排洪隧洞施工技术

郑 衡

(遵义市水利水电工程建设总公司，贵州 遵义 563000))

排洪隧洞施工技术

郑 衡

(遵义市水利水电工程建设总公司，贵州 遵义 563000))

随着社会经济的快速发展，水利工程建设的规模在不断的扩大。排洪隧洞施工作为水利工程建设中的一个重要组成部分，受到越来越多的关注。排洪隧洞的施工因为受地质条件、施工条件以及安全稳定性等因素的制约而成为水利工程建设中的难题。文章主要根据实例阐述了排洪隧洞的具体施工技术。

排洪；隧洞；施工；爆破；支护

1 工程概况

某排洪隧洞为城门洞形，宽4.5m，高5.0m，断面面积20.8m2。洞长3861m。纵坡3.32%。薄层至中厚层灰岩。

第一个弯道：转弯半径90m，转角14.11°。

第二个弯道：转弯半径90m，转角27.58°。均为左转弯道。

根据目前地质情况，隧洞开挖采用钻爆法，以新奥法理论指导施工。采用直线型掏槽，按设计开挖轮廓线布置周边炮眼、辅助眼。工作面同时开动2台YT—27型气腿式凿岩机钻眼作业。

2 具体施工技术要点

隧洞施工时必须在其洞口附近设置施工围堰。围堰断面示意图见图1。

图1 围堰断面示意图

2.1 施工方法

围堰施工方法根据实际情况(了解当地最大洪水)采用2种方案：

1)在河道两岸原河堤的位置加高培厚。采用人工配合机械，人工编织袋装土筑围堰，填筑黏土心墙闭气，编织袋黏土用农用车或人力车运至工作面，用人工堆叠。

围堰的高度根据现场情况确定，堰顶高出水面当地最大洪水位至少1.5m，各个洞口的最大洪水位可向地方村民调查了解。

围堰的顶宽1.2m，底宽 3.5～4m，坡度为1∶0.8，具体实施可根据实际情况进行调整，保证围堰的自身稳定[1]。

2)堤脚及基础若为砂砾透水层，在堤坝迎水坡铺设防渗膜布，防止水流渗入。上游段河道根据上述方案施工80～100m，下游段河道围堰施工60～80m，保证河道涨水不会对进洞口造成危害。

2.2 施工排水

施工排水要注意以下2点：

1)在洞脸顶部设排水沟下设集水井，挖一排水沟把水统一引至集水井处用潜水泵抽排，采用13～19cm潜水泵抽水，用橡胶软管接至围堰3m 以外。

2)隧洞内渗水的抽排方案：工作面在出口处的向上坡方向开挖隧洞时，在洞室一侧开设排水沟，利用排水沟自流排水，排水沟随工作面的掘进开凿，并经常清理，必要时，设置水沟盖板。

工作面在进水口处的向下坡方向开挖隧洞时，在工作面前方设置集水井或集水箱，将洞室内渗水自流至集水井，再用水泵抽排至洞外。

抽水泵的容量比最大渗水量大30%～50%，并保证有100%的备用量，重要部位设备用电源。开挖工作面和局部地段的集水，用潜水泵抽排至集水井[2]。

2.3 洞口明挖与支护

洞口明挖自上而下分层开挖，洞口土方明挖采用PC—200挖掘机挖装5t自卸车运输，洞口石方明挖采用松动爆破，钻孔采用 YT27型风钻配9m3/min移动式空压机，PC—200挖掘机配5t自卸车运方。

明挖主要施工程序：坡面清理→锚杆施工→挂钢筋网→喷混凝土施工→下层开挖[3]。

坡面在喷混凝土之前必须做好表面清理，包括清理所有松散岩块或其他影响混凝土黏着的污迹、脏物；清除表面积水及疏排裂隙渗漏水等。

2.4 光面爆破技术

本工程爆破施工主要采用微振动控制爆破技术。同时为了对施工中超挖的现象进行预防，可以采用光面爆破技术。

在进行光面爆破技术的运用中，为了有效地减少超挖量，因而要求该技术在施工过程中要求炮眼爆破不仅能够进行有效的爆破，还能够使得爆破完成之后形成一个比较规矩的形状，尽可能的使爆破对围岩的影响进行降低。

在进行光面爆破施工中，对施工效果产生影响的因素有很多，主要因素如炸药的影响、钻孔的影响以及地质条件的影响[4]。

根据相关资料查询以及工程实际情况，本工程爆破施工中具体参数要求如下：炮眼间距E=8d～15d、炮眼密集系数m=0.7～1.0、最小抵抗线W=10d～20d或者W=E/m、不耦合系数D=1.5～2.0、装药集中度q=0.04～0.4kg/m。

2.4.1 起爆方式

在进行隧洞开挖设计时，具体情况应该以光面爆破的要求为依据，钻孔的大小需要根据工程实际情况以及相关要求为依据，本工程主要采用的炸药为小直径光爆炸药，相邻两个炮眼之间的距离控制在50cm左右，装药的方式应该是每隔一个炮眼进行装药。装药结构见图2。

图2 装药结构

在进行辅助眼以及掏槽眼的装药施工时，需要采取的手法应该是连续进行装药，爆炸的间隔时间应该是毫秒，主要采用的炸药类型为φ32×200、2#岩石硝铵炸药，辅助眼以及掏槽眼中所装的炸药的含量应该是眼的容量的70%～85%。

在进行掏槽方式的选择时，需要对工程中围堰的夹制力进行确定，因而本工程采用的掏槽方式为直线方式，确保掏槽效果。

2.4.2 钻孔作业

在进行爆破眼钻取之前，需要对本工程开挖的轮廓线进行测量和描绘，然后选择出周边眼以及掏槽眼的具体位置[5]。

在本工程中，根据工程实际情况，主要采用的钻孔机械为YT—27型风动凿岩机，根据工程的设计要求以及地址要求，本工程钻孔的深度控制在205cm左右，并且为了加快工程进度，在进行钻孔作业时，每一个工作面应该同时配备两台钻机进行施工，并且在进行钻孔具体位置确定时，施工人员需要严格按照设计要求进行。

钻孔应该严格按照钻爆设计图，采用激光导向仪配合全站仪，精确测量中线水平，高程用水准仪测量，用钢尺结合激光导向仪、全站仪及水准仪布孔施工。

2.4.3 爆破

在爆破工作施工之前，需要准备好爆破作业需要用的施工材料，在对爆破眼进行装药之前需要将钻孔清理干净，并对钻孔的具体情况进行检查，如果发现有坍孔或者是堵塞的情况，那么需要对其进行及时的处理，保证钻孔的正常装药。

在进行装药的过程中，装药的顺序应该是从上到下，先装两边再装中间的方式。导爆管连线采用“一把抓”法，配两个起爆雷管，装药结束经安全检查后起爆。

在爆破作业中，爆破的效果、形成的洞的好坏以及凿岩的工作量都与炮眼的数量有着直接的联系。在本工程施工中，应该根据相关计算公式将爆破眼的数量进行计算，接着再根据工程的实际情况进行不断的调整，以确定最佳的炮眼数量。炮眼布置图见图3。

针对各类岩石初次选用爆破参数，在施工中可按照选定的参数总结每次爆破效果，测量半孔率和轮廓不平整度，不断调整光爆参数。爆破参数见表1。

2.5 锚喷支护

在工程施工中，为了对围堰的暴露时间进行有效的控制，以防围堰产生变形，因而本工程锚喷支护主要采用新奥法进行。

2.5.1 锚杆施工

锚杆施工应注意以下4点：

1)在锚杆施工中，为了对锚杆的长度进行确定，需要以相关设计要求以及工程实际情况为依据，并且还要结合工程监控测量的结果来确定。

2)锚杆孔轴线应符合设计要求，对于长大隧道，为保证拱质锚杆的钻孔方向，应采用必要的设备。

3)逐孔检查孔梁。

4)锚杆安装施工，注浆作业，需进行全过程的旁钻。

图3 城门型隧洞炮眼布置示意图

表1 爆破参数

2.5.2 喷射混凝土施工

为了充分发挥喷射混凝土的支护效果，实现喷射混凝土的设计功能(包括强度、厚度、连接、密度)，应重点抓好如下工作：

1)对开挖断面的尺寸大小进行检查，并且将开挖段面的杂物进行清理，使得断面得到良好的处理和保护处。

2)在喷射混凝土施工中，混凝土施工所需要的原材料的质量要求必须满足工程设计要求。

3)工程中应该对混凝土的配合比进行严格的控制，通过有效的计算公式对其进行确定，并且再进行试验检测，保证混凝土配合比的有效性。

4)本工程混凝与搅拌施工中，主要采用的搅拌机械为强制式搅拌机，在搅拌过程中需要进行均匀的搅拌，并且只有需要用的时候再进行搅拌。

5)选用的喷射机应密封性能良好，输料连续、均匀。

6)采用湿喷工艺。

2.5.3 监控量测

监控量测是“新奥法”隧道施工的最主要管理工作内容，也是确保施工质量、安全生产的重要环节。通过监控量测的实施，得到实施中隧道的围岩力学数据，反过来指导隧道的施工及设计更改。

3 结 语

综上所述，文章通过对水工隧洞施工技术的介绍，我们对其有了初步了解。但由于每一个水利工程隧洞的施工技术受所实施的工程状况、环境、地质、围岩等不同情况的影响，则其具体的施工技术也会有所不同，所以在具体的工程施工时，应结合具体的情况和施工能力形成具体的施工技术，提高施工技术的水平。

[1]伊礼.锚喷支护在枫林水利枢纽工程引水隧洞施工过程中的应用[J].小水电，2011(06)：109-111.

[2]郭陕云.论我国隧道和地下工程技术的研究和发展[J].隧道建设，2004，24(05)：1-5.

[3]刘洋.大跨度水利水电工程隧道或隧洞施工方法研究[J].科技创新导报，2009(05)：77.

[4]陈庚有，何穗燕.东改工程沙湾隧洞主要施工技术[J].西部探矿工程，2007(05)：124-126.

[5]刘英丽，刘晓娟，赵文海.隧洞施工技术方法探讨[J].黑龙江水利科技，2008，36(04)：43.

1007-7596(2014)01-0186-03

2013-11-25

郑衡(1964-)，男，贵州遵义人，工程师，从事工作水利工程施工工作。

TV554

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