引水工程隧洞施工技术要点探析

摘要：引水工程是水利工程整体的重要组成部分，而引水工程中隧洞施工技术更是直接关系到工程的完成质量，所以近年来引起工程建设领域的广泛关注，引水工程隧洞施工主要包括隧洞开挖、支护施工及混凝土衬砌施工三个部分，而每个部分的完成情况都直接关系到水利工程的实际效益，本文将结合引水工程中的隧洞施工技术展开分析，并总结出施工技术要点，为隧洞施工技术能够在引水工程中更好地发挥作用作出努力。

关键词：引水工程；隧洞施工技术；要点

前言：隧洞施工属于地下工程的范畴，所以应用传统的地上施工技术进行工程建设必然会面对诸多现实问题，近年来随着施工技术的逐渐发展，隧洞施工技术取得了一定的成绩，例如隧洞支护技术等，本文将结合现阶段在实践中效果较为理想的隧洞施工技术展开分析，并尝试性的总結出施工技术要点。

一、引水工程中常见隧洞施工技术分析

（一）隧洞进、出口边坡支护施工技术及测量控制

隧洞进出口边坡施工对周围环境有一定的影响，所以在对其进行设计的过程中要依据“先进晚出、不刷或尽量少刷坡”的原则，刷坡实质上是在施工的过程中人为或利用机械将周围存在的道路或大规模基坑等边坡的倾斜表面整平处理，由此可见施工中刷坡会破坏隧洞进出口周边工程，甚至破坏地质水文环境，为扩大隧洞施工技术的时效性，应严格按照施工原则进行[1]。现阶段为在现有技术水平条件下履行原则，通常在设计过程中采用无洞门设计，在客观条件不允许的情况下也会采用斜洞门或非挡墙洞门等施工便捷的形式，这样不仅实现了降低对洞口山体坡积层及其他工程设施的破坏程度，而且为后期针对性的维修检查提供了便利条件。在洞口开挖的过程中要伴随边坡支护技术，若在施工的过程中发现不稳定的岩体，要及时对其进行有效支护。支护主要使用的工具是锚杆，具体使用的锚杆规格视实际需要而定，在必要的时候可考虑对技术要求更为严格的混凝土喷施的方法。除此之外，由于引水隧道通常较长，而且习惯采用对向掘进的方法，所以在开挖过程中根据设计图纸对隧道掘进的平面和高程方向控制至关重要，其主要方法包括洞外、内平面控制测量和高程控制测量和联系测量，其测量控制精确度如表1所示。

（二）隧洞开挖及支护施工技术

如表2所示，现阶段引水工程隧洞围岩主要包含以下几种类别，根据围岩的特点在进行开挖及支护技术应用的过程中要根据实际情况进行灵活应用，一般情况下，Ⅰ类至Ⅳ类围岩在进行施工的过程中可采用全断面开挖技术，通常情况下将钻孔的深度和循环尺寸都比较大，后期爆破要根据实际情况进行多次爆破实验，最后根据实验数据确定爆破参数，在达到爆破效果的同时严格保护现场施工人员的安全的目的；根据表1可以发现隧洞围岩的稳定性并不统一，有些围岩的稳定性较高，但也存在稳定性较差的围岩，所以在进行开挖和支护的过程中，要根据围岩特点进行调整，例如针对稳定性较好的围岩在进行爆破的时候，要选择密度相对低、爆炸猛烈度相对一般，但威力极强的炸药类型，例如非电毫秒雷管加塑料导爆管引爆的方式，循环进尺也可以根据实际情况有针对性的调整，用于支护的锚杆应辅助掌子面进行，使开挖和支护同步进行，在提升施工进度的同时保证施工安全和质量，图1为支护断面图，图中在直径3400cm，高度3438cm的断面中，设置了同规格的锁脚锚杆和锁肩锚杆支撑掌子面，间距与钢拱架相同，使其整体更加稳固[2]。在围岩稳定性相对较差的情况下由于岩体长期受水的浸泡，徒手就可以将整块岩体破坏，所以在隧洞施工的过程中要更加注意，首先进行全断面开挖，然后利用钢纤维混凝土结构对掌子面进行有效封锁，防止塌方现象出现，在此过程中要及时安装格栅，并进行锚杆及支护施工，加强围岩的坚固性，随后要在其表面喷上厚度适中的钢筋混凝土结构，实现人为的围岩加固。

（三）隧洞混凝土衬砌技术

在引水工程隧洞施工中要使用隧洞混凝土衬砌技术，特别是中小型隧洞对此项技术的需求更加强烈，此项技术实质上就是在喷、锚、钢构架及管棚单独或联合使用的基础上根据实际情况进行衬砌混凝土，此环节要注意衬彻过程要从隧洞中间部位的伸缩缝开始，其次再按照隧洞设计图纸分仓进行浇筑，为保证混凝土的质量通常情况下将所需的混凝土直接利用罐车输送到浇筑段，然后将混凝土直接放进泵料斗，利用导管将混凝土入仓，最后进行分层铺设，根据大量施工实践数据分析，普遍认为分层铺设的厚度应该控制在40厘米左右。在下料的过程中应该从底拱开始，然后两侧同时均匀下料，直至两侧同时到达顶拱，在达到顶拱后，要利用规格为2.2千瓦的软轴对下料进行捣实，在以上程序均结束后方可进行封仓。由此可见隧洞混凝土衬砌技术，对各个施工程序的要求都十分严格，如果一个环节出现失误很可能导致整个施工过程都存在潜在危险。由于隧洞施工过程以降低施工难度、缩减施工成本、保证施工质量为最终目的，所以未来隧洞施工技术的发展必然面临更严峻的考验，需要结合引水工程隧洞施工的现实需要不断进行调整[3]。

图 2 设计图纸中隧洞混凝土衬砌技术施工过程截图

二、引水工程隧洞开挖过程中的施工技术要点

由于隧洞所处的地理位置及其设计情况、用途等都存在明显的差异，所以进行隧洞开挖的过程中不能完全采取固定的开挖技术，要充分考虑隧洞周边的围岩种类、隧洞断面具体尺寸等现实情况，这样才能使工程进度及完成质量得到保证，现阶段隧洞开挖技术主要有两种，一种是全断面隧洞开挖，即隧洞周边围岩完整而且坚固，采用一次性钻破的形式再进行支护施工，即可以保证隧洞的使用性，由此可见此种方式施工便捷，可以有效的提升施工进度，而且施工的质量也可以得到保证，周围环境基础好，所以也可以忽略施工过程中的意外因素干扰。另外一种开挖施工技术方式为导洞隧洞开挖式，这种方式应用的环境相对于上一种略显复杂，通常应用于断面地质结构中，严格按照图纸设计的尺寸及形状规划出实际需要的隧洞，由此可见此种方式在施工的过程中可以根据地质情况进行调整，有效的解决地下施工中的排水及通风问题，而且施工的效果与图纸更为贴近，效果更加理想，而且其将前期规划落实于实处，使爆破等后续环节更加与预算相符。

在开挖过程中，光面爆破施工和超欠挖处理直接关系到施工安全和经济性，所以对其技术处理必须十分严格，例如光面爆破施工首先根据隧道开挖地域的实际情况选择采用预留光爆层法还是全断面一次性开挖法；然后根据理想的爆破效果选择爆破参数，例如炮眼直径、间距等，在放样测量的过程中要保证偏差的合理性；周边眼钻眼时要按照2%至5%的斜率外插，抵抗线控制在50至70厘米的范围内，值得注意的是线性装药量要保持在每米0.05至0.25千克，辅助使用跳段雷管，炮孔堵塞通常在20厘米以上；超欠挖处理要由技术能力强、经验丰富的施工人员和先进的测量仪器辅助开展，对爆破的方式、参数进行优化配置并确保钻孔的质量的进出上对装药、封堵、爆破效果进行严格控制，并对超前支护的间距、长度、角度等严格把关，遵循先加固后处理的原则，利用隧道断面仪等设备对开挖过程进行动态监督管理，准确把握开挖过程中的技术要点，是保证工程质量的前提。

三、引水工程隧洞塌方处理的施工技术要点

在引水工程隧洞施工技术应用过程中，经常会出现塌方问题，所以对塌方进行处理也是施工技术的重要组成部分，当出现塌方问题时将直接影响隧洞施工的进度，并威胁整个施工的质量，所以快速解決塌方问题，巩固隧洞是处理技术的要点，首先要采取措施加固未出现塌方的隧洞结构，有效的预防其他位置出现塌方，这样不仅可以控制塌方问题的严重程度，而且可以为解决塌方问题提供相对稳定安全的环境；其次相关技术人员亲自到塌方现场进行调查研究，准确定位引起塌方的原因，并提出有针对性的解决方案，使其对施工进度及质量的影响降至可控范围内，在引水工程隧洞施工中塌方问题严重程度有大小之分，但考虑到隧洞后期的实用性，不论塌方面积大小都要及时处理并有效防止其后期再次发生。

结论：通过上述分析可以发现，引水工程中隧洞施工技术的应用情况直接关系到整个工程的施工质量和社会效益，所以在实用技术的过程中必须准确把握施工要点，并结合施工地域的实际情况进行灵活应用，未来随着施工技术和经济条件的发展，隧洞施工的难度会逐渐加大，所以隧洞施工技术也要不断的更新和完善，要以动态发展的眼光看待引水工程中的隧洞施工技术。

参考文献：

[1]黄柏洪.岩体全断面隧洞施工技术及支护方案研究[D].南京：河海大学，2014.

[2]田安建.深圳市东部引水工程隧洞掘进施工若干技术问题的回顾[J].人民珠江，2011，02（06）：49-50.

[3]刘家珩，田安建.深圳市东部引水工程隧洞特软围岩的几种施工技术[J].水利规划设计，2011，03（04）：53-56.

作者简介：李宾涛（1987～）男、助理工程师、大专、主要从事现场技术管理工作。