小断面长距离引水隧洞施工技术研究

2023-01-09王斌

四川建材 2022年7期

王斌

(甘肃省水利水电工程局有限责任公司，甘肃兰州 730000)

0 前言

当水利工程在展开建设的过程当中，小断面长距离引水隧洞给予施工带来了许多的困难，需要由专业的施工人员和设计工作人员进行良好的沟通与交流，并制定出健全、完善的管理制度，在具体施工当中，将制度真正地落到实处，并且做好各项技术的协调和交接工作，只有这样才能够确保小断面长距离引水隧洞施工与质量要求相符合。基于此，本文主要对小断面长距离引水隧洞施工技术进行深入的探讨。

1 小断面长距离引水隧洞施工的主要特点

通过对小断面长距离引水隧洞工程进行认真的研究，发现此项工程有以下特点:施工断面小、运输距离长、通风排烟困难、专业机械设备作业程度较低，在具体施工的过程当中，地质条件复杂，地下水丰富，给施工带来了极大困难。

2 小断面长距离引水隧洞施工过程中的难点

2.1 隧洞爆破工作

当工程项目在具体施工的过程当中，隧洞爆破工作是最重要的内容，同时也是最难的工作任务，由于隧洞所在的区域地质具有复杂性的特点，增加了爆破工作的难度，想要工程顺利、有序地进行，就必须依靠爆破来进行隧洞的挖掘，但是如果控制不好的话，极有可能对工程后期的展开产生极大的影响。隧洞爆破工作必须由专业工作人员根据围岩类别、爆破参数制定出爆破方案，只有这样，才能够有效地提高工程的经济效益。为了能够获得更加高质量的爆破效果，最终能够得到最佳的爆破参数和装药结构，在具体施工之前，需要进行爆破实验，按照爆破所得到的最终效果不断对爆破参数进行科学、合理地调整。装药结束之后，将孔进行封堵，对每个爆破隔板进行认真地检查，尤其需要注意安全检查，将存在的隐患和问题妥善的解决。根据隧洞的主要特点、施工的计划，运用最合适的施工方法，初步判断钻孔的深度、布设的位置、炸药的数量等，再结合具体情况进行调整，隧洞的不同，地段、围岩性质也会有很大的差异，需要结合围岩性质和各种情况做出相关的调整。爆破工作结束之后需要迅速地进行通风，之后再进行除尘浇水，运用专业的设备，对爆破之后的碎石全面地进行清理，还要结合规定和相关要求进行实际的施工，对存在的安全隐患进行严格的控制，保证为施工人员营造出安全的施工环境。在施工建筑技术应用的过程当中，还需要做好建设项目的可靠性设置，为具体的施工提供监测数据，其可以提供大量的帮助与指导，并将安全风险第一时间报告出来。

2.2 隧洞排烟

因为此项工程具有隧洞线路长、排烟难度大等特点，所以需要运用正压通风，帮助所有施工人员营造出良好的施工环境与通风环境，为施工安全、有序地进行打下良好的基础，但是伴随着隧洞开挖程度的不断加大，需要连接长柔性风管，前后风机用风管进行串联。当隧洞爆破工作结束之后，排烟是第一道工序，在洞口布设轴流风机，由于隧洞断面小，且施工车辆可进出，最大可以布设的风筒布φ600 mm。当单面掘进≥1 000 m时，洞口轴流风机已经无法改善洞内空气环境，为了解决洞内排烟及改善洞内空气环境问题，可以在隧洞顶部埋深较浅位置施打通风竖井，排烟时间的长短极有可能影响整体工期目标。

此外，因为隧洞的断面非常小，所以在使用大直径通风管的过程当中，会对隧洞当中施工专业设备的运行产生一定的影响，但是小直径的通风管的风阻较高，而且送风量和送风距离会受到极大的影响，这时候机械设备搭配出现了很大的困难。这时需要专业工作人员进行分析，通过对隧道施工专业轴流通风机进行考虑，采用φ800 mm的通风管进行接力通风，通风机功率为2×37 kW，供风量为1 250 m3/min，风管采用布质风管。不仅如此，还需对通风系统的运行加大管理的力度：①由专业工作人员对通风和管道的运行进行观察与维护，在检查的过程当中，如果发现风筒出现损坏问题，则需要第一时间将通风机进行关闭，再关闭电源，并由专业工作人员迅速更换风筒，处理工作结束之后，只有当工作人员安全地撤离工作区域之后，才能够重新插入电源，并且进行供风；②应建立专门的维修小组，定时、定期地对通风专业设备进行维护与检查，保证通风设备能够在使用的过程当中将自己的作用全部发挥出来，正常地进行工作，不仅如此，还需加大对隧洞内部专业设备和保养的力度，由专门的维修小组展开工作，为施工设备正常的运行保驾护航；③针对于有害气体，还需配备监测报警装置；④按照隧洞开挖的实际需风量，对风机的运行功率进行科学、合理的调整，当爆破工作结束之后，通风排烟和出渣的过程当中，需要将所有的风机全部打开，保证通风的效果；⑤在隧洞施工过程当中的送风口与排风口，在空间上需要运用科学的方法进行避开，这样做的目的是为了防止压风过程当中排出污浊空气，被重新导入到水洞当中去。

2.3 隧洞出碴

石碴性质主要是指：破碎的石碴大小、硬度、吸水后的变化、容积增加的比例等。石碴的性质受到开挖方式、围岩条件的影响。反过来，石碴的大小及其混合比例、硬度及吸水后的变化又与装碴机、运送方式、临时设备、二次破碎设备等的决定有关。而石碴容积的增加与决定出碴处理设备的容量有关。石碴除容积增加外，也会因超挖及变形而增加。在选定出碴处理机械时，应考虑各种机械的处理能力及适合石碴性质的机构。小断面的隧洞出渣只能依靠小型机械(扒渣机)装渣，采用1 t三轮自卸车辆运输，由于隧洞断面小，三轮车辆行走空间有限，车轮一直来回碾压相同位置，隧洞底板的平整度就非常关键，决定了出渣的时间，在选定出碴处理机械时，应考虑各种机械的处理能力及适合石碴性质的机构。隧洞出碴是一项繁重的和关系到隧洞开挖速度的工作。因此，如何提高出碴工效是隧洞开挖工作中的一个重要问题。为了提高出碴工效，隧洞开挖前，应考虑以下各项有关出碴问题的因素：①弃碴场地应离洞口较近以缩短运输距离；②弃碴场地地面高程应低于洞口高程，避免运输重车爬坡和卸碴时扒碴；③弃碴场地的面积大小应能堆放该开挖段的全部石碴，避免中途改变弃碴场地和转移运输线，有用的石碴和弃碴应分别堆放；④堆放弃碴场地和出碴线路与其他工程施工不应互相干扰。

2.4 隧洞排水

隧洞排水工作具有难度大等特点，给相关工作人员带来了许多的困难，有序地展开隧洞排水工作，能够大幅度地提高工程的总体质量，还可以有效地消除隧洞施工所存在的安全隐患，帮助隧洞安全、有序地进行施工，在具有特殊性特点的隧洞地质的影响之下，排水施工需要对隧洞施工的速度以及总体的质量进行严格地控制，并且站在全方位的角度运行强有力的监督与管理。

首先，在隧洞施工的过程当中，隧洞的洞口非常重要，在洞口的施工之前，需要对排水洞的基本地质形态进行认真全面的探测，之后选择出最合适、最恰当的洞口开挖操作方式。其次，在隧洞排水过程当中，施工单位和工作人员需要以主动、积极的态度进行优化设计，在排水洞的附近设置其他的集水井，这样就能够加大排水的力度。最后，排水孔施工方法为:基岩段采用在混凝土浇筑前用潜孔钻造孔，混凝土段采用在浇筑混凝土时预埋PVC管成型。

2.5 开挖支护及混凝土衬砌工序转换问题

由于隧洞断面小，隧洞开挖及衬砌不能同步进行，这将对隧洞开挖及一次支护的质量要求高，从洞身开挖成型到混凝土衬砌间隔时间长，在此期间为保证围岩稳定，需加强日常的监控量测工作，及时对洞身变形地段进行支护，严格遵循设计当中的要求进行临时支护工作，临时支护需要紧紧跟随挖掘工作而展开，并结合具体的情况适当地加强。

3 长距离引水隧洞施工管理方法分析

3.1 慎重地选择施工单位

施工单位工作能力水平的高低与引水隧洞工程整体质量之间有着紧密的联系，施工单位中只有配备专业的施工团队，制定完善的管理方法与体系，才能够对工程项目的进程全面地了解与掌握，之后展开科学分析和研究，并且对各个施工环节与步骤进行严格地把控，让每一位工作人员都明确自身所肩负的责任和义务。同时，管理工作人员还需将其作用全部发挥出来，不仅要有较强的专业知识，而且要拥有丰富的工作经验，只有这样，才能为引水隧洞工程施工更好的发展保驾护航。

3.2 加大安全管理的力度

通过对工程安全管理内容进行认真地分析和研究，发现其具有复杂性的特点，需要站在多个角度对其进行深入的分析，并保证监理部门、设计部门、施工部门等之间可以进行良好的沟通与联系，共同参与到工程项目技术交底工作当中，对设计出来的图纸进行深入地讲解，并对工程的主要特点、施工的前后顺序、质量所提出来的不同要求进行明确地解释，保证每一位工作人员都能够对施工过程当中的重点与难点全面的掌握以及细致的了解。

此外，根据国家与相关部门针对于水利工程所制定出来的标准和要求，对施工过程当中的每个工艺流程都要进行严格的管理，并且展开对工作人员的专业培训，保证施工过程当中的安全性，大幅度地提高工程的总体质量。

3.3 加大对原材料质量管理的力度

任何工程都离不开原材料的帮助与支持，小断面长距离引水隧洞施工更是如此，为了进一步提高引水隧洞施工的水平与质量，还需加大对原材料质量管理的力度，首先，由专业工作人员负责原材料的采购工作，并且对其进行专业的检测，只有检测合格的原材料，才能进入到具体施工过程当中去，要求较高的材料还要进行复检。其次，在施工展开的过程当中，保证每项施工材料都能够符合施工要求，其中作为使用量大的材料，例如：钢筋、水泥、止水材料等，更需要加大质量控制与管理的力度。