水利工程隧洞施工

水利工程隧洞施工探讨
[摘要]文章对水利工程输水隧洞洞口开挖支护、喷射混凝土、隧洞衬砌施工、塌方处理等进行了简要的探讨。

[关键词]水利工程输水隧洞施工
中图分类号:tv554 文献标识码:a 文章编
号:1009-914x(2013)07-0149-01
一、输水隧洞开挖与支护措施
1.1 洞口开挖土石方应遵守下列规定
（1）进洞前应完成洞口排水系统。

（2）按设计要求进行边坡放线，自上而下分层开挖并及时支护，分层开挖高度宜为1m。

（3）清除洞口上方有可能滑塌的表土、灌木及山坡危石等，不留后患。

（4）洞口边坡开挖不得采用大爆破，爆破后应及时清除松动石块。

（5）土质地层开挖后应及时进行支护。

1.2 洞口施工宜避开降雨期，雨季施工应妥善做好防护措施
（1）开挖中应随时检查边坡，如有滑动、开裂等现象，应适当放缓坡度，保证边坡稳定和施工安全。

（2）洞脸采用土钉支护时，土钉水泥砂浆设计强度不低于25mpa，土钉倾斜角度为5～25°，土钉钻孔宜选用专门土钉钻机，孔径为100mm～120mm，如塌孔，可带护壁套管钻进。

二、输水隧洞开挖施工
（1）输水隧洞ⅱ、ⅲ类围岩采用全用全断面开挖。

ⅳ、ⅴ围岩地段优先采用全断面开挖，如全断面开挖有困难时宜采用短台阶法
施工。

（2）当用钻爆法开挖隧洞时，应采用光面爆破。

施工时，必须编制爆破设计，按爆破图表和说明书严格施工，并根据爆破效果及时修正有关参数。

（3）光面爆破的参数应根据工程类比法或通过现场试炮确定。

（4）光面爆破应采用毫秒起爆方式。

（5）开挖工作面的岩石爆破时，周边眼应采用低密度、低爆速、低猛度、高爆力的炸药，用毫秒雷管或导爆索同时起爆。

三、输水隧洞锚杆施工
（1）根据锚杆类型、规格及围岩情况选择钻孔机具，锚杆钻孔可采用一般凿岩机械，当在土层中钻孔时，宜采用干式排渣的回旋式钻机。

（2）各类围岩锚杆孔位允许偏差为150mm，孔深允许偏差为±50mm，孔径应大于杆体直径16mm。

土洞锚杆参照土钉施工。

（3）锚杆应按设计要求截取杆体，并整直、除锈和除油，杆体钢筋保护层厚度不小于8mm。

（4）注浆时注浆管应插至距孔底50～100mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出；随即迅速将杆体插入，锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的35%。

若孔口无砂浆溢出，应将杆体拔出重新注浆。

（5）在ⅳ、ⅴ级围岩及特殊地质围岩中开挖隧洞，锚喷支护必须紧跟开挖工作面，应先喷后锚再复喷，喷射混凝土厚度不应小于50mm，锚杆施工宜在喷射混凝土终凝3h后进行。

四、输水隧洞喷射混凝土施工
（1）喷射混凝土强度及防渗等级应满足设计要求，喷射混凝土1d龄期的抗压强度不应低于5mpa。

（2）应根据对喷射混凝土的质量和作业条件的要求，以及现场的维修养护能力等选定喷射方式，
同时尚应考虑对粉尘和回弹量的限制程度。

4．1 喷射混凝土原材料应符合下列要求
（1）应优先采用普通硅酸盐水泥。

（2）应采用硬质洁净的中砂或粗砂，细度模数宜大于2.5，使用前应一律过筛。

（3）采用坚硬耐久的碎石或卵石，粒径不宜大于15mm，当使用碱性速凝剂时，石料不得含活性二氧化硅。

（4）应采用符合质量要求的外加剂，掺外加剂后的喷射混凝土性能必须满足设计要求。

（5）混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。

不得使用污水及ph值小于4的酸性水和含硫酸盐量按so4-计算超过混合用水重量1%的水。

五、输水隧洞防排水施工
（1）隧洞进洞前应先做好洞顶、洞口、辅助坑道口的地面排水系统，防止地表水的下渗和冲刷。

（2）施工中应对洞内的出水部位、水量大小、涌水情况、变化规律、补给来源及水质成分等做好观测和记录，并不断改善防排水措施。

（3）隧洞两端洞口及辅助坑道洞(井)口应及时做好排水系统；覆盖较薄和渗透性强的地层，地表积水应及早处理。

（4）洞内顺坡排水，其坡度应与线路坡度一致；反坡排水，必须采取机械抽水。

六、输水隧洞衬砌施工
6．1 根据周边位移的量测结果判断围岩的稳定性，决定衬砌施作时间。

衬砌应在围岩和支护变形基本稳定并具备以下条件时施作：
（1）水工隧洞周边位移速率有明显减缓趋势。

（2）水平收敛(拱
脚附近)速度小于0.2mm/d，或拱顶位移速度小于0.15mm/d。

（3）支护表面没有再发展的明显裂缝。

6.2 衬砌浇筑宜全断面一次浇筑，或先浇底板后浇侧墙、拱顶，不准设置反缝。

6.3 围岩地质条件比较均一的洞身段，只设置施工缝。

沿洞线的浇筑分段长度，根据浇筑能力和温度等因素确定，采用8～10m，以免混凝土硬化收缩使衬砌产生裂缝。

6.4 衬砌材料的标准、规格及要求等，应符合设计要求。

6.5 混凝土的原材料必须同时送入搅拌机，搅拌车在输送混凝土时不得停拌，自进入搅拌车至卸出的时间不得超过混凝土初凝时间的一半。

控制混凝土灌注的速度，两侧边墙的混凝土应对称分层灌注，到拱脚处停1h左右，待边墙混凝土下沉稳定后，再灌注拱部混凝土。

混凝土灌注速度过快，易产生裂缝。

6.6 适当延长拆模时间，使之缓慢地降温。

混凝土强度必须在达到5.0mpa后才能脱模，且脱模时间不宜早于24h。

七、输水隧洞回填灌浆施工
（1）二次衬砌完成后，必须对顶部进行回填灌浆。

回填灌浆前必须进行灌浆试验，以合理调整灌浆参数，保证灌浆质量。

（2）回填灌浆应在衬砌混凝土达到70%设计强度后进行。

（3）灌浆压力应根据现场灌浆实验综合分析确定；土洞钢筋混凝土衬砌宜采用低压灌浆，灌浆压力宜为0.1mpa～0.2mpa；岩洞钢筋混凝土衬砌宜采用0.3mpa～0.5mpa。

（4）顶拱回填灌浆应分区段进行，每区段长度不
宜大于50m，区段端部必须封堵严密。

（5）回填灌浆施工应自较低的一端开始，向较高的一端推进。

（6）回填灌浆宜分为两个次序进行，一序孔可灌注水灰比为0.5：1的水泥浆，二序孔可灌注1：1和0.5：1两个比级的水泥浆。

（7）回填灌浆，在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，延续灌注5min即可结束。

（8）回填灌浆宜采用普通硅酸盐水泥，标号不低于325号，不得采用火山灰硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。

当地下水有侵蚀性时，可针对其侵蚀性质，选用抗酸性等特殊水泥。

八、输水隧洞塌方处理
8.1 塌方地段应加强预报工作。

处理塌方前，应详细调查其范围、形状、塌穴地质构造、地下水的分布活动情况等，查明其诱发原因和塌方类型，据此确定处理方案。

8.2 水工隧洞塌方应根据发生的部位、规模及地质条件，采取“治塌先治水、治塌先加强；小塌清、先支后清；大塌穿、先棚后穿”的原则，应先加固未塌方地段，防止塌穴扩大。

采取喷锚支护、注浆、管棚等技术措施进行处理。

8.3 塌方地段防排水尚应遵守下列规定
（1）对于地表沉陷和裂缝，应采用不透水土夯填密实，并开挖截水沟，防止地表水下渗到塌穴和塌渣体内。

（2）塌方冒顶时，应在陷穴口地表四周挖沟排水，并设棚遮盖穴顶，防止雨水流入。

九、输水隧洞通风防尘
9.1 施工中作业环境应符合下列卫生标准
（1）坑道中氧气含量按体积计不应小于20%。

（2）坑道内气温不宜高于30℃。

（3）有害气体浓度：一氧化碳(co)一般情况下不大于30mg/m3，特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，可为
100mg/m3，但工作时间不得超过30min。

二氧化碳(co2)按体积计不得大于0.5%。

氮氧化物(no2)在5～8mg/m3以下。

甲烷(ch4)按体积计不得大于0.5%；否则必须按煤炭工业部现行的《煤矿安全规程》有关的规定办理。

（4）粉尘浓度要求：含10%以上游离二氧化硅的粉尘，每立方米空气中不得大于2mg；含10%以下游离二氧化硅的矿物性粉尘，每立方米空气中不得大于4mg。

十、结束语
本文对水利工程中输水隧洞的施工方法和技术要求，作了详细的分析，以便在今后类似的输水隧洞施工中可以作为参考和借鉴。