电站引水隧洞施工技术研究分析

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　　摘 要：本文根据电站引水隧洞的开挖施工状况，针对工程地质的描述，特殊情况下的施工方法，如何确定开挖前的起爆方式及爆破参数，及针对围岩的种类采取支护的方法进行论述。
　　关键词:水电站;引水隧洞;开挖;支护
　　
　　一、测量放线
　　隧洞细部放样轮廓点，相对于洞轴线的点位中误差不能大于以下规定:开挖轮廓点30mm。混凝土衬砌立模点10mm。开挖放样的依据为导线标定的轴线，利用激光经纬仪标定好开挖中线，在每次爆破后标定中心、腰线并要画出开挖轮廓线。混凝土要先衬砌放样，以贯通后调整过后的洞室轴线为依据，在衬砌断面标出拱顶、 边墙和起拱线的设计位置，立模后马上进行检查，并及时测绘开挖和混凝土衬砌竣工断面。
　　二、进洞准备工作
　　为了精确放出洞口边的开挖边线，经初步测量放样后，须确定洞口边坡开挖范围，清除该区内植被；以天沟为施工区，边坡须人工由上到到修顺；在进行分层开挖、修坡时，分层进行边坡喷锚支护直到洞口明挖完成。
　　三、隧洞开挖
　　石方开挖前，为了选择最佳的爆破参数，须要进行爆破实验。采用塑料导爆管电雷管作为起爆网络。其设计原则上单段最大装药量的爆破震动须在边坡安全震动速度内。围岩则须全断面开挖，光面爆破。
　　（一）起爆方式
　　隧洞开挖根据光面爆破要求，进行钻爆设计，周边眼用小直径光爆炸药，炮眼间距45cm～55cm，间隔装药，导爆索起爆，孔口堵塞足够长。开挖轮廓面的炮孔痕迹分布均匀，其保存率:岩石完整度80％以上，不低于50％完整性差及较差的岩石，易破碎和破碎岩石不低于20％。相邻茬炮间的台阶的最大外斜值须低于10cm。开挖面与设计轮廓线须一致，围岩中不能有明显的爆破震动裂隙、欠挖。考虑围岩的夹制力，每循环进尺须在2.2m左右，为确保掏槽效果，采用直线的掏槽形式。
　　（二）钻爆设计
　　1.炮眼数目
　　每一循环凿岩工作量、 爆破效果、 循环进尺、 洞成型的好坏是由炮眼的数目而直接影响的。炮眼数暂按下式计算，在施工中，力求最佳爆破效果须要根据具体情况再作调整。
　　炮眼数目为N，公式为：N＝q×s/ rη。
　　q为炸药单耗量，S为开挖面积，R为每米长度炸药的重量，η为炮眼装药系数。
　　2.每个炮眼的装药量。
　　①掏槽眼，Q1=η×L×r，η为炮眼装药系数，L为眼深，r为每米长度炸药量。
　　②辅助眼，Q2=η×L×r。
　　3.光面爆破参数。
　　对于各类岩石初次选用爆破参数，施工中根据选定的参数总结每次爆破效果，测量半孔率、轮廓不平整度，不停调整光爆参数。
　　（三）钻爆作业
　　1.钻孔
　　用气腿式风钻钻孔开挖隧洞，施钻前有专人布设炮孔，须标出掏槽和周边眼位置，须严格根据炮孔位置及设计钻孔深度、角度和孔径来钻孔；必要时为了保证爆破效果，须用专制掏槽孔夹具来控制掏槽孔钻孔准确性，若钻孔出现偏差，由现场技术员确定其取舍，必要时应废弃重钻。
　　2.装药
　　装药前对炮孔验收，确保炮孔位置、深度符合设计要求；清理钻好炮孔，可用风管伸入孔底，用高压风吹出孔内的岩渣、水分。炮孔合格后就可装药。装药须按设计的每孔装药量和装药结构进行，炮孔潮湿、有水时，须采取防水措施或改用防水炸药。反向起爆能很好的提高炮孔利用率，岩石破碎度减小，抛渣距离远，药耗量减少，因此装药时注意起爆药包的安装位置。炮孔放入起爆药包后，紧接着放入一两个普通药包，用炮棍压紧，不能用猛力去捣实起爆药包，防止早爆及雷管脚线拉断造成拒爆。
　　四、隧洞超欠挖控制
　　水工隧洞不许欠挖，设计开挖线外的超挖，及超挖须回填混凝土或其他回填物所产生的费用，由承包人承担。因此，要选合理的钻爆参数，有严格的技术标准，确保隧洞超欠挖在《技术规范》允许的范围内。
　　1.不同地质选择合理钻爆参数、爆破器材及好的爆破工艺，使爆破质量提高。
　　2.据最近相关爆破经验得知，进行周边爆破各项参数的调整，可获最佳效果。
　　3.画线打眼精度的提高，直接影响超欠挖值。精确测画轮廓线，使其误差控制在20mm以内。
　　4.装药质量提高，杜绝随意性及雷管混装。
　　5为了解开挖后断面点的超欠挖情况，分析其原因，配专人检查开挖断面，及时调整爆破设计。
　　6.超欠挖技术问题解决的同时，用经济调动人员的积极性，这就须有严格的奖罚制度，
　　五、支护施工
　　岩面喷砼之前须做好包括所有松散岩块或影响砼粘着的污迹、赃物的清理；可用压力水冲洗表面，湿润岩面，表面积水处理及疏排裂隙渗漏水等。
　　1.喷砼施工
　　喷砼的配合比设计须经过试验确定，并报监理批准。喷时自下而上，凹凸不平处，先喷凹处。 将骨料、水泥、水按比例拌均匀，用湿式喷射机送到喷头处，在喷头上加速凝剂，喷出控制砂的含水量，调节喷射用水量，通风加强，控制喷射压力，操作工须配防护用品。
　　2.喷砼厚度控制
　　喷砼厚度按图纸设计来，通常分层喷射，前次喷射未完全凝固前二次喷射。相邻层喷射间隔30～60分钟，喷砼的厚度须在施工中逐步检查控制。钢筋网部位喷砼保护层厚不低于30mm，无布筋用埋桩控制，间距为2.5m。喷进后，洞壁相邻表面平缓，没明显台阶，以改善受力状态。
　　3.喷砼养护
　　喷砼完成后清除喷注溅落物，并保持表面湿润进行养护。养护时间通常不少于14d，气温低于5℃时，不得喷水养护。
　　六、施工中新技术的运用
　　1.自钻式锚杆加固技术。自钻式锚杆加固技术适用于不良地质洞段的超前、系统的加固，须同灌浆结合进行。灌浆方法可用边钻边灌法或从孔底灌浆法。自钻式锚杆超前加固后，按不大于1.0m的循环进尺进行开挖，开挖好后，立即用该循环的系统加固。与其配套进行的灌浆处理，钻进参数、浆液配比及注浆工艺经现场试验确定。
　　2.喷钢纤维混凝土。为了提高喷混凝土的断裂韧性、延性、抗震性、抗冲击性能，可加入钢纤维。与传统的挂网喷混凝土比较， 喷钢纤维混凝土的施工方便快捷，节省了大量的人力及时间。地质状况较复杂的洞段，其能做到适时支护，符合新奥法的原理。工程经验得出:其厚度和挂网喷混凝土相比可减少厚度25%～30%，减少回弹20%，节省工期20%～30%。
　　结语
　　隧洞开挖方法主要由岩体质量、洞室断面的大小等决定，不同围岩类别、断面大小的洞室其方法不一样。 本文根据实际工程实践，总结出了安全支护和洞挖施工经验，以确保顺利进行隧洞施工。
　　参考文献
　　柳峰，水电站引水洞施工分析[J]，中国建设，2009（8）
　　张翰，中国隧洞施工技术[J]，城市建设，2010（1）

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