水利隧洞工程的开挖施工与塌方处理

苗祥峰

摘 要：本文的分析主要围绕水利隧洞工程的开挖施工与塌方处理而展开，进而在进行更为详细的分析之前笔者对水利隧洞工程的功能以及施工准备等进行一定程度的剖析，进而能更加精确的指出水利隧洞施工开挖塌方处理的手段运用。

关键词：水利隧洞工程 开挖施工 塌方处理

1.引言

水利工程建设中隧洞工程属于一项基础性的施工项目，但是在隧洞进行的过程中极其容易受到外在因素的影响，进而对水利隧洞工程的总体质量的提升产生负面影响。基于此，要维持水利隧洞工程施工的安全性，就需要在原有的基础上进行开挖施工的升级，以提升开挖施工工程的可靠性。

2.水利隧洞工程的功能

水利工程建设中的隧洞工程，其建设的主要目的是输水或者是泄洪，在建设时经常要开挖建成封闭式的输水管道，进而也被称之为水工隧洞。在建设中并不是所有的隧洞都会运用相同的开挖手段，这是根据隧洞本身所承担的任务，进而根据不同的任务来制定出不同的开挖方式。现阶段我国最常见的水利隧洞主要是放水隧洞以及泄水隧洞，其中防水隧洞是利用水库放出的水以实现灌溉、发电以及给水，而泄水隧洞主要是利用隧洞来配合溢洪道对超过警戒线的水量进行泄放，同时还可以进行泄放水电站尾水、检修枢纽建筑物等等。在我国有一条史上最为罕见的地下调水工程，其中所利用的就是水利隧洞工程，这是由潍坊市的白浪河开始，经过昌乐、安丘、坊子三市交界处，其被成为潍坊市白浪河水联系网隧洞工程。在这项水利隧洞工程中问题不断，最为严重的应该是地下暗河、断层塌方等难题，面对这些问题就需要从地质条件、岩土条件等方面来解决。通过上的分析，能充分的了解到在我国水利隧洞工程建设的必要性，以及其开挖中所面临的困难。

3.水利隧洞工程开挖施工准备分析

水利隧洞工程开挖施工因为外在因素的影响，以此在开挖的过程中极其容易遇到许多不确定的因素，所以在水利隧洞工程具体进行之前需要结合外部因素的分析来提前做好施工准备。测量之中要注意开挖轴线、边线、以及开挖深度、坡度、控制线与控制桩，并结合永久性排水设施对排水系统进行布置。开挖区域的外侧可以设置截水沟，开挖的层面上需要对临时性的排水沟以及积水坑进行布置，在此基础上开挖时要有一定的坡度，将降雨雨水、施工产生的废水、围岩渗水以及工作位面所产生的内积水及时进行引排。与此同时，面临开挖边坡稳定状况，需要工作人员进行有效的监测，当边坡出现裂缝、掉块、滑动等情况时，水利隧洞的开挖工作要暂停，并及时的对围岩进行加固，以此来保证边坡在水利隧洞开挖工作进行中的稳定性。在以上工作开展时，首要保障的是开挖机械运行的高效性，以此来推进水利隧洞工程开挖工作的连续进行，要达到上述目标也需要在工程项目具体开始前对所用运用的机械进行整体的保养，而在工程进行时对于机械要及时地进行养护，以维持机械的长期工作性质。

4.水利隧洞工程开挖施工技术分析

水利隧洞工程开挖施工技术的应用主要包括以下几种：台阶法、正台阶环形开挖法、中隔壁法、全断面开挖以及交叉中壁法等等，在施工中对上述施工技术的应用，是由岩土、质地条件等所确定的，进而笔者对水利隧洞工程开挖中最常用的技术进行分析。台阶开挖施工技术，台阶开挖施工技术中又被划分为了正台阶法与反台阶法，而按照台阶的长度来说，又有长台阶、短台阶、超短台阶之分。现阶段在水利隧洞工程中出现大断面隧道设计方案，又出现了一种新的台阶施工法：三台阶临时仰拱法，甚至还出现了多台阶法。在实际施工中需要采取何种台阶施工法，根据水利隧洞中隧洞的大小来制定具体的台阶法，此外还需要根据围岩实际的稳定状况进行恰当的选择。

正台阶环形开挖法、中隔壁法、双侧壁坑法、交叉中壁法等都是开挖方式中适用于围岩地质条件较差的情况中，同时还可以应用中软弱围岩开挖中，并且在具体选择时要根据施工的安全性、洞室大小等多个层面以及因素进行充分的考量。

5.水利隧洞工程开挖的施工要点

在水利隧洞工程开挖施工中需要注意以下几点：第一，施工测量工艺要点。在水利隧洞工程施工时，测量工作是其中必不可少的一个环节，需要专业的测量人员对水利隧洞进行准确的测量，并在此基础上结合实际，根据爆破设计的工程参数要求定点布孔。此外断面测量工作需要在喷混凝土之前进行，而测量的距离需要控制在5—10米之间，进而还要定期对洞轴线进行全方面的检测，同时进行复测也是测量中的重点，在多次測量数据的保证下，能确保测量控制工序的整体质量。除此之外，在洞室开挖以及支护共同进行的过程中，对于两侧洞壁以及顶洞之间的间隔20米，需要对桩号进行标志。

第二，钻孔施工要点。水利隧洞工工程钻孔施工行为中，施工技术人员对于腰线、中线、布孔以及开挖轮廓线的测量要严格按照实际的规定进行。湿式风钻孔，首先要对机器的卡套、机身、螺栓、弹簧、支架进行检测，进而保证机器在运行过程中是完好无缺的。如若不进行零件以及机械的检测，在运用中出现钻杆不直、带伤、供水异常、钻孔堵塞等状况，不但会影响整个工程的进度，还会影响到工程的总体质量，进而在机器出现上述问题时，需要及时的对其进行维修以及更换。

第三，爆破施工要点。在进行爆破施工之前要明确的是爆破施工的详细方案，同时在爆破之前要保证开挖断壁上的平整性，此外还需要对爆破所使用的炸药进行严格的控制，尽量降低爆破对围岩所产生的影响。爆破实际进行之前要进行以此爆破实验，其中需要对岩石的整体情况做出一个详细的判断，进而根据此对爆破的方案进行初步设计并上报，监理工程师审批通过之后，方可执行爆破实验，对爆破实验现场爆破的效果进行观测，进而从中选取出最为合理的爆破参数，再根据现场岩石的性质以及变化程度来进行爆破设计方案的整体调整。

6.水利隧洞工程开挖塌方处理手段分析

当水利隧洞工程的开挖之中出现塌方情况，最为常见的处理方式是：小塌清，先支后清；大塌穿，先棚后穿。“小塌清，先支后清”指的是在水利隧洞工程开挖中的塌方范围较小时，可以利用人力对塌方范围中的石块清理的方式，来疏通隧洞。但是在实际清除塌方之前，首先要将塌方的顶部进行支护，以保证清理工作整体的安全展开，避免后续出现坍塌，这是由于隧洞发生第一次塌方之后，自然拱范围内的土石结构可能会发生变化，同时塌方坑道两侧边坡常不稳定，先清除的塌渣可能会促使侧壁失去平衡而变得松动，进而掉落，促使塌方坑道进一步增宽，自然拱的进一步增高也会形成再次的塌方现象，如此反复，最后可能导致的是更大的隧洞塌方事故。进而在穿越时，需要利用插板法进行支撑，同时在导坑的顶部使用插板插入塌方体当中，进而形成棚顶，再结合机械进行逐步的开挖，此外还需要充分考虑边挖边衬砌的手法。

7.结束语

综上所述，在水利隧洞工程进行中隧洞开挖去塌方是其中不可忽略的问题，对水利隧洞工程的整体质量以及工程进行速度都产生极大的影响。进而在隧洞开挖时，要对其地质条件、围岩质量等因素进行充分的考量，以确保在后期隧洞工程进行是塌方状况的减少。但是在遇见塌方现象时，一定要牢记“小塌清，先支后清；大塌穿，先棚后穿”的原则，以此来提升实际施工的技术水平，进而借此来提升隧洞工程的总体质量。

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