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水利隧洞工程开挖施工和塌方问题

2021/08/11 阅读:

摘要:在水利隧洞开挖施工等诸多方面,先进、科学的隧道开挖技术不但可以提高整个建筑工程的整体质量,同时还可以为建筑企业带来巨大的经济效益和社会效益。近年来,水利隧道开挖施工的途径也逐渐增多,然而,在实际的建造过程中,部分地区的隧道工程建设也出现了诸多不良现象,例如,塌方问题的出现。本文首先简单的介绍了水利隧洞工程的主要功能,又对利隧洞工程开挖施工准备做出了诸多分析;其次结合实际的建设情况阐述了水利隧洞施工开挖施工技术;最后进行了水利隧洞工程开挖施工要点分析,并提出了水利隧洞工程开挖塌方处理等相关内容,希望能够给同行带来一定的帮助和价值参考,以此提高水利隧洞工程项目的建设成果。

关键词:水利隧洞;工程;开挖施工;塌方问题

0引言

在实际的水利工程建设过程中,隧洞建设工程是其重要的组成部分,但经常受到外界客观环境因素和人为因素的影响,加上施工作业人员没有采用相对统一的建设方法进行操作处理,导致部分隧洞工程建设项目的结构质量不具有安全性,甚至形成较为严重的塌方事故,为施工作业人员的生命和财产安全构成一定的威胁。为了提高水利隧洞工程建设的建设质量,管理部门应结合实际的工程建设情况,从实际情况出发,在规范施工作业人员操作手段的基础上,确保开挖施工流程的稳定性[1]。

1水利隧洞工程的主要功能

众所周知,隧洞工程是水利建设工程项目的一部分,其主要的建设目标就是大量输水或者当发生地质灾害时,进而发挥排洪抗涝的作用,当进行开挖建设时,设计人员应按照国家规定的建设标准将隧洞建成封闭式的内部输水结构,久而久之,人们通俗的将其叫做水工隧洞。因各类隧洞建设工程的实施手段和应用特点都存在一定的差异性,建筑工程的管理人员应结合实际的工程情况,运用不同的开挖技术来增加隧洞结构的承载负荷力,并在周密分析的基础上,制定相对完善的工程建设方案。在实际的工程建设过程中,放水隧洞以及泄水隧道是最为常见的隧道结构建设形式,放水隧道主要的建设功能是进行大面积的灌溉、规模建设发电以及为广大人民群众提供大量水源[2];而泄水隧道与前者有所不同,它主要是利用隧道的结构特点进行泄放超过警戒线的水源,与此同时,施工作业人员还可以基础的对水电站尾水进行有效管理,并进行基础的建筑结构施工建设。例如,近年来,我国著名的地下调水工程主要是利用隧洞工程的操作技术,当建设工程后期投入使用过程中,隧洞施工项目暴露了诸多工程建设问题,特别是断层塌方、地下暗河等不良现象,对此,相关人员应充分对工程场地进行实际的勘察,并采用一定的科学技术对土壤的化学物理成分进行分析,进而可以更好的对水利隧洞工程建设的安全稳定实施做保障。

2水利隧洞工程开挖施工准备分析

外界客观环境因素以及人为因素始对水利隧洞工程的建设形成负面影响,所以,在隧洞工程准备之前,建筑企业管理部门应详细的对隧道工程场地的边线、开挖轴线以及坡度、控制线和开挖的具体深度进行综合分析和测量,并引进先进的排水基础设施,同时埋设适量的控制桩以稳定整个施工建设结构[3]。另外,建筑人员还应制定科学的设计方案,对隧洞开挖区域进行截水沟建设,对那些临时存在的排水沟和积水坑进行安全规划,在满足施工建设安全、合规操作的基础上,开挖过程中应保留合理的坡度,同时对施工产生的废水、围岩渗水以及工作位面所产生的内积水进行有效排泄和管控。另外,为了提高工程项目的坡度安全,工程建设人员应亲自对工程现场进行全方位的测量,一旦发现隧洞结构出现破裂、掉块以及破损等不良情况,建筑团队应立即停止工程建设,采用有效的加固手段来集中进行维修和养护,在此过程中,建筑企业应投入适当的建设资金来购买先进的开挖基础施工设备,进而促进水利隧洞工程开挖工作的顺利开展,与此同时,应定期的对开挖机械设备老化零部件进行维修保养,延长设备使用寿命,提高施工作业人员的整体组织效率,最后为企业创造更多经济价值奠定夯实的基础。

3水利隧洞施工开挖施工技术

3.1全断面开挖施工技术

一次性爆破形成隧道可以采用全面的开挖施工处理技术,并采用独特的操作手段来支撑隧洞室内的结构支护,其中,经过大量的实践证明,全断面的开挖施工技术展现了诸多优点,一般表现为:建筑企业的施工作业人员应在保证水利隧洞开挖工作安全实施的前提下,应用简单的操作工艺流程来提升隧洞工程的进展[4]。另外,为了避免外界环境因素的影响,建筑企业应适当的购买相关先进的机械设备,从而使得企业节约大量的人力、物力资源。除此之外,应用全断面开挖施工技术可以有效的帮助隧洞结构快速成型,以避免围岩结构对隧洞内部形成不利影响。值得注意的是,全断面开挖施工技术在相对坚硬的隧洞中应用较多,施工作业人员应结合实际的工程建设情况,结合先进的技术施工水平设计完善的建设方案。

3.2台阶开挖施工技术

正台阶法和反台阶法是当前台阶开挖施工技术的主要应用方法,总而言之,在进行实际的水利隧洞工程开挖过程中,建筑企业的设计方案人员应根据施工现场的具体条件来决定相关应用何种技术,以此来制定洞室内的规格、尺寸和大小,在稳定的岩体和土体中,应用的台阶开挖技术较为普遍。

4水利隧洞工程开挖施工要点

4.1施工测量工艺

建筑测量人员应专业的对水利隧洞工程进行周密的测量,并根据实际的工程建设情况应用合理的开挖工程技术,待其进行隧道爆破后,设计人员应对工程场地的相关数据参数进行收集、整理和汇总,并布置出适量的点布孔位。另外,当水利隧洞开挖断面测量之后应完成混凝土的浇筑环节,并保证测量工作的间距在6-12cm之间[5],与此同时,应严格按照测量技术标准,进而制定相关洞轴线,反复的对隧洞结构进行全面的测量,确保测量数据的准确性。

4.2钻孔施工要点

首先,隧洞施工作业人员应按照规定对腰线、中线以及开挖轮廓线进行测量,进而可以促进更好的钻孔施工建设;其次,当进行湿式风钻钻孔过程中,应全面的对钻机和相关螺栓进行维护和保养,一旦发现部分重要零部件发现损坏,应立即进行更换和改造,进而提升风钻机运行处于最佳状态;最后,为了避免超挖现象的发生,应对隧洞周边孔的偏角管控在最小的角度范围内,并保证光爆孔的偏差保持在8cm之内。

4.3爆破施工的要点

水利隧洞施工的爆破操作可能会直接影响整个工程项目的安全性和稳定性。首先,应结合实际的施工情况制定科学、合理的爆破设计方案,并重点关注爆破施工的开挖断面平整和洞壁稳固,在爆破期间,还应严格管控炸药的具体用量,避免爆破施工对围岩的不利影响;其次,还应进行相关爆破模拟实验,当确定具体的爆破结果后及时的上报给上级管理部门,以便监理部门的监理工程师可以实时的对爆破结果和爆破参数进行有机协调和控制;最后,建筑施工企业应明确爆破施工点的具体位置,妥善的应用相关操作技术进行隧洞内部结构进行断面开挖,在进行钻孔爆破设计的过程中,使得相关钻孔的直径在38.5-42.5mm之间,相关设计人员还应合理的确定炮孔深度,一般情况下,可以选择使用防水乳等炸药,通过非点导爆管起爆。为了减少爆破施工对围岩的不利影响,相关人员不应使用藕合装药[6]。在对前述三点进行重点关注后,还应综合处理爆破施工之后的危石清除处理工作,当爆破过程中,出现大量的危石后,相关人员应及时进行清除,从而更好的促进水利隧洞安全建设。另外,技术检验人员应严格按照施工建设标准,对已经开挖洞内的围岩稳定状态进行技术检验,一旦发现大量的碎石掉落,应有针对性的采取相关处理手段,进而对围岩内部结构进行加固,只有等到所有的破碎洞段都得到提升和改善后,应立即对隧洞内部结构加设大约6cm左右的混凝土,只有等到出渣基础工作都顺利完成后,再全面的进行安全检查。

5水利隧洞工程开挖塌方处理

水利隧洞工程项目的开挖处理直接影响着整个施工建筑工程项目的整体质量,在实际的建设期间,施工作业人员应坚持“小塌清,先支后清”和“大塌穿,先棚后穿”的基本原则规范流程建设。值得说明一点的是,这里所说的“小塌清,先支后清”,即在水利隧洞施工建设中,开挖过程的塌方量相对较少,为了维修并加固水利隧洞工程的内部结构,施工作业人员应加固塌方内部基础建设,之后再采用独特的施工技术来清理塌方内部的杂物和碎石,塌方内部的加固操作,应统一进行处理,一旦出现塌落等不良事故,会直接威胁着施工作业人员的生命财产安全。一般情况下,如果水利隧洞工程内部曾经出现过塌方事件,都会间接的影响隧洞两侧结构的安全性、稳定性,为后期隧洞投入带来了诸多不确定风险隐患,此时,施工作业人员没有重视塌方顶部的支撑加固,可能会立即导致塌方坑道侧壁失去平衡,从而造成再次塌方。“大塌穿,先棚后穿”就是指施工作业人员在进行大规模的水利隧洞施工建设过程中,即塌方工程量相对较大时,开挖建设周期相对较长,这时就需要施工作业人员具有实际的工作能力和独特的操作技巧,通过先进的技术检测设备来快速定位塌方区域的具体位置和主要形状,从而为后期塌方工程建设创造有利的条件[7]。与此同时,当发生以上建筑情形时,可以将塌方结构看做一个整体,也可以看成是一段相对破碎松散的地层结构,此时可以应用超前支撑的方法或者是采用开挖导坑的方法穿越塌方体,来提升内部结构的整体质量效果。特别是在采用以上的施工方法后,当进行穿越处理技术时,应将塌方部位的两端的顶部进行加固处理,进而扩大塌方的整体加固部位,与此同时,在实际的穿越过程中,还可以利用插板法来稳固内部结构,即施工作业人员针对隧洞导坑内部的顶端使用相关技术手段,将适量的插板安设在相关塌方体内,从而形成相对完整的棚顶基础设施,然后,施工作业人员在保证安全建设环境的条件下,全面的进行开挖技术处理,并重点关注开挖期间的挖变衬砌效果。

6结束语

总而言之,水利隧洞开挖工程建设受到各种外界客观因素的影响,相关建筑人员应妥善处理隧洞工程建设的各个操作流程,并积极学习并引进国内外先进的隧洞开挖处理技术,要求相关人员不断学习理论知识,同时,聘请专业的建筑专家对施工作业人员进行专业的指导,通过技术创新和应用实践,在因地制宜、统筹规划的基础上,确保水利隧洞工程开挖的安全性和稳定性,避免塌方问题的出现,最后促进社会的可持续发展。

参考文献

[1]张启明.隧洞施工中的难点问题及处理对策探析[J].地下水,2020,(05):309-310.

[2]邹海峰.水利水电工程水工隧洞渗水问题研究[J].城市建筑,2020,(27):133-134.

[3]连升.引洮水利工程隧洞施工中常见问题的处理措施[J].农业科技与信息,2020,(22):117-118.

[4]王文江.某输供水工程隧洞塌方的处理措施[J].东北水利水电,2020,38(05):15-17.

[5]马学鹏.水工隧洞施工质量问题及解决措施探析[J].水电水利,2019,(03):180-181.

[6]吴剑疆.大埋深输水隧洞设计和施工中的关键问题探讨[J].水利规划与设计,2020(4):120-125.

[7]甘宇程.TBM引水隧洞塌方处理施工技术研究[J].四川水泥.2019,(05):174.

作者:董谦 单位:甘肃省水利水电工程局有限责任公司

水利隧洞工程开挖施工和塌方问题

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