水利工程导流洞开挖技术与质量控制措施

2021-04-05魏建元韶关市水利水电工程技术中心

珠江水运 2021年5期

魏建元韶关市水利水电工程技术中心

在水利工程实施中，关于导流隧洞的修建工作显得尤为重要，该工程的推进，也能为水利枢纽建筑物的施工，打下良好的基础。导流隧洞作为施工期临时修建的建筑物，在完成导流后，可以将其建造成永久性项目，因此提高其施工技术具有极高的战略意义。

1.水利工程导流洞的工程概述

与其他工作相比，在水利工程修建过程中，存在一个长期矛盾就是河流水流蓄泄和施工过程中的矛盾。在项目实施过程中，需要对水流进行严格控制，因此施工导流工作开始成为水利工程中一项必不可少的任务。在运用施工导流系统过程中，会面对下述几个问题：一是如何选择导流建筑类型，如何对其进行布置；二是围堰工程与截留工程的实施情况；三是在施工过程中，蓄水、度汛、通航应用前，是否需要临时的封堵导流孔洞；四是在施工完工以后泄洪工作，第一台机组发电机的日期等问题。本文主要是从导流洞施工情况入手，对其进行深入的分析，了解到长期以来我国水利工程利用导流洞开挖技术，面临着复杂的地质条件且施工工况十分复杂，并且不同的尺寸、断面导流洞也对于施工技术提出不同的要求，所以只有选择更加合理化的支护与开挖方案，才能更好地落实质量管理措施，确保导流洞在后期使用中，发挥其真正的作用。水利枢纽导流洞类型如表1所示。

2.水利工程导流洞开挖技术主要方法

2.1 选择适当的开挖技术

在施工过程中，要求施工人员根据实际的工程特质特征，制定更加合理化、规范化的开挖施工方法，因为围岩类型不同，因此会选择不同的技术手段、处理方法。近几年来，随着新奥法的应用，开始成为主流方法，在施工时也遵守着“紧封闭、勤测量、早喷锚、少扰动”这一工作原则，在了解地质情况之后，选择科学的开挖方法与支护工作，由此可以保证隧洞作业具备安全性。目前来看，我国所采用的导流洞开挖技术分成下述几种：一是台阶法，将一个完整的断面，分成多个工作面，随后开展开挖工作；二是全断面开挖法，针对断面采用一次性的开挖成型方法；三是中隔墙法，在开挖断面过程中，分成左右两面，分别进行开挖操作；四是分部开挖法，对于断面采用分布开挖方法，保证其逐步定性，如果先是对一部分进行开挖，将其作为导洞，那么该方法也被称作是导坑超前开挖法；五是交叉中隔法，该方法是将中隔墙法与台阶法结合起来，在工程实施过程中，作为施工方，需要从地质情况出发，制定有针对性施工方案，保证导流隧洞开挖工作后期推进更加顺利。

表1 水利工程导流洞类型

2.2 特殊地质支护方法

在导流隧洞施工过程中，支护作为其中一项重要环节，利用围岩方法，使得隧洞得到加固，保证后期施工更加安全。随着地质条件日益复杂，必须从隧道围岩的类型、断面、隧洞工况、开挖形式出发，选择最为恰当的支护方法。

2.2.1 超前支护

超前支护包括小管棚、超前小导管锚杆、超前支护参数、大管棚等。

2.2.2 联合支护

在隧道开挖过程中，如果面对断层带、V类围岩、节理密集带等情况，需要将有效的支护方法加入其中，通过必要的抑制方法，防止其变形。除此之外，如果一些围岩较为破碎，可以使用到水泥卷式预应力锚杆等支护方法，保证隧洞在开挖过程中的安全性。

2.2.3 不良地质处理方法

在开展导流洞开挖工作中，应当将其分成三层，上层确定高度为7.5米，中间层确定为10米，下层确定为3.2米。施工顺序应当按照先上层，再到中层，随后到下层，最后完成桩号。在面对导流隧洞开挖过程中，确保围岩具备极高的稳定性，成为首要原则，所以必须做到超前支护、超前排水、超前探测等工作，如果某些地区的地质情况处于一个不佳状态，那么就需要采用灌浆加固、排水等措施，使用到的处理方法包括下述几种：一是面对软弱岩层带、断层带时，可以使用到固结灌浆方法，在一些情况严重的地段，增加一些悬吊锚杆；二是岩溶发育位置，需要做好小溶洞的注浆、挂网锚喷工作，对于岩溶管道的洞内外做好处理工作，提高其中的排水效率，在完成开挖工作后，使用混凝土完成封堵。

3.质量控制措施

本次施工对象为位于XX省的水利工程导流洞项目，具体情况如下：该工程为国家重点水利项目，也称作一等、大（1）型工程，导流洞在设计过程中按照有流压进行设计，城门的洞型大小为（17米x19米），导流洞开挖轮廓线如图1所示。

该工程的导流洞洞室所在的位置是二类围岩与三类围岩，小部分是四类围岩，为了确保在施工时施工人员的安全性，使其能够高效、高质量完成工作，需要根据实际的围岩地质情况，制定有效的支护方案与开挖方案，并且落实下述几个措施：一是钻孔质量管理工作，因为合格的钻工能够按照测量要求，对应好开挖轮廓线、腰线、中线等进行施工，对于钻工区域做好分类，定人、定位施钻工作，必须严格地落实钻工作业责任制度。技术人员需要在施工现场进行监督，如果发现问题，必须及时地发现与解决各种情况。每排炮需要工程师按照齐整、平顺的要求，进行严格的检查，保证炮孔的孔底都能在同一个断面上，确定好梯段的爆破是水平面。为了避免出现超挖问题，需要保证对周边控的外偏角进行控制，使其确定为设备所能达到的一个最小角度。保证预裂孔、光爆孔、掏槽孔所有的偏差都低于5厘米，其他位置的炮孔位置偏差不得超过十厘米。二是做好爆孔质量管理工作，使得爆孔实验工作得到落实，采用科学的方式，确定好在不同作业面所需的爆孔参数，保证后期开挖工作所具备的质量符合相关要求。同时也需要控制好周边孔的爆破时间、确定好装药质量，在装药之前，必须保证钻孔处于一个干净的状态，药卷也需要在整个孔洞的中心位置，保证在施工时的爆孔效果让人满意。