锚喷支护在水利枢纽工程引水隧洞施工过程中的运用

马国荣

（甘肃水利机械化工程有限责任公司， 甘肃 兰州 730000）

1 引水隧洞及锚固支护

1.1 引水隧洞

对于引水隧洞而言，作为水利枢纽工程中十分重要的组成，主要是利用水电站发电原理，对水坝上游流水的控制，利用重力势能推动水轮机，之后带动厂区内的发电机组通过装置转动产生电能。在水利工程项目中，通过引水隧洞工程项目的施工设计，可以根据洞线特点以及洞内数量等，明确上游、下游水流的连接方式。但实施过程中可能受施工环境以及施工条件等因素的限制，在一定上增加施工难度，所以，对于水利枢纽工程引水隧洞施工单位，在设计中，需要和项目特点有机结合针对性施工，并在节约工程成本的基础上提高施工质量[1]。

1.2 锚固支护

锚固支护主要是利用锚杆及喷射混凝土面板的方式实现的支护工程。基本施工方法包括：第一，料石砌碹支护。对于这一支护方式而言，主要是通过石料、混凝土等材料进行砌筑，根据巷道、外部岩石的状况进行支护。对于这种工艺形式，存在着用料数额大、工人劳动强度大的问题；第二，锚喷支护。对于锚喷支护工艺而言，围岩力学在锚杆后会有所改变，巷道四周形成稳定且总体性的岩石带，这种工艺形式的用料少，而且可以降低施工人员的工作强度，所以，在当前水利枢纽工程引水隧洞施工中，会选择锚固支护的方法。结合锚喷支护工艺的特点，其技术优势包括：①节约施工材料，降低支护成本；②掘进面减少，支护效果强；③巷道维修费用支出少，可以保证支护工程的安全性；④锚杆轻便，施工工艺简单，可以实现机械化施工目的。

2 工程概况及项目特点

2.1 工程概况

结合工程项目的基本特点，该水利枢纽工程引水隧洞工程分为调水、配水两个部分，其的隧洞全长为93.80km、设计流量为70m3/s。

2.2 项目特点

在水利枢纽工程引水隧洞施工中，由于施工条件相对复杂，锚固支护技术的特点包括：第一，锚固支护工程中，需要沿着围岩的条件设置锚网，并通过支护、混凝土衬砌等手段确定支护形式，施工人员要做好锚网喷支护以及其他节点的控制工作，保证各项施工作业的简单进行，提升水利枢纽工程，引水隧洞施工锚固支护总体效果；第二，洞斜井施工过程中，由于坡度相对较大，支护施工较难，施工单位要降低对洞口的支护难度，提高工程项目的施工进度；第三，在湿喷技术使用的过程中，应该合理选择喷射方法，通过喷射质量的控制及方案的合理选择，规范工程项目施工流程；第四，为了提高工程项目的施工质量，施工单位要保证围岩的稳定性，确定施工工序的重要环节，加强对施工过程中质量、安全、成本及进度的控制[2]。

2.3 施工原则

水利枢纽工程引水隧洞施工中，为了提高锚固支护的整体效果，应该遵循以下原则：第一，在引水隧洞施工中，施工单位需要根据工程项目的特点，对施工环境、施工地段等进行综合性的分析，并设置先防护后施工原则，保障施工安全；第二，实际施工过程中，应该根据行业的发展特点，积极引入新技术、新工艺及新设备，帮助施工单位在提高施工质量的同时强化施工水平；第三，在施工管理中，要落实成本控制的管理思想，项目管理者要根据水利枢纽工程引水隧洞项目的特点，科学选择锚固支护方案，并根据实际的施工需求，加强材料控制、设备管理以及人工成本支出，通过施工成本的合理控制，满足企业的经济发展需求[3]。

3 锚喷支护在水利枢纽工程引水隧洞施工过程中的运用

3.1 材料选择

根据水利枢纽工程项目的特点，在引水隧洞施工中，为了提高施工质量，施工单位应该结合工程项目的特点，确定锚喷支护技术：第一，在喷射混凝土材料控制中，需要将喷射的强度控制在C20以上的状态，抗压强度不能低于5MPa，抗拉强度不能低于1.5MPa；第二，选择硅酸盐水泥，材料的性能指标要符合水泥标准；第三，在骨料选择中，细骨料应该选择中、细砂。粗骨料要选择超径小于5%的材料；第四，材料配比中，施工单位为了保证喷层性能符合指标要求，应该在符合各项标准的情况下，减少水泥及水的用量；第五，混合料一定要搅拌均匀，运输中避免雨水等杂质进，提高材料的整体质量。

3.2 锚杆材料配比

在锚喷支护过程中，有效提升锚杆材料配比合理性、科学性，施工单位根据工程项目的情况，设计处理计划：第一，砂浆锚杆，在该种材料选择中，应该根据地区环境的不同，采用不同直径及长度的锚杆；第二，砂浆应该采用普通的硅酸盐进行。将砂灰比控制在1:0.5-1:1之间的范围；第三，锚杆选择中，需要根据地区的地质条件确定直径及长度[4]。

3.3 锚杆施工

在水利枢纽工程引水隧洞施工中，为了提高锚固支护的整体效果，应该确定锚杆施工方案：第一，根据工程项目的施工标准及围岩情况，设定锚杆孔距、深度等，并对锚杆的原材料、规格及品质进行检查；第二，在不同等级的围岩隧洞开挖中，需要先喷混凝土，之后在安装锚杆。针对岩质边坡不稳定的情况，施工人员要选择自上而下的开挖手段；第三，在锚杆施工中，应该先用水泥砂浆注入，之后插入锚杆；第四，注浆开始之前或是中途停止超过了30min，应该使用水进行润滑处理；第五，在注浆中，注浆管要插入到距离孔第50-100mm的范围，之后根据注入砂浆的速度缓慢拔出；第五，锚杆安装完成之后一定要避免碰撞。

3.4 锚杆检查

为了提高工程项目的整体质量，水利枢纽工程引水隧洞施工为得去提升支护效果，完成施工后，要一一检查：第一，在砂浆锚杆检查中，可以采用抽样检查的方法，其中的抽样率一定不能小于1%；第二，施工的过程中，施工人员要对孔位、孔向以及孔深等进行全面检查。通过这些检查方案的落实，可以稳步提高工程项目的施工质量[5]。

3.5 喷射混凝土

水利枢纽工程引水隧洞施工中的锚固支护中，喷射混凝土是十分重要的一项流程，施工通过施工技术完善和施工管理标准的拟定，施工工序可以稳定开展，实现施工进度的控制。流程如图一所示。一般情况下，喷射混凝土施工工序如下：第一，混凝土喷射前，施工人员要清理岩面，如，清理软弱、破碎的岩石表面，针对渗水以及渗漏现象明显的位置要及时处理，加强对管线、机械设备的检查；第二，在喷射作业中，一定要根据水利枢纽工程引水隧洞施工工程的项目特点，进行分段、分区检查，分区长度不能超过6m，采用自下而上的喷射方法；第三，在前一次喷射混凝土终凝之后才可以进行之后的喷射；第四，一次混凝土的喷射厚度回弹量不能大于25%；第四，混凝土喷射完成后的2-4h，应该进行洒水养护，并按照具体的施工规范进行调整；第五，在锚喷支护项目的质量检查中，应该对原材料、砂浆锚杆28d的抗拔力等进行分析；第六，锚固支护施工中，施工单位要在支护结束之后，按照水利枢纽工程引水隧洞施工的项目施工标准，进行各项支护方案的检查，避免返工问题的出现[6]。

图一 混凝土喷射流程

3.6 安全管理

结合工程项目的基本特点，在水利枢纽工程引水隧洞施工中，施工管理者要加强对安全管理的控制：第一，在施工开始之前，施工单位需要认真检查并处理锚喷支护作业中的危险情况，之后根据工程项目的需求设置安全地带，要求施工人员在实际施工中严格按照各项规范进行，避免锚固支护中不安全施工风险的发生；第二，对于混凝土喷射人员，在锚固支护中一定要佩戴防尘面罩，施工单位要工程规范设置防尘方案，确保人员及施工安全性。可发现在工程的引水隧洞施工过程中，为有效提升支护质量，单位需要根据工程项目的特点，设置完善性的施工管理方案，落实安全施工管理规范，逐步提高施工质量[7]。

3.7 质量检查

水利枢纽工程引水隧洞工程锚固支护结束之后，施工单位应该根据工程项目的特点，进行施工方案的质量检查：第一，在喷层厚度检查中，质量检查人员要根据混凝土的喷射厚度设置钻孔检查方案，将断层间距控制在20-30m的范围；第二，在混凝土喷射强度检查中，施工人员需要按照工程项目的规范及标准进行施工，加强对施工现场取样检查及分析的效果，并将检查材料上报给监理部门；第三，在检查中如果发现混凝土剥落，应该及时进行修补。

4 结束语

综上，在上述施工过程中为了可以确保支护的质量，施工单位要以项目特点为基础，设置完善性的施工管理方案。实际的施工管理中，应该凭借以往的经验总结施工中存在的问题，并根据引水隧洞工程项目的特点，分析施工重难点，之后按照工程项目的施工标准，通过施工材料的检查、锚固方案的控制、混凝土喷射方案的调整以及安全管理的落实，确保工序可以“一步一个脚印”的开展，有效提升管理质量，为工程的稳定安全提供有效的参考。