小斷面引水隧洞施工分析

1、小斷面引水隧洞施工分析摘要：引水隧洞是輸水工程的主要組成項(xiàng)目之一，特別是小斷面引隧洞更是常 常成為項(xiàng)目方案比選的重點(diǎn)，也是輸水工程施工的控制點(diǎn)。小斷面引水隧道，顧 名思義就是其斷面小，通風(fēng)出碴困難，往往會(huì)給施工造成一定的困難，因此本文 提出工程實(shí)例，從多方面對(duì)此類隧洞施工中的技術(shù)方案選擇以及施工的關(guān)鍵技術(shù) 進(jìn)行詳細(xì)探討。關(guān)鍵詞：小斷面；引水隧洞；施工技術(shù)引言本文主要概括的是一項(xiàng)小斷面、長(zhǎng)距離的引水隧洞施工工程，這項(xiàng)工程由引 水的路線（主要包括管道和隧洞）、曲水樞紐以及調(diào)節(jié)水庫所組成，主要是解決 一部分地區(qū)的飲水資源嚴(yán)重缺乏的引水工程。該工程的關(guān)鍵控制工程為引水隧洞， 此引水隧洞工程全長(zhǎng)約10k

2、m，斷面為2.5mx2.5m，該隧洞身段為完整的花崗巖體， 需要采用鉆爆法對(duì)隧洞進(jìn)行施工，根據(jù)對(duì)施工地點(diǎn)的考察情況再投入相應(yīng)的設(shè)備 進(jìn)行作業(yè)，以實(shí)現(xiàn)小斷面引水隧洞施工的完成。1施工工期與工程特點(diǎn)本工程施工工期由于距離較長(zhǎng)，施工時(shí)間定為30個(gè)月，工程比較緊，任務(wù)也 很重。此工程施工有多個(gè)特點(diǎn)需要注意，由于距離較長(zhǎng)，斷面較小，使得通風(fēng)比 較困難，機(jī)械化作業(yè)的程度變低。因?yàn)槭┕ぞ嚯x較長(zhǎng)，施工時(shí)間相對(duì)較短，施工 干擾嚴(yán)重，很難形成干擾作業(yè)，又由于施工地段地下有豐富的地下水而導(dǎo)致在施 工作業(yè)時(shí)難度較大。2確立本工程施工隧洞的施工改進(jìn)2.1基礎(chǔ)的隧洞施工設(shè)計(jì)在各種類隧洞當(dāng)中，施工難度比較大的一種施工隧洞就

3、是本工程的小斷面長(zhǎng) 距離隧洞，機(jī)械化程度比較高的施工機(jī)械并不能對(duì)小斷面隧洞進(jìn)行洞內(nèi)作業(yè)，只 能夠由人工開采的方式為主，小機(jī)械為輔進(jìn)行洞內(nèi)作業(yè)，較長(zhǎng)的距離對(duì)排水、通 風(fēng)、運(yùn)輸、供電等多個(gè)方面都會(huì)造成一定的困難，這樣會(huì)給作業(yè)帶來特別大的困 難，對(duì)于隧洞的設(shè)計(jì)同樣也會(huì)帶來一定的難度。在小斷面的引水隧洞中，在 2mx2m以下的開挖斷面并沒有任何實(shí)例，距離是10km以上的也比較少，所以就 要求對(duì)這種工程設(shè)計(jì)出合理又科學(xué)的施工方案，以滿足小斷面引水隧洞的施工方 案。已經(jīng)提到了這種工程施工時(shí)主要是以人工作業(yè)為主，所以許多建材的運(yùn)輸就 必須采取機(jī)械工具運(yùn)輸?shù)姆椒?，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案時(shí)的施工工期為30個(gè)月。由于 此

4、隧洞工程在施工中斷面會(huì)越來越小，所以施工難度會(huì)越來越大，難度的增大導(dǎo) 致作業(yè)量也會(huì)隨之增加，因此在此次施工中必須按照實(shí)際情況，為了能夠在規(guī)定 期間完成工程，就必須增加使用機(jī)械化施工的方式，并且把隧洞擴(kuò)大到 2.5mx2.5m，從而提高工作效率。小斷面引水隧洞在進(jìn)行試驗(yàn)開挖的時(shí)候，由于 小斷面的施工中對(duì)爆破的挾制作用，在每一個(gè)循環(huán)爆破施工僅僅為1.11.2m，在 作業(yè)的不斷進(jìn)行中，對(duì)排煙通風(fēng)等方面會(huì)受到限制，送風(fēng)距離會(huì)變短，運(yùn)輸車與 通風(fēng)管道的間隔變近，很容易使通風(fēng)管被尖銳物品劃破，極容易造成人員危險(xiǎn)， 隧洞內(nèi)還需要大量高壓電纜和低壓電纜以及洞內(nèi)的照明燈具等，洞內(nèi)的空氣質(zhì)量 特別重要，在通風(fēng)時(shí)不

5、能夠出渣，在出渣時(shí)又不能夠及時(shí)通風(fēng)，就會(huì)特別影響洞 內(nèi)的空氣質(zhì)量，洞內(nèi)的作業(yè)時(shí)間越來越長(zhǎng)，在施工期間施工人員的安全就得不到保障，就不能保證工作效率。除了通風(fēng)還要實(shí)現(xiàn)灌漿、襯砌等施工過程。2.2整體施工方案整體施工方案主要有以下幾個(gè)重點(diǎn)：因?yàn)樗矶吹木嚯x比較長(zhǎng)，斷面又比較小， 所以應(yīng)該采用軸流風(fēng)機(jī)接力式的方法進(jìn)行通風(fēng)作業(yè)；由于斷面比較小和排煙的問 題，為了防止沒必要的排煙，減少排煙量，采用解放牌自卸汽車運(yùn)輸；又由于隧 洞的斷面小的特點(diǎn)，并不可以進(jìn)行完全有效的平行作業(yè)，所以開挖圍巖時(shí)要立即 進(jìn)行初期工程的支護(hù)。因?yàn)橐ＷC在小斷面隧洞開挖時(shí)對(duì)圍巖的擾動(dòng)和科學(xué)合理 的控制，必須使用一種光面爆破的技術(shù)，這

6、樣就可以使作業(yè)效率增加，使小斷面 隧洞更有效的開挖。2.3主要施工方法主要使用的施工方法有對(duì)進(jìn)尺的確定、爆破的設(shè)計(jì)、既科學(xué)又合理的的通風(fēng) 和一些輔助作業(yè)等。進(jìn)尺的確定，小斷面隧洞開挖之前的準(zhǔn)備，主要的就是合理 的進(jìn)尺，合理的進(jìn)尺是重要的挖掘參數(shù)，一定要按照規(guī)定采用循環(huán)進(jìn)尺方法進(jìn)行 挖掘，由于設(shè)計(jì)方案的引水隧洞的寬度為2.5m則進(jìn)尺就該為1.5m，此時(shí)的深度 就是鉆井的最優(yōu)深度范圍，只有進(jìn)尺和循環(huán)時(shí)間的調(diào)節(jié)才能夠有最完美的作業(yè)效 率。爆破的設(shè)計(jì)，科學(xué)的爆破設(shè)計(jì)能夠有效地提高小斷面隧洞挖掘的速度，所以 爆破的設(shè)計(jì)一定要合理。通風(fēng)散煙，是小斷面隧洞能否開始作業(yè)的關(guān)鍵因素，如 果不能夠合理的通風(fēng)散煙就

7、不能保證施工人員的安全從而就不可以開始進(jìn)行此項(xiàng) 工程，為了施工的需要，做到連續(xù)良好的通風(fēng)環(huán)境，應(yīng)該采用大功率的通風(fēng)管進(jìn) 行通風(fēng)，通風(fēng)管也需要使用布質(zhì)材料，這樣才能夠使小斷面引水隧洞有良好的通 風(fēng)。必要的輔助作業(yè)可以幫助引水隧洞更高效進(jìn)行挖掘。3小斷面引水隧道的主要施工技術(shù)3.1施工的光面爆破技術(shù)對(duì)于光面爆破技術(shù)，首先是鉆孔和間隔裝藥。鉆孔要依據(jù)圍巖的巖性，重要 的是地下水的活動(dòng)等因素有影響，所以需要確定科學(xué)的周邊眼的間距和最小的抵 抗線，通常間距為70cm，而最小的抵抗線間距也采用70cm。間隔裝藥的結(jié)構(gòu)的 組成是根據(jù)周邊眼的設(shè)計(jì)決定的，藥卷需要使用引導(dǎo)爆炸的連接，當(dāng)在實(shí)際操作 的時(shí)候應(yīng)當(dāng)集中

8、裝藥，如果圍巖質(zhì)量較差，必須換成小藥卷進(jìn)行集中裝藥。當(dāng)準(zhǔn) 備工作完畢即將進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，需要按照規(guī)定核實(shí)情況，檢查裝藥時(shí)是否定時(shí)、 定段進(jìn)行裝藥，防止造成危險(xiǎn)。應(yīng)該把炮眼內(nèi)部清理干凈，以免造成不良后果。 爆破順序極為重要，是先中心掏槽眼后掏周邊。所有的爆破眼必須均勻的分布， 而且爆破后需要及時(shí)進(jìn)行對(duì)爆破作業(yè)檢查，為接下來的工作進(jìn)行準(zhǔn)備。3.2二次襯砌混凝土施工技術(shù)在二次襯砌混凝土作業(yè)時(shí)需要使用自行式液壓襯砌臺(tái)車襯砌，還應(yīng)該配置專 用抗浮千斤頂。在車的兩邊和中部位置設(shè)置時(shí)使用千斤頂，千斤頂需要進(jìn)行專門 的設(shè)計(jì)，進(jìn)行襯砌時(shí)千斤頂需要頂在隧洞拱部以防襯砌與防水板的損害。臺(tái)車需 要兩套設(shè)備液壓收支和絲

9、桿頂升，這樣可以方便臺(tái)車的有效性和靈活性。二次襯 砌混凝土施工中，一定要保證模板的原型，模板應(yīng)當(dāng)使用6mm的鋼板，既可以 提高整齊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也可以達(dá)到防水的效果。3.3施工的通風(fēng)技術(shù)對(duì)于小斷面長(zhǎng)距離引水隧洞最重要的技術(shù)就是施工的通風(fēng)環(huán)境，洞內(nèi)需要足 夠的通風(fēng)量，按照洞內(nèi)極限承受人數(shù)量來計(jì)算、按照洞內(nèi)最低風(fēng)速來計(jì)算。按照 出渣速度來計(jì)算等依據(jù)，算出洞內(nèi)最大需要的通風(fēng)量。通風(fēng)設(shè)備的選擇與安裝極 其重要，因?yàn)槭切嗝嫠矶此圆豢梢允褂么笮屯L(fēng)管和大型通風(fēng)設(shè)備，采用比 較小的設(shè)備還會(huì)對(duì)供風(fēng)量進(jìn)行限制，所以要根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)出最合理的通風(fēng)管和通 風(fēng)設(shè)備保證引水隧洞有良好的通風(fēng)效果。當(dāng)已經(jīng)有了良好的通風(fēng)設(shè)備，剩下的就 是合理的安裝，讓設(shè)備發(fā)揮出最好的效果。通風(fēng)設(shè)備需裝在每一個(gè)支洞口，注意 當(dāng)風(fēng)進(jìn)如主洞時(shí)不要轉(zhuǎn)彎，這樣有利于通風(fēng)效率，通風(fēng)管也需要平順且截面一致 性，不要讓通風(fēng)管損壞，如發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)以防減少通風(fēng)量。結(jié)語引水隧洞作為水利工程的主要組成之一，對(duì)它進(jìn)行研究與實(shí)踐是很有必要的， 對(duì)于小斷面引水隧洞的施工技術(shù)，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來選擇使用最有效的爆 破、二次襯砌、通風(fēng)等技術(shù)，選擇最科學(xué)的施工機(jī)械，進(jìn)行合理施工，以保證隧 洞施工的順利進(jìn)行，還能保證最佳的技術(shù)效果。參考文獻(xiàn)：范鵬飛.基于引水隧洞小斷面長(zhǎng)距離的施工通風(fēng)技術(shù)J.黑龍江水利科技,2016,44(10):82-84.王智