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浅谈水利工程平洞和竖斜井施工技术


浅谈水利工程平洞和竖斜井施工技术 摘要:文章对水利工程中平洞、竖斜井的用途、施工技术等内容进行了一些 探讨。 关键词:水利工程 平洞 竖井 斜井 施工技术 随着水利水电事业的发展,地下洞室工程也在紧锣密鼓地建设中。地下 洞室按其体型和布置型式可分为平洞、竖井、斜井和大型洞室等类型 [1]。地下 洞室相对于地面工程而言地质条件更加复杂莫测,施工环境、条件也更加苛刻, 所以相关的施工技术、安全和质量都有一些特殊要求。笔者对水利工程中平洞、 竖斜井的施工技术进行一些探讨,希望和同仁们进行交流和切磋。 1 平洞施工技术 1.1 概述 平洞是指坡度小于 10%的隧洞。平洞按断面积()大小分为小断面() 、中 断面() 、大断面()和特大断面()几种类型。平洞在水利工程中按用途一般 分为主体洞、施工支洞和勘探洞三种;主体洞又分为:⑴过水洞,如导流洞、泄 洪洞和尾水洞等;⑵不过水洞,如交通洞、通风洞、出线洞等。 平洞的施工包括开挖、出渣、支护、衬砌、灌浆等内容,同时还要配备通风、 除尘、排水、供水、供风、供电和照明等设施。平洞的开挖方式有两种:⑴钻爆 法, 先使用手风钻或钻孔台车等设备造孔, 再预埋雷管进行分段爆破; ⑵掘进法, 采用掘进机开挖。开挖的作业方式又分为[2]:⑴全断面开挖,即在隧洞整个设 计面上一次开挖成型;⑵台阶开挖,是在设计断面上分层次开挖;⑶分部施工, 根据围岩稳定情况采取分层分块开挖;⑷导洞开挖法,先挖通导洞,再将断面扩 大至设计断面。 1.2 钻爆法 目前该法仍然是使用最广泛的开挖方法,尤其是中小断面隧洞的开挖。钻爆 开挖的优点是显而易见的, 不需要掘进机这样昂贵的设备,同时开挖方式的选择 又很灵活。 1.2.1 方案选择 开挖之前要进行勘察,了解开挖区域的水文地质情况,明确围岩的特征,以 决定采取开挖和支护的方式。围岩分Ⅰ~Ⅴ类,Ⅰ围岩不需要支护,Ⅱ类仅需局 部支护,Ⅲ类和Ⅳ类都需要支护,Ⅴ类需要加强支护。选择方案时还要考虑断面 形状和洞室交叉地段的影响;交叉地段容易失稳,需要预先加固并加强监测。另 外,长的隧洞施工常开挖支洞以增加作业工作面。 1.2.2 开挖方法 ⒈爆破方法 目前采用的方法有光面爆破和预裂爆破两种。前者是主体开挖部分爆除后, 再起爆开挖边界上的炸药,其轮廓面较为平整,故称光面爆破;后者是先起爆边 界上的炸药装置,在边界线形成预裂缝,再爆除主体部分,这称作预裂爆破。 在开挖断面上布置 3 种炮眼[3]:⑴周边眼:布置在边界周边,控制开挖轮 廓线的炮眼;⑵掏槽眼:在主体部位,用以增加后续爆破临空面的;⑶崩落眼: 周边眼与掏槽眼之间的用以扩大面积,并崩落大部分岩石的炮眼。如图 1 所示, 7~18、25~31 是周边眼,1~4 是掏槽眼,5、6、19~24 是崩落眼。 钻爆作业的工序是: 。 图 1 炮眼布置图 ⒉进出口开挖 进出口应选在边坡稳定、洞顶有一定厚度岩层、水文地质条件较好的区域, 适当削坡即可进洞。 洞脸边坡开挖一般由上至下分台阶进行,采用预裂爆破或光 面爆破的方式进行,开挖后及时进行锚喷支护;对松散的或土质的边坡洞口,要 采用管棚法加钢拱架等加固。 开挖一般采用全断面或导洞法开挖,并采取浅孔、弱爆破、边挖边支护的方 式施工;若洞口稳定性差,则要采取预锚固、预注浆及设预应力锚索的方法进行 加固,然后先挖导洞后扩大、先墙后拱。 进洞一般是洞外向洞内推进,特殊情况下也可由洞内向洞外进行。水位以下 洞口要采取围堰、岩塞等方法处理。 ⒊平洞开挖 开挖方法见表 1。 表 1 平洞开挖方法 1.2.3 出渣 将

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