超大洞室开挖及其混凝土浇筑快速施工技术的研究赵宗刚

超大洞室开挖及其混凝土浇筑快速施工技术的研究赵宗刚

赵宗刚

中国水利水电第七局工程局二分局四川成都611730

摘要：水利工程项目具体实施过程中，易受各种因素影响施工工作的顺利开展，尤其在超大洞室开挖施工中，因施工风险性很高、条件较差及作业面较窄等，所以对施工技术要求相对高。为此，在项目实施中需不断改进并提升施工技术，同时严加检查、监督管理层、施工层，有效控制工程项目洞室开挖、混凝土浇筑施工技术，同时加快项目施工速度，尽可能的缩减施工成本。本文重点对超大洞室开挖及其混凝土浇筑快速施工技术展开如下研究。

关键词：超大洞室开挖；混凝土浇筑；施工技术

引言

在现代经济飞速发展的大环境下，国内水利工程建设事业也得到很好的发展，工程建设项目获得了高度重视，如南水北调工程、三峡工程等。项目施工进度、施工技术、质量等方面的问题一直是施工管理重点，因此，为了解水平工程项目实施中，超大洞室开挖及其混凝土浇筑快速施工技术，本研究以某一工程案例为例展开分析。

1.工程案例简介

本次研究对象选取某山区水库工程，工程任务主要是在确保干流生态供水稳定的状况下，以灌溉、防洪为主，同时兼顾发电利用。水库的总库容量为22.5亿m3，正常的蓄水位为1815m，坝高最高为165m，电站装机的容量为755MW。此枢纽属于大（1）型Ⅰ等水利项目工程。枢纽工程项目建筑物涉及：混凝土面板砂砾石堆石坝（拦河坝）、中孔泄洪洞、1#与2#深孔放空排沙洞、1#与2#表孔溢洪洞、电站厂房、发电饮水设备系统、电站厂房、发电厂房、生态基流发电系统等。2条1#深孔放空排沙洞、发电洞、生态基流的发电洞、发电厂房等，主要安置于右岸，左岸安置2条溢洪洞、洞子、2#深孔放空排沙洞、中孔泄洪洞；1级建筑物包括泄洪洞、挡水建筑物、发电洞进水口；2级建筑物包括电站厂房、发电厂房；3级建筑物包括生态基流的引水洞、次要建筑物、厂房；4级建筑物主要指一些临时搭建的建筑物。

2.工程项目超大洞室开挖前期准备工作

第一，工程项目施工人员在洞室开挖前期施工准备环节，需要充分熟悉各个环节的施工安全操作方法、技术操作规范关键点等，同时定时积极参与相关的技术安全考核，保证执证上岗；

第二，针对可从事一些特殊作业的施工人员，需遵照相关规定展开专门培训，并取得专业资格证书，之后再执证上岗。而且施工作业人员上岗前，需要佩戴相关防护用品，并完成好各项施工安全交底工作，对施工人员、其他操作人员展开安全教育及技术培训方面的工作，以确保整个项目施工人员、作业人员充分认识施工安全管理工作[1]；

第三，工程项目实施期间，需对技术人员展开定期轮训，准确控制其离岗时间，若是离岗的时间很长，就应对其展开重新培训，之后安排其完成地下工程项目施工作业。而且相关项目组可以设置专门的安全检查监管小组部门，并交由专业安全管理员督导，保证施工过程依据统一的管理制度开展施工及其各项操作，同时也需严格遵守相关的安全管理规章制度及其施工标准要求，以进一步确保施工作业、施工操作安全。

3.超大洞室开挖及其混凝土浇筑快速施工技术

3.1超大洞室开挖施工技术

超大洞室开挖施工过程中，在开挖进口渐变段时需由上至下分成四层，开挖上层时选“眼镜法”进行开挖，即先开挖出左侧、右侧的导洞，之后再开挖中部的岩柱。并利用“新奥法”原理，在左侧、右侧的导洞开挖结束之后实行锚喷支护，最后开挖中部岩柱以及支护施工，在中部岩柱开挖滞后的导洞开挖掌子面大约五个循环[2]。上层的左侧、右侧导洞断面的尺寸控制在8.0m×8.0m左右，选择YT28手风钻进行钻孔，每次循环可进尺大约1.5m。在开挖中层、下层时选择中部拉槽，将梯段高度控制在5.0m左右，两侧、底板可预留一个保护层，侧向保护层的厚度控制在4.0m左右，底板保护层的厚度控制在2.2m左右，中部拉槽选择液压钻机进行钻孔，梯段完全爆破，侧向、底板的保护层选择手风钻钻一个水平孔，确保预裂爆破可以一次性彻底拆除。

3.2超大洞室开挖支护施工

第一，超前支护。在实行超前支护施工过程中，渐变段可以安排2排大管棚，在洞口导0-14.0位置安置1排长25m、间距50cm的管棚（φ108×6mm、θ=10°），总共53根。在洞内导的0+1.0位置安置1排长20m、间距50cm的管棚，管棚（φ89×6mm、θ=10°），总共50根。洞口管棚选择AtlasA66CB的液压履带钻机进行钻孔，钻孔的直径为Φ150，洞内的管棚选择哈迈XZ-40的多功能的钻机，将钻孔的直径控制在Φ130[3]。

第二，系统支护。整个工程项目进口渐变段的全段选择钢支撑进行支护，在导0-14.0，导0+16.0处选用22b工字钢，将间距保持在60cm左右；在导0+16.0，导0+36.0段，选择I20b的工字钢，将间距控制在60cm左右；钢支撑安装可较好的完成30cm厚的喷护C25的聚丙烯纤维混凝土。而顶拱锚杆、锚筋束则是选取H518-50-8-P型的锚杆台车进行钻孔，边墙锚筋束选择ROC742的液压钻机进行钻孔，混凝土的喷护选择MEYCO湿喷台车完成各个阶段的施工。

3.3超大洞室开挖混凝土衬砌施工技术

底板浇筑结束以后，对于边墙的浇筑可选择顶拱承重结构完成搭设，而且顶拱的承重结构需要严格遵照有关原则展开设计，即顶拱的承重结构搭设之前，搭设型钢的下部承重架可作为一期的承重结构，其荷载主要有：型钢以及型钢上部各种脚手架、模板以及有关的施工动力的荷载[4]。一期的承重结构在完全搭设结束之后，可持续完成二期的承重结构搭设，也就是顶拱的承重结构搭设，对于二期的承重结构荷载涉及：顶拱的混凝土、钢筋、各种施工动力荷载。二期的承重结构应于型钢支撑形成各种固端之后形成。顶拱的承重结构可以依据“分期承载，持续搭设”理念进行设计，即在完成混凝土快速浇筑的基础上，也可快速完成顶拱的承重结构、模板及钢筋等阶段的施工，最终实现边墙、底板持续施工。

3.4科学测量围岩松动圈

渐变段在施工之前，相关人员需选择超声波测试方法测试整个围岩松动圈，可将Ⅳ类、Ⅴ类的围岩测试断面安排于导0+36.0位置处，并在顶拱设置两个测试孔，右侧、左侧边墙分别设置四个测试孔。依据具体的测试结果分析Ⅳ类、Ⅴ类围岩，结果发现松动圈介于3.0m-4.0m之间，进口渐变段的验证选取4.5m、9.0m的系统锚杆，效果明显。

4.结语

综上阐述，整个水利工程项目设计管理、各施工阶段控制工作开展过程中，需按照工程项目条件、特征等，加强对项目施工技术、设计等方面的分析。比如，在洞室开挖之前，需充分了解并把握设计方向，设计应与施工实际情况、具体施工要求等相符，同时保障洞室开挖施工安全。本次经对超大洞室开挖及其混凝土浇筑快速施工技术作上述研究，并以某工程项目为例展开分析，以深入了解施工关键点及相关的注意事项，这对之后水利工程项目施工顺利、安全的开展具有重要参考意义。

参考文献：

[1]刘永奎，高印鹏.复杂地质条件下高瓦斯地段大型洞室开挖施工工法[J].四川水利，2017，38（2）：33-34，41.

[2]王仁坤，邢万波，杨云浩，等.水电站地下厂房超大洞室群建设技术综述[J].水力发电学报，2016，35（8）：1-11.

[3]李璐，陈秀铜.大型地下厂房洞室群施工开挖顺序及围岩稳定分析[J].中国安全生产科学技术，2016，12（z1）：5-12.

[4]王伟玲，李友华.特大型地下厂房开挖支护关键技术研究与创新[J].红水河，2017，36（4）：10-15.