试论长距离输水隧洞施工中的关键问题与解决对策

高崇义

（云南建投第一水利水电建设有限公司， 云南 昆明 650000）

我国调水工程规划随着地区发展逐渐增多， 长距离输水隧洞的施工项目总数也开始上升。 为确保相关工程能够正常进行， 应当从施工角度进行分析，明确工程团队可能遇到的关键问题。 同时， 基于问题根源研究需要采取的解决对策， 确保长距离输水隧洞施工能够达到理想建设目标， 为未来调水工程的正常开展打下坚实基础。

1 长距离输水隧洞施工简析

长距离输水隧洞工程总量较大， 同时施工步骤复杂程度高， 容易受到多种条件影响， 如地理状态、建设方案等。 因此， 相对于其它工程类型， 长距离输水隧洞经常会遇到施工问题， 需要采取有效的措施进行应对。 同时， 此类工程的施工空间较小， 场地环境较为特殊， 建设需要涉及多方面的专业内容，因此团队采取的应对措施， 会直接决定工程建设质量与效率[1]。 在这种情况下， 为确保长距离输水隧洞能够达到理想施工目标， 应当明确其在建设过程中可能遇到的关键问题。 通过深入研究问题诱因、明确产生原理， 可以为应对策略的制定提供重要参考， 有利于减少工程出现问题的概率， 为保障项目正常开展提供重要支持。

2 长距离输水隧洞施工关键问题探究

2.1 作业空间与工序

在长距离输水隧洞施工过程中， 工程团队经常会遇到作业空间过小、 基础工序受到多种因素干扰的问题。 一部分隧洞基础长度较长， 同时净空断面较小， 导致施工爆破、 出渣以及衬砌流程效率较低，容易遇到障碍物影响。 同时这些问题也会导致施工安全性下降， 可能会增加事故风险。 因此， 在工程建设阶段， 项目团队应当采取积极措施， 针对作业空间以及工序干扰问题进行处理。

2.2 隧洞出渣

洞内出渣与隧洞施工效率存在直接关联， 目前大部分工程团队在建设过程中， 经常会遇到出渣效率过低、 工序混乱问题。 出渣效率过低会导致隧洞内施工频繁受阻， 同时也会增加建设风险， 不利于提高项目推进质量。 工序混乱主要与出渣运输、 布置有关， 在相关活动未落实到位的情况下， 隧道施工可能无法按照标准流程进行建设， 进而干扰实际施工效果， 容易导致风险级别上升。

2.3 洞内通风

长距离输水隧洞内部环境较为特殊， 其需要做好通风设计与部署工作， 在尽可能维持基础氧气含量的同时， 减少有毒气体空气占比， 防止施工人员出现中毒问题[2]。 可以认为， 隧洞内部通风效果会直接影响到建设效率与安全性。 通常情况下， 大部分输水隧洞内部出现有害气体聚集的概率均处于较低级别， 但受到地质条件以及地层状态影响， 内部可能存在部分存储气体的特殊构造区域， 如层状粉细砂岩、 封闭断层等。 在这种情况下， 工程团队遭遇有害气体聚集的可能性不容忽视， 需要采取科学、 有效的通风设计方案， 确保内部环境能够维持在安全状态。

2.4 洞内渗水

长距离输水隧洞由于地质条件等因素影响， 内部可能会出现意外渗水问题， 如遭遇大型岩溶形态等。 在隧洞掘进过程中， 一旦出现涌水渗水现象，便会增加器械受损或人员伤亡风险。 因此， 需要采取有效的应对措施， 确保洞内渗水问题能够得到科学处理， 减少意外发生可能性。 在长距离输水隧洞建设过程中， 由于隧洞埋深较大， 部分岩体内部的气体可能会出现被压缩的现象[3]。 一旦顶部或掌子面压力超过极限， 便会导致气体从裂隙内喷出， 最终增加渗水风险。

2.5 断层不良地质

断层不良地质属于长距离输水隧洞的常见问题之一， 在隧洞设计经过特殊地段的情况下， 如洼地、落水洞、 溶槽、 石芽等， 便有可能出现断层不良地质问题， 对工程建设造成干扰[4]。 除此之外， 一部分区域还有可能存在多条、 不均匀的大规模断层。 这些因素都会对长距离输水隧洞的施工造成不可忽视的影响， 需要采取科学、 可靠的应对措施进行处理。

2.6 洞内支护

长距离输水隧洞属于隧道施工的一种， 其需要做好内部支护工作， 避免出现意外坍塌等问题。 受到环境条件影响， 长距离输水隧洞的支护难度相对较高， 同时有可能出现变动问题， 最终导致支护效果下降或失效。 因此， 需要针对支护情况进行深入分析， 确保其能够满足输水隧洞建设要求， 避免出现意外问题。

2.7 施工测量

隧洞开挖施工对于测量标准程度具有较为严格的要求， 受到地形条件以及植被、 粉尘浓度、 烟气浓度等多种因素影响， 长距离输水隧洞的测量精确度往往较差[5]。 在这种情况下， 隧洞开挖施工可能会出现异常问题， 最终导致建设效果不理想， 甚至引发工程事故。 因此， 需要采取有效的测量措施，确保其精确程度能够达到长距离输水隧洞施工标准，减少出现意外问题的可能性。

2.8 环境监测

环境监测属于长距离输水隧洞施工的重要环节之一， 由于此类项目建设周期较长， 同时施工步骤较为复杂， 因此可能会对自然环境生态产生一定程度的影响。 若未布置有效的监测措施， 不仅不利于管控工作进行， 同时也容易导致污染事故发生。 因此， 需要重视环境监测相关问题， 确保其能够得到妥善应对。

3 长距离输水隧洞施工问题解决对策

3.1 作业空间与工序对策

针对长距离输水隧洞作业空间以及工序问题，项目团队应当积极探索施工方案优化路径， 确保相关问题能够得到有效解决。 例如， 可以采用全断面开挖光面爆破法， 使工程作业空间问题得到科学处理， 尽可能减少超挖、 欠挖总量。 在光面爆破规划过程中， 项目团队需要合理设计掏槽类型， 并对间距进行科学规划[6]。 同时， 还应当利用素描图， 对掌子面围岩地质构造以及裂隙状态进行深入分析，确保后续施工能够在高效率条件下进行， 减少工序受到干扰的可能性。

3.2 隧洞出渣对策

针对洞内出渣相关问题， 工程团队应当从方案设计角度入手， 采取科学合理的处理方式， 使洞穴出渣速度能够得到显著提升， 并重点关注循环施工出渣周期， 确保其可以得到有效缩短。 在实际建设阶段， 工程团队可以结合项目情况， 对装载机数量以及运输车辆数量进行规划[7]。 例如， 在隧洞进尺不断加深的情况下， 适当增加运输车总量， 使装载效率能够得到显著提升。 除此之外， 还应当针对隧道汇车进行合理规划， 避免汇车洞布置不当导致装车时间过长， 确保出渣流程能够正常开展。

3.3 洞内通风对策

为确保隧洞内能够维持正常通风状态， 工程团队应当结合项目实际情况， 对作业人员呼吸总风量需求、 爆破排烟总风量需求、 洞内最小风速总风量需求进行计算。 呼吸总风量需求采用公式（1） 进行计算。

在公式（1） 中， k 代表风量备用系数， 通常采用1 ～1.25 进行代入； q 代表各个作业人员的基础通风量， 可采用3m3/min·人进行代入； n 代表隧洞内同时作业人数上限。

爆破排烟总风量需求采用公式（2） 进行计算。

在公式（2） 中， G代表炸药需求总量， 单位为kg； t代表通风时间， 单位为min； A代表断面面积，单位为m2； L0代表通风长度， 单位为m。

洞内最小风速总风量采用公式（3） 进行计算。

在公式（3） 中， v代表排尘所需风速， 单位为m/s； S 代表隧洞的断面积， 单位为m2。

通过科学计算所需风量， 可以为隧洞内的通风规划流程提供重要参考， 有利于减少污染物总量，并维持足够的新鲜空气， 为隧洞内人员施工提供重要支持。 在工程实践中， 项目团队应当准备隧洞专用通风设备， 并确保其直径符合基础需求， 并确认漏洞率、 摩阻系数达到理想标准[8]。 同时， 还应当做好有害气体检测工作， 在必要情况下及时进行钻孔排气、 工作面减荷处理， 避免出现意外情况。

3.4 洞内渗水对策

洞内渗水属于长距离输水隧洞施工较为常见的问题之一， 为避免相关情况对工程团队造成威胁，应当积极做好地质预测工作流程， 确保施工活动能够在完整的监测数据支持下， 维持高效率开展状态。在项目实践中， 工程团队可以采用地质超前钻机或TSP超前预报系统进行处理， 确保隧洞前方地质情况能够满足安全施工需求[9]。 在探测阶段， 若技术人员发现存在不明压力， 则证明隧洞前方可能存在流体， 容易出现渗水问题。 在这种情况下， 工程团队应当针对施工流程进行深入优化， 如采用弱爆破、逐步开挖方式等， 避免渗水转变为大量涌水， 导致施工流程受阻。 同时， 工程团队还需要制定详细的应急预案， 在渗水问题加重时及时采取有效措施，避免负面影响进一步扩大。

3.5 断层不良地质对策

断层不良地质属于较为常见的问题之一， 为避免相关情况对长距离输水隧洞施工造成干扰， 工程团队应当采取科学有效的应对方案， 确保不良地质得到合理处置。 例如， 在爆破过程中适当减少炮孔基础装药量， 并针对炮眼间距进行合理调整[10]。 通过这种方式， 使隧洞施工能够维持完整的拱部弧线，降低断层不良地质产生的负面干扰。 在这一阶段，工程团队应当合理利用围岩具有的稳定特征， 为隧洞施工创造基础条件。 同时， 为确保不良地质处于正常状态， 工程团队还应当缩短检测间隔， 依靠频繁的针对性检测， 及时发现潜在危险源， 确保工程活动能够在安全条件下开展。 除此之外， 一旦遇到断层区域， 工程团队应当在做好支护的情况下， 再进行开挖处理。 通过加强施工质量控制， 保证拱架支护处于稳定状态， 减少出现意外的可能性。 在必要情况下， 应当针对隧道顶部区域以及钢拱架周边进行喷锚处理， 确保其牢固程度符合施工需求， 使受力维持连续性， 提高建设可靠程度。

3.6 支护对策

支护工作属于长距离输水隧洞的重要组成部分，其与施工稳定性存在直接关联， 因此项目团队应当遵循相关施工原则， 确保支护部署能够达到理想级别， 减少出现意外的概率。 在实际施工过程中， 工程团队也需要针对掌子面进行全程监控， 确保支护问题能够得到及时发现。 在掌子面顶部区域， 可以采用超前注浆小导管进行支护处理， 使开挖可靠性能够显著提升。 同时， 开挖后应当立即进行喷锚支护， 使围岩面得到封闭[11]。 除此之外， 工程团队应当在掌子面位置部署监测点位， 并通过收集的数据信息， 判断围岩形变状态， 为后续工程建设提供重要参考。 通过积极落实支护管理方案， 可以有效提高建设工程质量， 有利于减少意外情况发生概率，具有重要实施价值。

3.7 环境监测对策

通常情况下， 环境监测主要包含废水与大气两个部分。 在长距离输水隧洞建设过程中， 针对废水进行监测， 需要结合工程实际状态以及施工方式，设置多个基础监测点位， 并针对表1 相关项目进行针对性监测。

表1 废水监测项目

针对大气环境进行监测时， 则需要重点关注施工可能产生的污染物类型， 选择多个监测点位进行数据收集， 相关项目如表2 所示。

表2 大气监测项目

4 结语

综上所述， 长距离输水隧洞施工受到多种条件影响， 经常会出现各式各样的问题。 为确保工程能够顺利进行， 施工团队应当积极采取有效应对措施，确保关键问题得到有效解决， 为后续进一步开展建设流程打下坚实基础。