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【摘 要】 在小型水电站隧洞施工过程中,其施工难度较大,施工技术复杂,因此,做好施工质量控制至关重要。本文将从以下几个方面来详细分析小型水电站隧洞施工中的质量控制措施,以期能够有效提高小型水电站隧洞施工的水平。
【关键词】 小型水电站;隧洞施工;质量控制
一、前言
随着我国水利水电事业的发展,小型水电站数量不断增多,为了保证水电站后期的使用效果稳定,必须要在施工中做好质量控制工作,确保其施工的质量。本文主要围绕着小型水电站隧洞施工,分析了施工质量控制措施。
二、水电站基本设置及引水隧洞施工类型
目前大型的河流水资源利用已经进入尾声,剩余未开发的水资源均位于西藏、云南等地势险要的地点,开发难度大。因此进行小型高水头引水式的水电站布点开发,则成为水电发展的一个趋势。高水头引水式的小型发电站,一般采用水库蓄水,通过引水隧洞或者导流渠进行引水式发电。水电站的主体工程一般包括堆石坝、泄洪洞、导流隧洞、引水隧洞、双室式调压井、压力管道、地下厂房等建筑物和构筑物。而引水隧洞作为其主要构筑设施,其施工质量与施工效果将决定水电站的发电效率和使用实效。
引水隧洞施工一般包括进水口、拦污栅闸、引水隧洞主洞,引水隧洞支洞等部分。进水口一般采用竖井式,同时设置固定的拦污闸,包括以平板工作闸门、检修闸门和启闭机等金属部件构成的金属结构。隧洞主体一般包含主洞与支洞两部分,净空采用马蹄形断面,根据当地岩层情况不同采用不同的岩壁防护措施,比如说主洞与支洞交叉段采用钢筋混凝土衬砌,断层带地段采用钢板衬护,无特殊地质要求的洞段边墙与拱顶采用锚喷混凝土,底板使用现浇混凝土。为了辅助主洞施工,一般会设置一到两个施工支洞。
三、施工前期质量控制工作
引水隧洞轴线长,如何保证隧洞轴线贯通是开挖前及开挖过程中控制的重点。在施工前期阶段,根据设计控制网点布置了施工测量控制网,并报业主和监理工程师审核,达到精度要求后,承包人才能进行隧洞轴线放样开挖。施工过程中承包人、监理人进行两级测量校准。开挖过程中承包人加强对隧洞轴线的测量校准,特别是转弯段轴线的校准,业主及监理随时对隧洞轴线进行二次校核,发现偏移及时进行校正。
四、隧洞开挖施工过程中的质量控制
1、隧洞的开挖质量控制
为保证开挖质量达到规范要求,要求各承包商在施工支洞中进行光面爆破试验。对于爆破孔的布置、方向、装药量、起爆分段,监理工程师和承包商技术人员共同参与,在施工现场共同对进尺长度、围岩扰动、渣块大小等爆破结果分析研究,选择最优的爆破参数,并设计爆破作业指导书,用于爆破施工参考。
在开挖工程中,监理工程师对各工序进行严格监控:为保证布孔准确,必须准确标定圆心、切点、顶点和底板边界点;孔布置包括孔间距尺寸、钻孔方向、深度;装药前严格进行洗孔,制作起爆体、加工炸药串,然后将制作好的起爆体及炸药串分别装入相应孔内,并装够设计药量;堵塞炮孔,堵紧并堵够设计长度;起爆网络,应严格分段起爆。在上述施工工序中,凡未严格按设计要求进行的,监理工程师必须现场追究责任,责令承包商达到要求为止,对多次不改者,发文通报批评。
在开挖过程中,施工质量控制难点是地质较差(如Ⅳ和V类围岩)和地下水丰富的洞段。对地质较差洞段要求承包商采用“短进尺、弱爆破、加密炮孔数、缩小间距”;地下水丰富洞段常发生炸药被水冲出的难题,监理工程师要求承包商采用“引、排、堵”的施工方案,即首先打排水孔将大量水排出,再采用木塞封堵炮孔并现场督促实施,从而使开挖质量得到保证,并将因地质因素造成的超挖控制在最小范围内。
2、临时支护质量控制
引水隧洞较长,地质复杂,地下水丰富,临时支护量大。监理工程师根据隧洞开挖揭示情况,因地制宜地批复和建议承包商采取支护措施,主要的临时支护手段有锚喷和钢支撑。在地下水较丰富、切割块体较大和受不利结构面组合的洞段,采用钢支撑和锚杆支护。为确保洞室稳定,因而锚杆施工质量尤为关键。锚杆最大孔深深入岩体5m,一般采用3.0m锚杆。为确保锚杆孔深和钻孔方向,监理工程师现场指定锚杆位置和锚孔方向,并检查验收孔深、孔向。临时锚杆为药卷锚杆,采用先装药卷后插锚杆的施工方法。对每根锚杆建立质量检查卡,监理工程师实行现场旁站监理,并作拉拔实验进行抽查,确保每根锚杆质量符合要求。钢支撑质量控制,首先,要求承包商对接头点必须加固处理;其次,钢支撑基础必须牢固,钢支撑应紧贴岩面,岩面与钢支撑缝隙可用金属物或挂板喷混凝土填充,增加受力点。钢支撑必须与锚杆连接以便形成一个整体。
在无地下水、岩体较破碎且受不利结构面组合的洞段,一般采用挂网锚喷支护。首先,应该控制锚杆施工质量,其次是喷护质量。喷护控制过程如下:基础面清理、清洗:对松动石渣块体、岩面污染部位必须清理、清洗,直到符合要求;挂网:网片应随岩面敷设,其间隙不小于3cm,网片要点焊在锚杆上,使网片稳固;喷护质量控制:喷护材料应严格按配比要求配制,喷护厚度要达到要求、喷射2~4h后,应洒水养护。喷混凝土表面要平整,不应出现夹层砂包、脱空、蜂窝、露筋现象,在结构接缝部位,喷层应有良好的搭接,不存在贯穿性裂缝。临时锚喷与钢结构支护在开挖施工中收到很好的效果,保证了工程和资源安全。
3、永久挂网锚喷支护质量控制
永久挂网锚喷支护质量控制与临时挂网锚喷支护几乎相同,不同点是临时锚杆,用的是药卷锚杆,永久锚杆用的是砂浆锚杆。监理工程师在施工过程中,首先检查承包商是否按施工详图布置,对孔位、孔向、孔径、孔深、洗孔质量、浆液性能及灌人密度等分项进行检查,并进行旁站监理灌注。每道工序经检查符合规范要求后,方可进入下一道工序施工。对局部须增设锚杆的部位,征得设计同意后,可增设锚杆。监理工程师必须随机现场取样50组,进行强度测试,测试结果必须达到优良标准,以确保洞室稳定性。喷护厚度采用埋桩、打孔相结合的检测方法。
五、锚杆施工质量控制
检查施工排架搭设是否牢固,是否与岩石边坡可靠连接。检查锚杆孔钻孔的孔位、角度及深度:孔位应符合图纸要求,角度控制为10°±2°,孔深不小于设计孔深。检查冲孔质量,是否将孔内岩粉全部冲洗出来。检查吹孔质量,是否将孔内积水全部吹干净,无明水。检查水泥砂浆原材料是否符合规范要求,其拌制是否符合规定的水灰比及灰砂比。检查注浆管是否插至距孔底5~10cm处,注浆管是否缓慢匀速拔出;停止注浆时,孔口是否溢出砂浆。检查锚杆是否有材质证明,插入锚杆后,孔口是否用砂浆封实。在砂浆终凝前,不得使锚杆受到碰撞。
六、喷射混凝土施工质量控制
检查喷射混凝土的原材料是否满足设计要求,其配比是否满足规定的配比要求。喷射混凝土之前,检查排水管管口是否已保护,喷射混凝土厚度的控制标志是否在系统锚杆上标出;受喷面是否冲洗干净已通过验收。喷射作业是否自下而上,分区分层进行。首次喷层厚度控制为5cm。喷射完成后,应及时清除坡面上的回弹混凝土,然后才能进行下一喷层的施工。
七、结束语
综上所述,小型水电站隧洞施工必须要明确施工的每一个流程,从施工的流程着手,做好每一个施工工艺的质量控制工作,从而保证施工的质量,提高小型水电站整体施工水平。
参考文献:
[1]颜学贤.花园水电站引水隧洞施工[J],广西水利水电,2009.12.
[2]鲁顺伟.拉气水电站长引水隧洞施工[J],云南水力发电,2011.03.
[3]王大桐,“引大入秦”工程总干渠盘道岭隧洞进口矩形渠槽损坏成因初探及渗漏处理[J].新型建筑材料.2012(10)
[4]张文倬.水工隧洞衬砌混凝土分缝问题刍议[J].四川水利.2011(04).
[5]蔡智军.金堆城某隧洞渗漏原因分析及防治建议[J].科技创新导报.2011(29)
【关键词】 小型水电站;隧洞施工;质量控制
一、前言
随着我国水利水电事业的发展,小型水电站数量不断增多,为了保证水电站后期的使用效果稳定,必须要在施工中做好质量控制工作,确保其施工的质量。本文主要围绕着小型水电站隧洞施工,分析了施工质量控制措施。
二、水电站基本设置及引水隧洞施工类型
目前大型的河流水资源利用已经进入尾声,剩余未开发的水资源均位于西藏、云南等地势险要的地点,开发难度大。因此进行小型高水头引水式的水电站布点开发,则成为水电发展的一个趋势。高水头引水式的小型发电站,一般采用水库蓄水,通过引水隧洞或者导流渠进行引水式发电。水电站的主体工程一般包括堆石坝、泄洪洞、导流隧洞、引水隧洞、双室式调压井、压力管道、地下厂房等建筑物和构筑物。而引水隧洞作为其主要构筑设施,其施工质量与施工效果将决定水电站的发电效率和使用实效。
引水隧洞施工一般包括进水口、拦污栅闸、引水隧洞主洞,引水隧洞支洞等部分。进水口一般采用竖井式,同时设置固定的拦污闸,包括以平板工作闸门、检修闸门和启闭机等金属部件构成的金属结构。隧洞主体一般包含主洞与支洞两部分,净空采用马蹄形断面,根据当地岩层情况不同采用不同的岩壁防护措施,比如说主洞与支洞交叉段采用钢筋混凝土衬砌,断层带地段采用钢板衬护,无特殊地质要求的洞段边墙与拱顶采用锚喷混凝土,底板使用现浇混凝土。为了辅助主洞施工,一般会设置一到两个施工支洞。
三、施工前期质量控制工作
引水隧洞轴线长,如何保证隧洞轴线贯通是开挖前及开挖过程中控制的重点。在施工前期阶段,根据设计控制网点布置了施工测量控制网,并报业主和监理工程师审核,达到精度要求后,承包人才能进行隧洞轴线放样开挖。施工过程中承包人、监理人进行两级测量校准。开挖过程中承包人加强对隧洞轴线的测量校准,特别是转弯段轴线的校准,业主及监理随时对隧洞轴线进行二次校核,发现偏移及时进行校正。
四、隧洞开挖施工过程中的质量控制
1、隧洞的开挖质量控制
为保证开挖质量达到规范要求,要求各承包商在施工支洞中进行光面爆破试验。对于爆破孔的布置、方向、装药量、起爆分段,监理工程师和承包商技术人员共同参与,在施工现场共同对进尺长度、围岩扰动、渣块大小等爆破结果分析研究,选择最优的爆破参数,并设计爆破作业指导书,用于爆破施工参考。
在开挖工程中,监理工程师对各工序进行严格监控:为保证布孔准确,必须准确标定圆心、切点、顶点和底板边界点;孔布置包括孔间距尺寸、钻孔方向、深度;装药前严格进行洗孔,制作起爆体、加工炸药串,然后将制作好的起爆体及炸药串分别装入相应孔内,并装够设计药量;堵塞炮孔,堵紧并堵够设计长度;起爆网络,应严格分段起爆。在上述施工工序中,凡未严格按设计要求进行的,监理工程师必须现场追究责任,责令承包商达到要求为止,对多次不改者,发文通报批评。
在开挖过程中,施工质量控制难点是地质较差(如Ⅳ和V类围岩)和地下水丰富的洞段。对地质较差洞段要求承包商采用“短进尺、弱爆破、加密炮孔数、缩小间距”;地下水丰富洞段常发生炸药被水冲出的难题,监理工程师要求承包商采用“引、排、堵”的施工方案,即首先打排水孔将大量水排出,再采用木塞封堵炮孔并现场督促实施,从而使开挖质量得到保证,并将因地质因素造成的超挖控制在最小范围内。
2、临时支护质量控制
引水隧洞较长,地质复杂,地下水丰富,临时支护量大。监理工程师根据隧洞开挖揭示情况,因地制宜地批复和建议承包商采取支护措施,主要的临时支护手段有锚喷和钢支撑。在地下水较丰富、切割块体较大和受不利结构面组合的洞段,采用钢支撑和锚杆支护。为确保洞室稳定,因而锚杆施工质量尤为关键。锚杆最大孔深深入岩体5m,一般采用3.0m锚杆。为确保锚杆孔深和钻孔方向,监理工程师现场指定锚杆位置和锚孔方向,并检查验收孔深、孔向。临时锚杆为药卷锚杆,采用先装药卷后插锚杆的施工方法。对每根锚杆建立质量检查卡,监理工程师实行现场旁站监理,并作拉拔实验进行抽查,确保每根锚杆质量符合要求。钢支撑质量控制,首先,要求承包商对接头点必须加固处理;其次,钢支撑基础必须牢固,钢支撑应紧贴岩面,岩面与钢支撑缝隙可用金属物或挂板喷混凝土填充,增加受力点。钢支撑必须与锚杆连接以便形成一个整体。
在无地下水、岩体较破碎且受不利结构面组合的洞段,一般采用挂网锚喷支护。首先,应该控制锚杆施工质量,其次是喷护质量。喷护控制过程如下:基础面清理、清洗:对松动石渣块体、岩面污染部位必须清理、清洗,直到符合要求;挂网:网片应随岩面敷设,其间隙不小于3cm,网片要点焊在锚杆上,使网片稳固;喷护质量控制:喷护材料应严格按配比要求配制,喷护厚度要达到要求、喷射2~4h后,应洒水养护。喷混凝土表面要平整,不应出现夹层砂包、脱空、蜂窝、露筋现象,在结构接缝部位,喷层应有良好的搭接,不存在贯穿性裂缝。临时锚喷与钢结构支护在开挖施工中收到很好的效果,保证了工程和资源安全。
3、永久挂网锚喷支护质量控制
永久挂网锚喷支护质量控制与临时挂网锚喷支护几乎相同,不同点是临时锚杆,用的是药卷锚杆,永久锚杆用的是砂浆锚杆。监理工程师在施工过程中,首先检查承包商是否按施工详图布置,对孔位、孔向、孔径、孔深、洗孔质量、浆液性能及灌人密度等分项进行检查,并进行旁站监理灌注。每道工序经检查符合规范要求后,方可进入下一道工序施工。对局部须增设锚杆的部位,征得设计同意后,可增设锚杆。监理工程师必须随机现场取样50组,进行强度测试,测试结果必须达到优良标准,以确保洞室稳定性。喷护厚度采用埋桩、打孔相结合的检测方法。
五、锚杆施工质量控制
检查施工排架搭设是否牢固,是否与岩石边坡可靠连接。检查锚杆孔钻孔的孔位、角度及深度:孔位应符合图纸要求,角度控制为10°±2°,孔深不小于设计孔深。检查冲孔质量,是否将孔内岩粉全部冲洗出来。检查吹孔质量,是否将孔内积水全部吹干净,无明水。检查水泥砂浆原材料是否符合规范要求,其拌制是否符合规定的水灰比及灰砂比。检查注浆管是否插至距孔底5~10cm处,注浆管是否缓慢匀速拔出;停止注浆时,孔口是否溢出砂浆。检查锚杆是否有材质证明,插入锚杆后,孔口是否用砂浆封实。在砂浆终凝前,不得使锚杆受到碰撞。
六、喷射混凝土施工质量控制
检查喷射混凝土的原材料是否满足设计要求,其配比是否满足规定的配比要求。喷射混凝土之前,检查排水管管口是否已保护,喷射混凝土厚度的控制标志是否在系统锚杆上标出;受喷面是否冲洗干净已通过验收。喷射作业是否自下而上,分区分层进行。首次喷层厚度控制为5cm。喷射完成后,应及时清除坡面上的回弹混凝土,然后才能进行下一喷层的施工。
七、结束语
综上所述,小型水电站隧洞施工必须要明确施工的每一个流程,从施工的流程着手,做好每一个施工工艺的质量控制工作,从而保证施工的质量,提高小型水电站整体施工水平。
参考文献:
[1]颜学贤.花园水电站引水隧洞施工[J],广西水利水电,2009.12.
[2]鲁顺伟.拉气水电站长引水隧洞施工[J],云南水力发电,2011.03.
[3]王大桐,“引大入秦”工程总干渠盘道岭隧洞进口矩形渠槽损坏成因初探及渗漏处理[J].新型建筑材料.2012(10)
[4]张文倬.水工隧洞衬砌混凝土分缝问题刍议[J].四川水利.2011(04).
[5]蔡智军.金堆城某隧洞渗漏原因分析及防治建议[J].科技创新导报.2011(29)