◎ 高喜財(cái)　中國(guó)水利水電第八工程局有限公司

淺談中小型水工隧洞設(shè)計(jì)與施工優(yōu)化

◎ 高喜財(cái)中國(guó)水利水電第八工程局有限公司

在中小型水利工程中隧洞設(shè)計(jì)占據(jù)著重要地位，是水利工程質(zhì)量的根本保證。隧洞設(shè)計(jì)中，進(jìn)出口設(shè)計(jì)應(yīng)該保證設(shè)計(jì)的合理性，堅(jiān)持早進(jìn)晚出，另外，還要盡可能的減少維修，保證工程質(zhì)量。本文主要針對(duì)中小型水工隧洞設(shè)計(jì)與施工優(yōu)化進(jìn)行分析，并且依據(jù)實(shí)際情況提出了一些見(jiàn)解，希望能夠推動(dòng)中小型水利工程的建設(shè)。

水利工程水工隧洞復(fù)合式支護(hù)襯砌施工優(yōu)化

水利工程的建設(shè)能夠有效緩解我國(guó)現(xiàn)階段的能源緊張的局面，同時(shí)，還能提高水力資源的利用效率。在實(shí)際的中小型水利工程建設(shè)中，隧洞的設(shè)計(jì)以及施工具有重要意義，對(duì)于工程的質(zhì)量具有直接影響。隧洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該堅(jiān)持以堵為主，限排為輔的原則，加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)勘察工作。另外，還要對(duì)相關(guān)的施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，制定合理的施工方案，保證施工的順利開(kāi)展，才能提高施工質(zhì)量。本文主要以小型水庫(kù)輸水隧洞的設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析。

1.工程概況

本文以某水庫(kù)為例；該水庫(kù)距市區(qū)45km，聚集雨水的面積為1.23km2，并且道路暢通，主河流的長(zhǎng)度為1.65km，年平均降雨量為1811mm，年徑流量為156萬(wàn)立方米。該地區(qū)屬于山區(qū)地形，植被覆蓋就好，巖石裸露較少，水土覆蓋較好，汛期為5-9月，年輕平均氣溫為22.3℃，最高氣溫我38.5℃。設(shè)計(jì)水位為82.36m，正常蓄水水位為82.4m。興利水庫(kù)容量為126萬(wàn)立方米，總庫(kù)容為164萬(wàn)立方米，死庫(kù)容為79.5萬(wàn)立方米。

2.輸水涵洞的設(shè)計(jì)

2.1全新輸水涵洞設(shè)計(jì)

該水庫(kù)新建的輸水涵洞位置壩體右側(cè)，進(jìn)口處的底板高度我75.36m，長(zhǎng)度為85.364m，底坡比降為0.003645，出口處的底板高度為75.62m，所設(shè)計(jì)的灌溉面積為135.67hm2，設(shè)計(jì)灌溉的流量為0.5立方米/s，城門洞段的隧洞設(shè)計(jì)水深度為0.35m。水庫(kù)放水塔上游引水渠道，其長(zhǎng)度為8.6m，涵洞長(zhǎng)度為14.5m，隧洞的過(guò)水?dāng)嗝鏋?.3×1.9m，隧洞頂端的和隧洞兩邊的墻壁厚度為0.3m。施工中采用c25鋼筋混凝土進(jìn)行襯砌；隧洞底部的厚度為0.4m，同樣采用c25鋼筋混凝土進(jìn)行襯砌，氣候度為0.3m。放水塔下游長(zhǎng)度為3.5m的漸變段以及城門長(zhǎng)度，其長(zhǎng)度為63.75m，隧洞壁的厚度為0.4m。另一方面，隧洞頂部的縱軸線方向，工作人員應(yīng)該及時(shí)設(shè)置45°的三孔夾角，其間距為3m；隧洞橫斷面的四周應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的固結(jié)灌漿孔，其應(yīng)該深入到巖層內(nèi)部0.7m，然后才能開(kāi)始固結(jié)灌漿，期材料為混凝土漿，壓力應(yīng)該控制在110-160kPa。

2.2過(guò)流能力復(fù)核

該水庫(kù)新建的隧洞為無(wú)壓隧洞，工作人員應(yīng)該對(duì)過(guò)流量進(jìn)行計(jì)算，具體的計(jì)算公式如下：

在上述公式中，Q代表流量，單位：立方米/s；C代表謝才系數(shù)；A代表過(guò)水面積，R代表水力半徑，n代表糙率。施工過(guò)程中，工作人員應(yīng)該進(jìn)行精確計(jì)算，保證其能夠滿足施工要求。

2.3隧洞襯砌設(shè)計(jì)

隧洞施工過(guò)程中，應(yīng)該滿足《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL279—2002）中的規(guī)范要求，積極采取支護(hù)對(duì)隧洞圍巖進(jìn)行加固，根據(jù)具體的穩(wěn)定狀況，可以近圍巖壓力不算或者少算。此工程中，隧洞圍巖為V類，設(shè)計(jì)施工開(kāi)挖以后，工作人員應(yīng)該立即采用c25鋼筋混凝土進(jìn)行噴射加固，其厚度為10cm左右，所以，可以任務(wù)此次施工中圍巖已經(jīng)穩(wěn)定，不用對(duì)其進(jìn)行考慮。此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)工作人員通過(guò)3次計(jì)算，達(dá)到各點(diǎn)設(shè)定抗力條件和法向位移一致。隧洞的進(jìn)口處采用漿砌石翼墻，寬度為3.5m，同時(shí)，還要在墻末端設(shè)置相應(yīng)的攔污柵。

另外，放水塔內(nèi)半徑為2.4m，外半徑為2.7m，放水塔的同時(shí)還設(shè)置檢修和工作閘門，閘門的規(guī)格為；1.3m×1.8m，欄污柵檢修平臺(tái)的高度為81.20m，閘門檢修平臺(tái)為80.61m，啟閉機(jī)工作平臺(tái)高度為83.7m，滿足實(shí)際的設(shè)計(jì)規(guī)范。設(shè)計(jì)完成以后，工作人員應(yīng)該積極的對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行審核，以及工程的狀況度對(duì)容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方進(jìn)行審核，才能保證設(shè)計(jì)的合理性，提高工程的施工質(zhì)量。

3.中小型隧洞施工方案優(yōu)化分析

一般來(lái)說(shuō)，中小型隧洞施工方案優(yōu)化工作主要包括以下幾點(diǎn)。

3.1工程支洞優(yōu)化

在優(yōu)化中，其主要目的就是為了縮短工期，提高通風(fēng)、排煙、排渣的工作效率，同時(shí)，還能避免施工對(duì)于一些重要的建筑物造成一定的影響。工程中，支洞的不合理設(shè)置容易導(dǎo)致施工成本增加，同時(shí)，還會(huì)受到地形地形的限制不能保證經(jīng)濟(jì)效益。所以，在實(shí)際的施工中，此種方式雖然能夠縮短工期，但是對(duì)于經(jīng)濟(jì)具有一定的影響，相關(guān)的工作人員應(yīng)該依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮，然后再?zèng)Q定。

3.2開(kāi)挖施機(jī)械化

在施工中，機(jī)械化選擇對(duì)于施工進(jìn)度具有直接的影響，因此，相關(guān)工作人員應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，選擇較為合適的開(kāi)挖、鉆孔設(shè)備。中小型隧洞施工中，雖然的多臂鉆鉆孔快施工速度較快，風(fēng)鉆施工較慢，但是由于隧洞的實(shí)際狀況，導(dǎo)致多臂鉆作用較小，風(fēng)鉆可以施工中所占用的空間較小，可以采用先挖洞后施工的方式，增加風(fēng)鉆的使用數(shù)量，能夠有效的提高鉆孔和的施工效率。在隧洞施工中，出渣方式的合理性對(duì)于施工進(jìn)度也具有一定的影響，所以，工作人員應(yīng)該依據(jù)實(shí)際施工狀況選擇合適的運(yùn)輸方式，采用前裝后卸式單斗裝巖機(jī)和斗車進(jìn)行配合完成出渣工作。

3.3施工輔助設(shè)施的優(yōu)化

施工中，相應(yīng)的輔助設(shè)備施工也具有一定的影響，例如：通風(fēng)、排煙、供電、供水等，相關(guān)工作人員應(yīng)該依據(jù)實(shí)際狀采取相應(yīng)的措施，保證施工的順利進(jìn)行。隧洞的通風(fēng)以及排煙：工作過(guò)程中采用混合式分散供風(fēng)能夠到達(dá)良好的通風(fēng)效果，同時(shí)，還可以采用掛簾隔煙等方式，加強(qiáng)除塵效果。供電：中小型水利隧洞施工中，供電工作難度較大，主要是線損較大，因此，相關(guān)的工作人員應(yīng)該采用電阻較小的銅芯電纜，能夠有效的降低線線損；供水以及排水：施工中，中小型隧洞斷面較小，不能對(duì)其進(jìn)行有效利用；所用，相應(yīng)的排數(shù)以及供水設(shè)備應(yīng)該進(jìn)集中設(shè)置在隧洞的一邊，同時(shí)，還要對(duì)集水坑進(jìn)行分散設(shè)置，采用階梯形式進(jìn)行逐級(jí)排數(shù)。

3.4爆破循環(huán)優(yōu)化

隧洞施工中，爆破施工在所難免，相關(guān)工作人員應(yīng)該依據(jù)狀況，對(duì)爆破的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，保證爆破的效果。進(jìn)尺是爆破工作中重要的數(shù)據(jù)，相關(guān)工作人員還要對(duì)其進(jìn)行考慮，保證進(jìn)尺的最佳循環(huán)狀態(tài)。

4.總結(jié)

綜上所述，積極加強(qiáng)小型水工隧洞設(shè)計(jì)與施工優(yōu)化具有重要意義，不僅能夠提高施工效率，保證了工程質(zhì)量，還能保證工程經(jīng)濟(jì)效益最大化。施工中，相關(guān)工作人員應(yīng)該實(shí)際情況，保證設(shè)計(jì)的合理性；另外，還要對(duì)相關(guān)的施工進(jìn)行優(yōu)化，保證各項(xiàng)的工作的順利開(kāi)展，推動(dòng)中小型水利工程的發(fā)展。

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