水利工程隧洞开挖技术施工工艺

水利工程隧洞开挖技术施工工艺

周军青

甘肃浩龙建设工程有限公司  甘肃  730000

摘要：隧洞开挖作业是水利工程隧洞施工的重要组成部分。在隧洞开挖作业不同的技术类型中，对应各种具体的地质条件、设计需要以及施工目标，要求作业人员合理应对，规范化操作，保证隧洞开挖技术能够得到标准化贯彻执行。本文对水利工程中的隧洞开挖作业技术应用和质量控制措施进行全面分析，旨在促进水利工程建设安全优质完成隧洞施工任务，加快施工进度，节约成本资源，为国家水利事业做出贡献。

关键词：水利工程；隧洞开挖；技术施工工艺

引言：水利工程中的隧洞开挖施工，常用的技术类型包括全断面开挖技术、导洞开挖技术、锚杆支护技术、钻孔灌浆技术、混凝土衬砌技术、排水技术以及爆破技术等，不同的技术类型有不同的技术标准和操作规范。同时，作业人员在利用隧洞开挖技术施工期间，要严格规划落实质量控制措施，完善施工方案，加大过程管理力度，为隧洞开挖施工提供质量保障，充分发挥各种隧洞开挖施工技术的应用优势和价值，促进水利工程保质保量按期完工，为水资源的开发利用提供基础设施保障。

1.隧洞开挖技术

1.1.全断面开挖技术

隧洞工程开展全断面施工，在贯通全洞后要继续开挖，达到设计要求的距离后，再结合围岩实况落实支护及衬砌施工。全断面开挖技术适用于具备良好围岩条件的施工路段。举例来说，硬质岩体开挖作业，可直接实施一次性钻爆后再落实支护作业。这种技术的应用优势在于加快施工进度，不会给工艺流程落实带来严重干扰。全断面开挖技术应用须结合隧洞实况选择适用的作业机械和工具，确保开挖作业顺利推进。台阶作业掌子面须进行上下分层，上层掘进速度须永远高于下层。为了渣土清运顺利通常上层掘进要比下层超前2到3.5米，只要爆破及通风散烟工序结束，台阶清理要立即开始。上层渣土扒到下层台阶，下层出渣期间上层继续钻孔。鉴于下层台阶爆破作业位置下方是临空面，装药量要适度下调。全断面开挖技术应用于水利工程施工，可从整体上提高隧洞开挖进度，有利于工程建设的进度及质量控制。

1.2.导洞开挖技术

导洞开挖的正常工序是先于平洞断面开挖小断面导洞，再逐渐扩展到设计方案规定的整个断面。导洞开挖技术的优点在于非常灵活，能够结合现场地质条件提前规划部署后续的排水处理和地质勘测，保证隧洞高效通风。在导洞开挖到逐渐扩展期间，要结合开挖顺序划分钻进次序和方式。导洞专进概念即贯通导洞以后外扩部分的所在位置，在此基础上明确现场整体实况，确保尽在掌握，为隧洞创造良好通风条件。如果隧洞施工期间的作业机械需要二次铺设，会耗费大量人力物力财力资源以及时间成本，通常导洞开挖技术更多应用于地质条件错综复杂的隧洞施工环境。具体操作时须先行挖好足够长度的导洞，而且导洞开挖与断面开挖要同步进行。而且导洞开挖技术对不良地质条件比较适用，但是不适宜大断面的全断面开挖。

1.3爆破技术

隧洞施工涉及的爆破作业量较大，作业人员要提前摸排爆破现场详细情况，尽最大努力控制安全风险。手风钻钻孔期间，要保证岩石小于等于6厘米的覆盖厚度，防止钻头过快磨损，而且要提前规划施工方案，为钻孔爆破作业提供指导。为隧洞底部及侧墙布设保护层，爆破损伤后立即修复，保证保护层和隧洞表面平整。作业人员须提前设定爆破参数，提前试爆，保证参数设置合理，消除安全隐患，确保安全爆破。岩爆作业须提前为断面喷水，沿着轮廓挖设锚杆钻孔，孔深及循环间距须精准控制。

1.4.锚杆支护技术

隧洞施工的锚杆支护技术应用，所需的杆柱材料以金属材质居多，也有木质以及聚合物材质应用。具体做法是锚杆构件植入隧洞岩体，通过粘结作用使稳定围岩结合不稳围岩，达到悬吊、补强以及组合等目的，提高支护结构稳定性。隧洞开挖有多种技术形式，每种方式都有对应的支护技术，如果开挖作业得到了较好的围岩质量，就可直接在锚杆上挂设钢筋网片，如果开挖作业的岩层以及断面很不稳定，还须实施超前以及随机锚杆支护作业，然后落实混凝土衬砌作业。

1.5.钻孔灌浆技术

钻孔灌浆作业人员须严格执行施工方案，结合回填以及固结等工序完成灌浆，有效防范隧洞漏水。顶拱部位的回填灌浆，还须实施多分区施工，保证分区合理间距，完成关键部位的回填作业再行灌浆，通常需要保证7到14天的间隔期。灌浆孔要布设为梅花形，依据孔洞编号落实顺次灌浆。

1.6.混凝土衬砌技术

这项技术应用有利于防范围岩的坍塌以及变形风险，是一种永久性支护方式。隧洞衬砌作业的注意事项如下：提前勘测施工现场，明确作业区域岩石属性，据此选定适用的衬砌技术。输水隧洞一定要按照设计要求控制水平收敛和拱顶位移速度，支护结构表面检测完整性达标，衬砌作业才能开始，混凝土浇筑作业一次性连续完成，按照顺序浇筑隧洞衬砌。

1.7.排水技术

隧洞施工最为关键的部分是排水，它对隧洞整体施工进度有重要影响，同时与作业人员生命安全有直接关系，必须提起高度重视。隧洞内的水体来自岩石裂隙水以及钻孔作业用水，其中岩石裂隙水是重点，一些山区隧洞施工区域降水丰富，植被茂密，排水作业要做好下列几点：①平洞和上坡洞。这种隧洞施工要提前编制排水方案，排水沟通常布设于中部或者靠一侧部位，同时明确隧洞通风、排水以及供电等的管线布设位置，防止交叉干扰；②下坡洞。如果现场排水没有异常，只安排常规排水机械即可，一旦遭遇突发性涌水，还须配置大流量设备，提升排水作业安全系数，防范意外事故。

2.水利工程隧洞开挖质量控制

2.1.完善施工方案

全国各地都在大力推动基础设施建设，由于工程量太大，一些规划设计很难达到健全完善的理想境界，部分原因来自于技术方案的规划设计。如果外部因素影响太大或频繁遭遇突发事件，都会给隧洞施工造成严重影响，工程质量难以保证，施工难度大幅上升。举例来说，某水利工程的隧洞开挖作业选择光面爆破技术，技术人员结合现场地质配置适用炸药和扒渣机，渣土清运以自卸翻斗负责，在指定地点卸车后平整，喷锚锚杆支护选用气腿式风钻，配置适用喷湿机抑尘，降低回弹量，隧洞洞身施工的围岩开挖作业严格执行作业原则等。通过上述施工方案的完善措施，保证隧洞开挖作业安全高效进行。

2.2.落实过程管理

隧洞开挖作业要高质量完成，过程管理工作要加大力度。第一，混凝土搅拌时长要合理。混凝土材料要均匀拌和，合理控制温度条件，结合现场实况，对搅拌时长进行适度加长，达到标准时长的1.5倍；第二，导流洞所需混凝土料以专用车辆运输，泵送分仓浇筑，运输车须包裹保温层，尽量短时间短距离运输，泵送浇筑要控制离析问题。作业人员要持续观测混凝土质量，发现问题立即整改，确保隧洞施工优质高效完成。

结束语：总而言之，水利工程是保证区域水资源合理开发利用，抗洪排涝的重点民生基础设施，水利工程中的隧洞开挖作业，是施工过程的重点内容。隧洞开挖施工有多种技术应用，不同的技术类型对应不同的适用对象、工艺流程以及管理方法，施工企业须提前勘测隧洞开挖施工区域地质环境，合理编制施工方案，针对现场不同实况选择适用的开挖技术，做好隧洞开挖的质量控制，确保隧洞施工安全稳定、优质高效完成。

参考文献

[1]李建俊.水利工程隧洞开挖技术施工工艺[J].水上安全,2023(2):190-192.

[2]李林伟.水利工程隧洞开挖施工技术与质量策略[J].写真地理,2020.