小断面输水隧洞开挖及衬砌和开挖中不良地质处理探析

徐伟

摘 要 我国地大物博，地形更是各种各样，有高原、山岭、平原、丘陵，还有高低不平的盆地，地势起伏变化较大，有些地区因为地形的不同出现了一些缺水和干旱的现象，导致了我国隧道出现了不同的类型，隧洞开挖和衬砌对我国水利工程的发展提出了更高的要求。而在水利工程施工过程中，小断面的输水隧洞因为面积小，给开挖和衬砌的施工带来了一定的难度，因此，在施工前就要实地进行勘察制定合理的施工方案。确保小断面输水隧洞开挖和衬砌技术的有效应用，提高水利工程输水隧洞施工的质量和效率。本文将针对小断面输水隧洞开挖和衬砌展开分析，并对小断面输水隧洞开挖中不良地质制定合理的处理措施，为小断面输水隧洞施工提供参考。

关键词 开挖;衬砌;小断面;输水隧洞

随着水利工程的不断发展，对水利工程输水能力也提出了更高的要求。因此在水利工程施工过程中，就要开挖多个隧洞，确保输水作业的正常运行。隧洞在水利工程建设施工中是最常见的，而小断面输水隧洞因施工难度大，在开挖过程中很容易出现塌方，不仅会影响水利工程的施工进度，还会给施工人员带来人身危险，这就需要在施工时做好小断面输水隧洞的衬砌工作，如果不重视对隧洞的支护就会出现塌方，此外，如果忽视开挖中不良地质的管理，也会出现塌方的现象，可见在小断面输水隧洞施工过程开挖、衬砌、不良地质都会引起不同程度的塌方。

1水利工程输水隧洞施工概述

为了确保水利工程中输水功能的正常作业，就要在水利工程施工中展开隧洞工程的施工作业。在隧洞施工过程中，需要根据实际的施工情况来制定合理的开挖技术和衬砌支护技术，保证水利工程施工安全和质量的顺利开展。在利用开挖和衬砌技术时，要充分分析施工区隧洞岩石类型与断面。在开挖过程中，要严格把控施工要点和质量控制要点，加强对施工作业的管理监督，确保施工进度和质量。

（1）小断面输水隧洞开挖施工技术概述。小断面输水隧洞开挖过程中，需按照一定的工序来进行，如施工前的准备工作，包括施工需要的人员和设备，以及爆破设计测量放线，钻孔工序，钻孔需遵循一定的要求，制定合理的爆破方案[2]。在开挖过程中，经常会遇到山体滑坡、泥石流、岩体、石层等不良地质的现象，由于这些不良地质稳定性极差，在开挖时很容易出现隧洞塌方，给水利工程的施工带来一定的影响。所以，在针对不良地质的隧洞施工时，要做好必要的支护工作，否则也会出现隧洞塌方，危机施工人员的安全。隧洞开挖时最常用的方法是钻进爆破法，在爆破之前需对隧洞做好支护工作，来增加道洞周边的稳定性。如果爆破参数出现差错，就会导致爆破位置和爆破药量出现问题，隧洞失去稳定性，最终出现塌方。

（2）小断面输水隧洞施工中衬砌技术。小断面输水隧洞的衬砌施工，是为了防治围岩变形和塌方，对道洞周围用锚杆、混凝土等材料修建的支护，提升整体结构的稳定性。第一，在水利工程输水隧洞施工中，要加强对支护材料的质量管理，确保实际支护工作的稳定性和支护质量。第二，在保证支护表面没有裂缝时，再开展水利工程衬砌施工作业。第三，要保障线的位置和标高等其他数据与实际设计的相吻合。第四，在衬砌施工作业开展之前，要做好堵水措施，确保衬砌表面没有渗水的问题。第五，衬砌使用的材料要满足实际的施工设计。第六，衬砌作业要用连续浇筑的方法，首先应对底板进行浇筑，再对顶板与拱顶进行浇筑作业，合理控制灌注的速度。

2小断面输水隧洞开挖中不良地质处理措施

隧洞在开挖过程中遇到不良地质（如流沙、岩层、溶洞、泥石流等），如果处理不及时就有可能出现塌方，为此，因做好塌方的处理措施[1]。

（1）局部塌方落石。隧洞内如果出现小范围的塌方落石，这种情况多发生在开挖硬岩洞中，硬岩结构不稳定，在开挖时容易出现岩体滑落的现象，就会导致小规模的隧洞塌方，这种情况多发生在隧洞顶部或侧壁，最有效的处理方法就是使用局部喷锚的方法来起到支护的作用。

（2）大范围塌方或冒顶。对小断面输水隧洞开挖中不良地质的隧洞进行施工时，有时会发生大范围的塌方或冒顶的现象，尤其当隧洞穿越沟谷地带时，大范围塌方和冒顶现象是最容易出现的。此外如若隧洞埋深浅，洞顶周边围岩没有足够的稳定性，也会有冒顶事故发生。因此，对不良地质的隧洞施工在施工初期就要做好支护工作，防治大范围塌方和冒顶现象的发生，减少隧洞施工的损失。

（3）对砂土层塌方的处理。隧洞开挖中砂土层的稳定性非常的差，很容易发生冒顶塌方的现象。隧洞开挖需要经过沙土层时，要选择少雨的季节进行施工，在开挖过程中用拱钢架支撑，也可采用边开挖边襯砌的方法，确保开挖行进中的安全，以此来提升隧洞围岩的稳定性。小断面输水隧洞在对砂土层进行开挖过程中，会产生很大的烟尘，为了减少烟尘的出现，需要开挖竖井来疏散烟尘。在竖井开挖过程为了避免塌方的出现，可采用沉管工艺，对竖井开挖起到稳定性的作用，从而避免竖井开挖时塌方的现象。

（5）隧洞内溶洞的处理方法。溶洞等其他特殊地质也会引起不同程度的隧洞塌方，对这种塌方采取的治理方法是中壁支护或者双侧壁支护，防治溶洞等其他特殊地质结构出现塌方。隧洞开挖过程中，如果遇到洞内溶洞时，需要及时清除溶洞内的钟乳石和其他的填充物，并且做好隧洞内溶洞的支护工作。为防止隧洞内溶洞的塌方，要及时对溶洞进行排水降压的操作。溶洞内施工要做到快喷、快至、快挖，防治隧洞内溶洞受外力的影响稳定性下降，出现塌方。在对溶洞进行施工时，尽量不要破坏溶洞自身的结构，要及时对其进行合理的支护。

3结束语

在对小断面输水隧洞进行开挖施工时，对不良地质的开挖要做到以预防塌方为主要任务，设计好爆破点，科学合理地控制好爆破的药量。对小断面输水隧洞及时有效地做好支护和衬砌工作。一旦在隧洞开挖过程中出现塌方现象，要及时根据塌方的原因和地形情况采取合理有效的塌方处理措施，把塌方的面积降到最低，有效地减少对水利施工工程的影响。

参考文献

[1] 王定旺.小断面输水隧洞开挖及衬砌和开挖中不良地质处理[J].建筑技术开发，2017，44（4）：90-91.

[2] 丁国金.浅谈小断面输水隧洞塌方处理[J].农业科技与信息，2016

（10）：134.