• 收藏
  • 加入书签
添加成功
收藏成功
分享

水利工程中导流输水隧洞施工技术与质量控制措施

岳杰 徐文佐
  
大鑫媒体号
2025年15期
云南省水利水电工程有限公司

打开文本图片集

摘要:随着社会经济的发展和水资源需求的增加,水利工程在保障区域供水、防洪减灾等方面的作用日益凸显。输水隧洞作为水库工程的重要组成部分,其施工质量和后期运行效果直接影响到整个水利工程的安全与稳定。本文以淘金河水库导流输水隧洞工程为例,详细探讨了复杂地质条件下输水隧洞的施工特点和技术难点,并提出了主要施工方案和质量控制措施。通过科学合理的施工技术和严格的质量控制,确保了输水隧洞工程的顺利实施及其长期稳定性,为类似工程提供了有益的参考。

关键词:小型水库;导流输水隧洞;施工技术

在全球气候变化和人口增长的背景下,水资源的有效管理和合理利用成为各国政府和社会各界关注的重点问题。特别是在干旱和半干旱地区,水利工程建设对于保障农业灌溉、居民生活用水以及工业用水具有至关重要的意义。导流输水隧洞作为水利工程的关键设施之一,承担着导流和输水功能,其建设质量直接关系到整个工程的安全性和可靠性。然而,输水隧洞通常位于复杂的地质环境中,面临诸多技术挑战。例如,围岩条件不稳定、地下水丰富、施工空间受限等问题,给隧洞的开挖、支护和衬砌带来了极大的难度。此外,由于导流输水隧洞属于地下工程,施工过程中对环境的影响较大,尤其是施工期间的水流控制和生态环境保护问题备受关注。因此,如何在保证工程质量的前提下,最大限度地减少对下游生态环境的影响,成为了当前水利工程领域亟待解决的问题。

1工程概况

淘金河水库是一项旨在解决当地居民生活用水和农田灌溉的重要水利工程。该水库总库容为245万立方米,其主要功能包括集镇供水、农村人畜饮水以及农田灌溉。导流输水隧洞是整个工程的关键组成部分,承担着早期导流和后期输水的双重任务。隧洞全长412.50m,有压洞段断面形式为圆形,洞径1.8m,无压洞段长206.0m,断面形式为圆拱直墙城门形,断面尺寸2.7×2.2m,隧洞围岩以Ⅴ类为主,地下水丰富,施工难度较大。

2主要施工方案

2.1隧洞开挖与支护技术

本项目在开挖过程中遵循“短进尺、弱爆破、多循环、强支护、勤观测”的原则,采用全断面一次开挖。针对不同类型的围岩,制定了相应的支护措施,如Ⅲ类围岩段边顶拱范围内初期支护采用Φ25系统锚杆,每断面7根,排距1.5米,并挂网φ8@20×20cm,喷射10厘米厚C30混凝土;而对于不稳定区域,则增设钢拱架支撑,增强结构稳定性。这些措施有效保障了隧洞施工的安全性和质量。此外,通过电子全站仪精确放样,在掌子面上用油漆画出开挖边线,并根据试验段的爆破参数进行布孔。每个工作面配置4至6台手风钻钻孔,人工填装乳化炸药,使用非电毫秒雷管微差爆破,同时进行光面爆破处理。开挖产生的渣土由装载机运至洞口,并通过自卸汽车运至弃料场或堆存场地。临时支护方面,针对局部岩体破碎带采用锚喷等措施,确保围岩稳定。

2.2隧洞衬砌与灌浆技术

本项目采用分块浇筑的方式进行混凝土衬砌,并结合严格的灌浆工艺来加固围岩。具体而言,在混凝土衬砌方面,按照“先底板、后边顶拱”的顺序进行分块浇筑,每个施工段完成后需对伸缩缝进行处理,并按设计要求设置铜片止水,形成“U”型结构以增强防水效果。混凝土供应由隧洞外集中拌合站提供,通过搅拌运输车水平运输至现场,再利用混凝土输送泵将混凝土送入仓内。为防止模板变形或向一侧倾斜,浇筑时两侧混凝土需均衡上升,两侧高差不大于50cm,并控制混凝土浇筑速度。为防止模板变形或向一侧倾斜,浇筑时两侧混凝土需均衡上升,两侧高差不大于50cm,并控制混凝土浇筑速度。施工前进行了现场生产性试验,确定了最佳灌浆参数。回填灌浆按两个次序进行,自较低的一端开始向较高的一端推进;同一区段内的同一次序孔全部或部分钻孔完成后进行灌浆。固结灌浆则按环间分序、环内加密的方法施工,对于地质不良地段分为三个次序。灌浆范围为隧洞衬砌顶拱90°-120°范围,灌浆压力一般控制在0.3-0.5MPa之间。灌浆方法采用纯压式,一泵灌一孔。

3质量控制措施

3.1洞室开挖质量控制

在洞室开挖过程中,严格执行“短进尺、弱爆破、多循环、强支护、勤观测”的原则,确保施工质量和围岩稳定。爆破前进行生产性试验,验证各爆破设计参数,并根据围岩变化情况及实际爆破效果及时进行修正。对围岩条件较差及洞室轴线与岩层层面、断层破碎带夹角较小,易发生局部塌落、掉块的洞段,预留保护层采用水平光爆技术,确保施工质量和围岩稳定。预留保护层采用水平光爆技术,确保施工质量和围岩稳定。此外,针对不同类型的围岩制定了相应的支护措施,例如Ⅲ类围岩段边顶拱范围内初期支护采用Φ25系统锚杆,每断面7根,排距1.5米,并挂网φ8@20×20cm,喷射10厘米厚C30混凝土。

3.2隧洞混凝土衬砌的质量保证

隧洞混凝土衬砌过程中应特别注意接缝处理,沿洞轴线分段形成的伸缩缝需按设计要求设置橡胶止水和铜片止水。施工中严格控制混凝土的配比和浇筑速度,确保混凝土的均匀性和密实性。喷射混凝土作业应分段分片依次进行,每层混凝土应在前一层终凝后再进行,避免出现坠落和滑移现象。表2列出了混凝土衬砌实测项目的检查标准,如混凝土强度(MPa)应在合格标准内,通过超声回弹综合法检测;衬砌厚度90%的检查点的厚度应≥设计厚度,且最小厚度≥0.5设计厚度;墙面平整度在施工缝、变形缝处≤20mm,其他部位≤5mm;衬砌密实状况无空洞、无杂物等。

3.3灌浆作业的质量监督

回填灌浆按两序进行,施工时自较低的一端开始,向较高的一端推进;同一区段内的同一次序孔全部或部分钻孔完成后进行灌浆。回填灌浆的浆液水灰比为0.6或0.5,空隙大的部位应灌注基混合浆液或高流态混凝土。使用水泥砂浆时,掺砂量不宜大于水泥量的200%;回填灌浆质量检查时,向检查孔内注入水灰比2:1的浆液。固结灌浆则按环间分序、环内加密的方法施工,压力为0.4MPa,灌浆采用纯压式灌浆,全孔一次性灌注。灌浆结束标准为:在规定的压力下,灌浆孔停止吸浆,并继续灌注5分钟后即可结束;对于固结灌浆,则当灌入率≤0.4L/min时,继续灌注30分钟后结束。封孔采用扎管法或压力灌浆封孔法,确保灌浆效果达到预期目标。

4结语

导流输水隧洞作为水利工程的重要组成部分,其施工质量和后期运行效果直接关系到整个水库工程的安全与稳定。特别是在复杂地质条件下,如何确保隧洞的顺利开挖、有效支护及高质量衬砌,成为工程成败的关键。本研究以淘金河水库导流输水隧洞工程为例,深入探讨了在复杂地质条件下的施工难点及相应的技术解决方案,并提出了切实可行的质量控制措施。通过科学合理的水流控制方案、精细的隧洞开挖与支护技术以及严格的混凝土衬砌和灌浆作业质量监督,成功解决了施工过程中遇到的各种难题,确保了工程的顺利实施。

参考文献

[1] 郑长洲,张采贤,龙玉女. 浅埋小断面隧洞开挖技术在白乃水库中的应用[J]. 云南水力发电,2023,39(2):160-163.

[2] 杨宏昆,王坤雷,许红军,等. 巴拉水电站首部枢纽导流洞坍塌冒顶处理[J]. 四川水力发电,2023,42(5):127-131,136.

*本文暂不支持打印功能

monitor