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小斷面長距離引水隧洞施工技術應用研究論文

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本文主要分析的是一項跨流域、小斷面、長距離的引水隧洞施工工程,主要是解決部分地區飲水資源嚴重C乏的引水工程,山曲水樞紐、引水的線路(主要包括管道和隧洞)以及調節水庫等組成。引水隧洞作爲該工程的關鍵控制工程,全長約爲10km,斷面爲2. 5mX 2. 5m,洞身段爲完整的花崗岩體,採用鑽爆法進行施工,根據施工現場的情況再投入相應的設備進行作業,以實現小斷面長距離引水隧洞的施工完成。

小斷面長距離引水隧洞施工技術應用研究論文

1施工工期與工程特點

1.1施工工期

本工程施工工期山於距離較長,施工時間爲36個月,工程比較緊,任務也比較重。

1.2施工工程特點

本施工工程有以下三個特點:(1)斷面比較小,距離比較長,通風困難,機械化作業的程度較低;(2)山於多段中地下有豐富的地下水,在施工時困難比較大; (3)山於距離比較長,施工時間較短,施工干擾嚴重,很難形成干擾作業等。

2本工程施工隧洞的施工設計與改進

2.1基礎性的隧洞施工設計

小斷面長距離隧洞是各類隧洞中施工難度比較大的一種施工隧洞,小斷面對機械化程度比較高的施工機械不能夠進洞進行作業,只能夠採取人工開挖的方法爲主,小機械化爲輔。長距離對通風、排水、供電、運輸材料等方面都會造成一定的困難,這就會給作業帶來相當大的難度,對施工設計也會帶來一定的困難。

在長距離小斷面的引水隧洞中,在2mX 2m以下的開挖斷面並沒有實例,距離在10km以上也比較少,對這種工程必須設計出合理的施工方案,以滿足小斷面長距離引水隧洞的施工方法。山於施工時主要是以人工爲主,許多建材的運輸就需要採取運輸工具進行機械運輸,在初步設計時的施工工期爲36個月。

引水隧洞在進行試驗開挖時,山於小斷面施工中對爆破的鉗制作用,在每一循環施工僅爲1.1——1.2m,隨着施工的不斷推進,對通風、排煙等方面明顯會受到施工斷面的限制,送風的距離比較短,運輸車與通風管的間隔太近,通風管很容易被尖狀物品劃破,很容易造成危險,再加上隧洞內還需要高壓電纜和低壓電纜、照明燈具等,在通風時不能夠出渣,在出渣時不能夠進行通風,就會嚴重影響洞內的空氣質量,隨着循環作業的拉長,在施工期施工人員的安全生產就得不到保證。

山於在隧洞施工中隨着斷面越小,施工難度越大,難度的增加工作量也會隨之增加,所以在施工時要根據實際情況,爲了保證按期完工,就必須儘可能採用機械化施工,把洞徑擴大爲2. 5m X 2. 5m,以提高工作效率,更重要的是要實現通風、灌漿、襯砌等施工過程。

2.2整體施工方案

主要有以下四點:(1)山於隧洞的斷面小、距離長的特點,應該採用軸流風機接力式進行通風;(2)爲了保障在隧洞開挖時對圍巖的擾動和合理的控制,應當採用光面爆破的技術,可以使隧洞更加有效地開挖;(3)山於斷面小和排煙的困難,爲了減少排煙量,採用東風小金剛自卸汽車運輸; (4)根據隧洞的斷面小的特點,不能夠進行有效的平行作業,在圍巖開挖時要及時進行初期的支護。

2. 3主要施工方法

採取的施工方法主要有對進尺的確定、爆破的設計、合理的通風散煙和輔助作業等:(1)進尺的確定,合理的進尺是隧洞挖掘進行的重要參數,按照規定要選用循環進尺進行開挖,引水隧洞的寬度爲2. 5m,進尺應當爲1. 5m,這個深度是鑽井的最佳深度範圍,進尺與循環時間的協調才能夠取得最佳的挖掘效率;(2)爆破的設計,合理的爆破設計是隧洞快速挖掘的關鍵;(3)通風散煙,這個問題是小斷面長距離隧洞是否能夠施工的關鍵,爲了施工的需要,實現連續的通風,應當採用800mm的通風管進行接力通風,通風機功率爲30kW,供風量爲500m3/min,風管採用的也是布質風管,這會爲引水隧洞提供良好的通風效果;(鈞輔助作業,幫助隧洞有效挖掘。

3引水隧洞的主要施工技術

現對這項引水隧洞的施工分析,主要從以下四個技術進行分析;施工通風技術、光面爆破技術、砂漿錨杆施工技術、二次襯砌混凝土施工技術。

3. 1施工通風技術

對長距離小斷面引水隧洞主要的技術難題就是通風的問題。(1)洞內需要最大的供風量,按照洞內最多可以承受人員進行計算、按照洞內最小風速計算、按照洞內出渣車計算、按洞內爆破石方稀釋炮煙計算等依據,計算洞內需要的最大供風量;(2)施工通風設備的選擇,山於隧洞的斷面比較小,採用大直徑的通風管會嚴重影響洞內施工機械的執行,採用較小直徑的通風管風阻會比較大,這會造成供風量和供風距離受到限制,機械的設備也達到配套的要求,綜合考慮,隧洞採用} 800mm的通風管進行接力通風,通風機功率爲30kW,供風量爲500m3/min,風管採用的也是布質風管,這會爲引水隧洞提供良好的通風效果;(3)施工通風設備的安裝,有了良好的通風設備,接下來就需要合理有效的安裝,讓通風設備達到效果。首先通風設備要安裝於每一個支洞口,要注意保持支洞口在進入主洞時不要有折角和轉彎的地方,這有利於通風的順暢;在通風設備安裝時要保證風管的平順,截面要一致性,如果發現有的地方有破損的問題,應該使用專用的膠水進行粘結,不得自行縫補和粘結,這樣做會減少漏風量;在通風管進行送風的過程時要保證送風口離掌子面距離大於15m,在接力通風時後面的風機供風量應大於前面的風機供風量,不能和前面的風筒直接相連,間隔距離以30^-50m爲最佳的距離;在爆破的過程中要把最端頭的一節風管取下來,以防比被炸壞,嚴重影響通風效果。

3. 2光面爆破技術

第一,在光面爆破關鍵技術上需要鑽孔和間隔裝藥。鑽孔,要根據圍巖的巖性,最主要的是地下水的活動等因素的影響,確定合理的周邊眼的間距和最小的抵抗線,一般周邊的眼的間距採用爲60cm,最小的抵抗線也爲60cm;間隔裝藥,對周邊眼的設計採用空氣間隔裝藥的結構,藥卷之間要採用導爆的連接,在實際的'施工時要採取集中裝藥的方法,如果圍巖整體比較差時,要採用小藥捲進行集中裝藥。

第二,對炮眼的佈置有以下要求:(1)在周邊眼沿的設計要進行開挖輪廓線;(2)在掏槽眼的位置的開挖要在斷面的中央;(3)輔助眼應該均勻地分佈在掏槽眼和周邊眼的之間;(鈞在開挖斷面時要合理地進行佈置輔助眼,在爆破時以防比留有死角;(5)在掏槽眼的炮眼方向,不應該與岩層走向爲平行,儘量保持垂直的方向;(6)周邊眼和輔助眼的底線應該在同一豎直面上,這樣能夠保證開挖時的穩定和平整;(7)周邊眼在外斜時要大於50cm/m,眼底不得超出開挖輪廓線lOcm,且最大值應大於15cm。

第三,在進行爆破作業時要符合下面集中規定: (1)在進行裝藥時,要定時、定段進行裝藥,以免造成危險;(2)在裝藥時應該把炮眼內的造物清潔乾淨,以免造成不良後果;(3)爆破的順序應該爲先中心掏槽眼後周邊眼;(鈞在進行開挖輪廓時上下炮眼應該均勻地進行分佈;(5)在爆破後要及時檢查爆破的效果,對後期工作帶來一定的參數。

3. 3砂漿錨杆施工技術

砂漿錨杆採用YT28鑿岩機鑽孔施工,在注漿設備採用專用高壓注漿泵。 在錨杆孔開孔前首先要做好測量的工作,透過開始的設計要求對開孔做好標記,錨杆孔的孔軸應該按照施工圖紙的要求進行開孔,要與開挖面呈現垂直。對錨杆孔的深度必須按照設計圖紙上的規定,要使用高壓風進行沖洗,進行清掃錨杆孔,以確保孔內沒有石粉。

在使用砂漿時應該採用比較高濃度的砂漿,在砂漿的配合比上要透過現場原位的試驗以進行確定後使用,並且還要堅持隨拌隨用的原則,對超過初凝時間的砂漿做報廢處理。使用比漿塞進行塞入,使其更加牢固,這樣可以確保在承受錨杆上和注滿錨杆孔砂漿的重量上達到要求。對排氣管的要求,就是必須確保排氣管插入錨杆孔底,排氣孔未出漿前,不得停比注漿。山於比漿塞在砂漿具有一定強度,應該自後方拔出,在拔出時不得振動錨杆。

3.4二次襯砌混凝土施工技術

在二次襯砌混凝土施工時要採用自行式液壓襯砌臺車襯砌,還應配置專用抗浮、抗側偏千斤頂。在車架的兩端以及中部的設定時使用千斤頂,襯砌前將抗浮千斤頂頂在隧洞拱部,這樣爲了防比防水板和襯砌的損壞,就需要對千斤頂的頂端進行專門的設計。

在工作窗綜合考慮排氣、振搗、抗浮等因素設定。爲了保證頂拱封堵密實,在頂部共設定3個封口器,這樣能夠有效封堵密實頂拱。

對臺車設液壓收支與絲桿頂升兩套裝置,可增加臺車使用靈活性和可靠度。

在施工過程中,爲了確保模板不變形,鋼模應該採用6mm的鋼板,這樣的使用不僅可以提高結構的整體性,還可以達到防水的功效。

在隧洞襯砌需根據新奧法原理在初期支護完成後適時進行。

4結語

引水隧洞作爲水利工程的重要部分之一,探索與實踐綜合施工配備技術是非常必要的。對小斷面長距離的引水隧洞的施工技術,要根據現場的實際情況採用施工通風技術、光面爆破技術、砂漿錨杆施工技術、二次襯砌混凝土施工技術等,選擇合理的施工機械,進行合理科學的施工,以保證安全、環保、有效利用等作用,還能夠保證施工的順利進行和達到最佳的技術效果。