经过多组配合比试验，确定最优的施工配合比。同时，掺用优质粉煤灰和复合型高效减水剂，减少水泥用量，改善混凝土的和易性，降低混凝土水化热和干缩。

2、加强围岩变形监测

加强围岩的变形监测，可以预防混凝土因围岩应力作用出现开裂，统计分析量测数据，就可以判断围岩是否完成收敛变形，合理确定衬砌时间,这样就能避免在围岩收敛变形时进行混凝土衬砌，最大限度防止裂缝产生。

3、确保仓面无渗水干扰

为了防止地下水进入混凝土的浇筑仓面，隧洞衬砌混凝土施工时一般都是以疏排渗水的方式为主进行预防。针对不同的情况，采取相应的处理方法，如对于成流出的地下水，可以采用排水管引出隧洞的方式处理等等，从根本上消除渗水流仓隐患。

三、水工隧道衬砌施工的质量问题与对策

1、模板移动安装常出现一些问题

模板表面状态不良，混凝土粘附到模板上，主要原因有：隧道衬砌混凝土的养护期不长；模板内表面上剥离效果差；涂油之前未将模板内表面仔细清扫；移动式模板的组装螺栓，因振动等原因会松动，导致模板形状改变、架立不稳固；应随时检查，并进行再紧固。组装式模板，通常其螺栓孔与螺栓之间有一定的游间，因此应将螺栓充分拧紧；模板移动时，接触浇筑好的混凝土表面，损伤混凝土表面或碰坏模板，因此应使千斤顶之类机具充分缩回到规定的位置。

2、防止衬砌混凝土缺陷

隧洞衬砌混凝土的浇筑，一般用混凝土泵入仓。衬砌混凝土的施工配合比应适合浇筑机械的和易度决定最佳配合比。配合比随浇筑机械和浇筑方法而异，一般情况下，坍落度在12～18cm左右，衬砌混凝土一般使用普通硅酸盐水泥，为了减少单位用量以及和易性，可添加粉煤灰、减水剂、流化剂等外加剂。混凝土应使用不引起材料离析和不混入异物的方法运送。运送时原则上应使用混凝土搅拌运送车。混凝土从搅拌后到浇筑终了的时间应注意不超过下列数值：温暖干燥时不超过40℃，低温湿润时不超过2h。在使用斜井、竖井等辅助坑道的隧道中，混凝土的运送使用溜槽、皮带运输机、混凝土吊桶等运送设备，应特别注意不使材料离析。浇筑要用适当的速度、左右对称浇筑，应使模板不受偏压，尽可能水平地、把一段的混凝土连续灌注完毕。振捣时，一般边墙部分用插入式振捣器，拱部用模板振动器，应将扩散到模板内各角落混凝土充分捣固。模板内的涌水，必要时应用软管等集水设施将水从模板内排出。模板底部的积水，应在浇筑混凝土之前加以排除。混凝土的浇筑不产生离析，能填满各角落，不留空隙，特别是拱顶，一般采用压气吹送的方法，从设在移动式模板拱顶处带有阀式管的送入口送入混凝土，按照填充顺序把混合料相继到下一送入口，如此顺次移动下去。此法虽能良好地填充拱顶，但是由于模板产生大的压力，作业中必须要有监视。仅从拱顶一处灌入时，混凝土要沿隧道轴向流动，很容易使材料离析，在模板适当位置设混凝土浇筑口的解决办法很有必要。

四、施工技术

1、喷混凝土

采用喷混凝土作为衬砌，不但可以用作临时支撑，也可用作隧洞永久衬砌。在喷混凝土施工中应注意如下方面：

（一）工艺布置

如隧洞断面较小，拌合机进洞不方便或隧洞较短时，可将拌合机布置在洞外，用斗车运送进洞，这样还可以减少洞内的粉尘。若隧洞断面较大，则可将拌合机放在专用的工作台上，出料口直接置于喷射机上方。亦可将拌合机放在平地上，用皮带机上料。

（二）施工准备

喷混凝土施工应分段进行，每段长度以6～10米为宜。喷射前应作好如下准备工作：

（1）搭设喷射作业台，最好制造两个移动式喷射台，使设置锚杆、挂网、扎钢筋和喷射作业按流水线进行。

（2）检查开挖断面，有无欠挖，以保证设计的净空和支护最小设计厚度。

（3）检查预埋件的种类，位置和数量是否符合设计要求。

（4）撬除险石，保证喷混凝土与围岩良好的粘结和施工安全。

（5）遇有渗漏水的地方，应采取相应措施，对渗水作恰当的处理，或排或堵，或排堵结合。

（6）岩面的冲洗和凿毛在喷射前必须用高压水认真冲洗岩面裂隙中的尘污，浮石等。

（7）钢筋和钢筋网除锈。

（8）绑扎控制钢筋网或埋设控制混凝土厚度桩。

(三)喷射施工

为了使所喷混凝土能够达到最大的密度，克服料流上下流动，干湿不均，并尽量减少回弹，喷枪时应使料流呈螺旋状横向运动。喷射混凝土支护是无模喷射成型的，在施工过程，其自重靠它与喷射面之间的力来平衡，因混凝土在终凝前粘结力很小。不能一次喷的过厚，要进行多次喷射，每次喷射厚度控制非常重要。喷射拱部在加有速凝剂的情况下，底层厚度宜4～6厘米，面层厚8～10厘米，并保持间歇时间15～30分钟。喷射侧墙加速凝剂时，厚度宜为10～15厘米，保持间隙时间不少于4分钟，不加速凝剂时，宜为8～10厘米，同时加大作面，拉长喷射间歇时间，至少15分钟以上。喷射凹坑时应分层逐渐填平，否则易出现脱落或空壳现象。渗水地段的喷射混凝土与岩石的粘结较困难，可以采取如下一些措施：

（1）在集中渗水区钻孔排水；

（2）减小喷层厚度；

（3）适当减小水灰比；

（4）采取缩小包围圈的喷法；

（5）适当埋设风压等。

2、回填灌浆

隧洞混凝土施工中顶部的混凝土由于自重的原因，始终和上部隧洞岩石形成一定的空隙，无法结合紧密。因此采用回填灌浆进行解决。回填灌浆主要用于隧洞混凝土衬砌层的背后，尤其在分布有断层、岩溶洞穴的地方，由于施工困难，多会遗留下较大空隙，为使混凝土层与围岩紧密结合，改善受力条件，有针对性的对较大空隙进行灌浆。回填灌浆施工技术如下：

（1）钻孔：钻孔前先根据设计，标出孔位，用YT-28型凿岩机钻孔，孔径不小于38mm,孔深进入岩石10cm。

（2）冲洗压水：对钻孔的冲洗要利用高压水脉动方式，并冲洗 30min 以上，回清水10min，灌浆前进行压水试验，压水压力1.0Mpa。

（3）灌浆分区、分序：回填灌浆采用预埋管注浆法，施工由较低的一段开始，向较高的一段推进。同一区段内的同一次序孔可全部或部分钻出后，再进行灌浆。灌浆分一序孔和二序孔两个序孔进行，二序孔包括顶孔。一序孔灌浆结束48小时后进行二序孔灌浆。

（4）灌浆设备和压力：回填灌浆为纯压式灌浆，采用QZJ-50型注浆泵灌注水泥浆，注浆管采用高压胶管，注浆泵灌浆管管口端设压力表控制灌浆压力，灌浆压力为0.3-0.5Mpa，在设计压力下灌浆孔停止吸浆后，延续灌注10min，即可结束该孔的灌浆。

（5）质量检查、封孔：回填灌浆质量检查在该部分结束7天或28天后进行，检查孔布置在顶拱中心线、脱空较大、串浆孔集中以及灌浆情况有异常的部位。质量检查孔采用钻孔灌浆法，钻孔成型后，向孔内注入水灰比为2:1的水泥浆液，在规定压力下，初始10分钟内注入量不超过10升，则认为合格。灌浆孔灌浆结束和检查孔检查结束后，顶孔和有泛浆孔必须采用闭浆、待凝等措施，其它孔使用水泥砂浆人工封堵，孔口压光抹平，水泥砂浆标号和混凝土标号相同。

五、结束语

在水工隧道施工过程中通过对施工工艺进行控制，提高水工隧道的施工水平，保证水工隧道的正常使用，为人们的生产和生活带来便利条件。

参考文献

［1］何可.水工隧洞施工技术初探[J].黑龙江水利科技，2013

［2］涂春祥.隧洞坍塌处理施工技术及应用[J].科技信息，2010