水利工程中引水隧洞的施工技术与质量控制

2016-07-05白拥军新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局

河南水利与南水北调 2016年5期

□白拥军（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局）

水利工程中引水隧洞的施工技术与质量控制

□白拥军（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局）

摘要：水利工程作为国民经济的基础产业，它的作用在于兴利除害。因此，水利工程的建设对于国民经济的发展具有其必要性和重要性，而水利工程的施工技术与质量控制就成为水利工程建设的重要控制点，由于水利工程项目中包含的具体项目较多，文章就北疆某引水隧洞的施工技术与质量控制进行阐述分析，提出适合该项目的施工技术方案措施及其质量控制要点，旨在对本项目进行技术总结及同类项目提供有益的施工参考。

关键词：引水隧洞；施工技术；质量控制

1工程概况

该工程位于北疆北部，主要包括山前引水渠道、引水隧洞、山后引水渠道、导洪堤、导洪渠、防洪堤等建筑物。其中引水隧洞长约390 m，隧洞外径5.00 m、内径4.00 m，隧洞沿线地形起伏，沿线隧洞埋深一般30～80 m。引水隧洞工程施工的主要内容包含土石方明挖、石方洞挖、混凝土工程、施工钻孔和灌浆等。

2施工技术与质量控制

2.1土方明挖施工

由于该土方开挖为引水隧洞的明挖施工，因此开挖前需进行初步测量放样，以确定洞口边坡开挖边线，同时由于该项目土方明挖施工在雨季，因此开挖时需做好前期准备工作，根据项目的地质结构、地形地貌和水文地质情况，边坡的开挖采取沿等高线的方式自下而上、分段、分层依次进行开挖，在开挖过程中，要沿着边坡底部位置设置宽高为100 mm×100 mm水沟，并保持排水沟的纵向坡率为3%以便于汇聚一处进行抽水排水保持边坡稳定，同时开挖时要对边坡进行休坡处理，并按图纸进行喷锚支护，直至完成整个洞口明挖。土方开挖的施工机械采用1～2 m3挖掘机，12 t自卸汽车运输渣料，开挖时永久边坡按设计坡度进行开挖，设计未做要求时，开挖坡度按1：0.75进行开挖，开挖时要边开挖边进行修坡，开挖修坡达到设计要求后即开始护坡施工。

土方开挖前，要对设计图纸进行仔细研究并对现场施工人员进行技术交底，施工时严格按照设计图纸所示的引水隧洞的边线尺寸并预留一定的工作面进行开挖放样，并反复对放样边坡控制点进行检查，同时做好开挖区周围排水等设施的质量检查和验收；开挖过程中，要按照项目部的三检制度，严格检查、反复校验引水隧洞开挖底部的控制标高及点平面尺寸控制点；土方开挖完成后要对主体工程开挖基础面、开挖底面、坝体填筑前的基础面的清理等项目进行检查验收，以保证土方开挖工程的质量。

2.2石方施工

该项目石方开挖包括石方明挖和石方洞挖两种方式，其中对明挖坡边轮廓线采用预裂爆破施工，对洞口明挖石方采用手风钻钻孔、少药量火炮爆破施工，以保护洞脸边坡，其施工机具采用空气机供风机、7655型手风钻等；对于洞挖部分，由于工作面地质条件一般，因此，对于此类围岩洞段，拟采用全断面开挖方案，利用风钻钻孔、日产2×37.50 kW轴流通风机排烟、小型拖拉机配合出渣。洞挖石方施工工艺流程如图1所示：

图1　洞挖石方施工工艺流程图

爆破施工前需根据该项目的地质情况、爆破土方量、爆破位置以及类似项目的爆破情况等进行初爆设计，初爆设计后，要对工地现场进行试爆。本项目爆破试验初设为分别设置主爆孔、掏槽孔、及掏槽区，在设置掏槽区后，在掏槽区中间钻一大空孔，为炮眼位置创造出一个临空面，以加强爆破效果，同时掏槽孔装药需要根据项目特点进行加强。通过初步设计，初爆试验按四组不同的孔眼间距进行试爆，通过试爆，选为眼深2.10 m，炮孔直径为53 mm，L=210 mm炸药的一组进行确定为适合该项目的施工方案。此外，在隧洞端面上，由于对爆破的精度更加严格，因此需要多设置临空面的方式，使爆破效果更加精准，同时减少了爆破对隧洞顶部衬砌围岩的破坏，保持了岩石的完整性、稳定性。在爆破时应分段进行，爆破完成一段，即进行边坡修整并进行喷锚支护一段。

石方开挖时质量控制主要在于爆破时的钻孔精度、钻孔深度、方向、临空面等的设置，因为钻孔的精度、方向、临空面等直接影响爆破的效果及对周边围岩的影响。同时每孔的装药量也要严格控制，严禁多装、少装、漏装的情况发生；爆破前应仔细检查雷管的段位、爆破网络的连接情况，并设置爆破区域与非爆破区域的阻挡，如安全网阻隔，同时疏散人群，确保起爆的安全。

3混凝土施工

本项目引水隧洞混凝土衬砌采用C25混凝土，衬砌结构施工分缝依据方便施工的原则，同时考虑混凝土温控要求。为方便施工并结合隧洞混凝土受力要求，隧洞混凝土分一条垂直施工缝，将混凝土分为底部、边墙和顶拱混凝土两次施工，分层图见图2。分缝位置按浇注分块每隔12m处。具有结构要求的结构缝，则依据设计要求划分。施工缝用沥青杉板嵌缝。施工缝采用老混凝土面按规范要求作凿毛、设置Φ18插筋（梅花型布置，每平方米不少于6根）和设止水带（片）处理，分布钢筋不裁断。

图2　引水隧洞混凝土衬砌分层图

该项目混凝土浇筑采用泵送混凝土，泵送混凝土施工主要的问题是混凝土泵送过程中出现堵塞。因此在施工过程中，除按设计图纸严格控制混凝土的自身质量，还要严格控制混凝土的坍落度、和易性、混凝土中的骨料粒径要使用适合泵送的粒径等，在泵送前要在泵送管中先泵入少量的水泥砂浆以保持泵送管的湿润，泵送时要保证混凝土的连续性，避免因供料中断而引起混凝土的初凝情况，在泵送过程中如果泵送路径过长，则需间隔时间轻敲泵送管及弯管部分以避免堵管。因此，引水隧洞衬砌施工中必须严格控制混凝土质量。

4钻孔和灌浆施工

在混凝土衬砌施工完成后，为二次稳定衬砌并防止漏水，按设计要求，隧洞需进行固结灌浆和回填灌浆。顶拱回填灌浆按每区段45 m分区段进行，回填灌浆施工时自较低的一端开始，然后分别向两边较高处依次进行，最后为顶孔。灌浆孔布置在隧洞混凝土拱部，每3 m布设一孔。该项目回填灌浆孔孔径为50 mm，回填灌浆孔深入围岩50 mm以上，排距为4500 mm，灌浆压力为0.20 MPa.。固结灌浆在回填灌浆结束7～14 d后进行，固结灌浆孔采用环向梅花型布置方式，灌浆时先灌一序孔，然后再灌二序孔。灌浆时设置观测点，灌浆时加强观测，以及时发现洞壁发生变形破坏并进行及时处理。回填灌浆和固结灌浆均沿全线布置。灌浆施工按先回填灌浆，后固结灌浆的顺序进行。施工过程中使用灌浆自动监测控制记录系统，保证灌浆施工质量。灌浆完成后要对灌浆段进行压水试验，初步了解灌浆质量，若发现灌浆质量不理想部位，即进行二次补灌浆。

钻孔及灌浆施工中的质量控制主要有孔距和高度、灌浆量、浆液的配合比等，因为灌浆量、配合比等直接影响灌浆的质量，进而影响整个引水隧洞的主体结构，所以，在施工时要严格控制上述指标，同时对于每个施工段的接缝位置也要进行检查，对施工缝处理效果不佳的位置要进行及时处理。灌浆检查孔在设计规定压力下，在10 min内注入水灰比2：1的浆液，每孔不超过10 L，即为合格。

5结语

水利工程建设是需要施工单位要有足够的管理经验及专业技术才能进行系统的施工及质量控制，其中引水隧洞只是水利工程建设中的一小部分，本文也仅对引水隧洞的施工技术及质量控制进行了简单的分析阐述。由于引水隧洞施工工序较多，因此本文仅对其影响较大的土方、石方、混凝土、钻孔灌浆四项工序进行阐述，接下来本人会在工作中对具体的施工工序技术进行仔细研究，并在今后的工作中形成总结以论文的方式进行阐述，旨在希望同行业相互借鉴学习，为水利工程建设这个大领域贡献自己的一分责任。

参考文献

［1］陈集飞.水利工程施工技术与质量控制探讨［J］.中国水运（下半月），2015，05：125-126.

［2］杨福玲.水利枢纽引水配套工程施工质量控制探析［J］.黑龙江科技信息，2015，33：240-241.

（责任编辑：赵鑫）