水利工程引水隧洞開挖支護施工技術探析

【摘要】水利水電工程的施工受到氣候、水文、地質等因素的影響較大，尤其是隧洞工程，施工難度大、對工程安全性影響也較大，所以隧洞施工始終是水利工程施工的重點和難點。本文即結合具體工程案例詳細闡述了水利工程引水隧洞開挖支護施工技術的相關要點。

【關鍵詞】水利工程；引水隧洞；開挖；支護；鉆爆法

一、工程概況

引漢濟渭工程是陜西省內跨流域調水工程，整個工程由調水工程和配水工程兩部分組成。調水工程由位于漢江干流的黃金峽水利樞紐、支流子午河的三河口水利樞紐以及穿越秦嶺的秦嶺輸水隧洞三大部分組成。秦嶺隧洞全長98.3km，設計流量70m3/s，縱坡比1/2500。

二、水利工程引水隧洞開挖支護施工

（一）施工準備

第一，對隧洞施工現場的地質、水文等情況進行全面的勘察，并且根據勘察的結果做好施工設計圖紙的規劃，同時根據施工現場的交通狀況制定相應的材料和設備的運輸方案；

第二，按照施工設計的要求，配備相應的施工材料，包括鋼筋、水泥等，同時對于特殊的施工材料要做好質量驗收工作，確保工程順利進行。另外，要在施工之前以及施工過程中做好隧洞的塌方預防工作，保證隧洞施工的安全進行。

（二）鉆爆法施工

1 測量放線

由測量錯誤引起的炮孔定位誤差在隧道施工中是經常見到的。通過科學的技術管理可規避此類風險。由于客觀原因限制測量班如果無法對每一循環測量放樣，可借助隧洞用激光指向儀輔助測量。本隧洞在施工中借助兩側的激光指向儀把方位參照點標注到掌子面上，對于周邊眼定位相對困難的拱頂的圓弧段，用圓鋼按設計輪廓尺寸做好定位模具，工人利用模具可以方便準確的在開挖面上定位布點，有效控制拱頂輪廓尺寸。

2 鉆孔精度

開眼位置和鉆孔方向偏差是影響爆破效果的主要原因。由偏位計算公式 S=e+Ltanθ可知，鉆孔深度越深，外偏角越大，造成的偏差就越大。人工鉆爆中使用的氣腿式風鉆，在打鉆時必須有 3°～5°的外插角。隧洞中造成超挖嚴重的一個主要原因就是工人鉆孔技術不過關，鉆桿的外偏角過大。為爆出平整的開挖面，首先要提高施鉆工人的技術水平，保證鉆孔時各炮孔眼底盡量落在同一個平面上，掏槽眼可在此基礎上加深 20cm。

3 施工工藝

在全斷面開挖掘進中，為了創造出光爆所需的兩個臨空面，首先要在開挖面上形成一個足夠大的空腔，這個空腔需要由掏槽眼爆破來產生。爆破一般選擇直眼掏槽和斜眼掏槽兩種方式，掏槽方式的選擇，要根據開挖面巖層地質結構動態調整。我部在Ⅴ類圍巖及不良地質段施工中，采用菱形直眼掏槽，施工方便。 在Ⅳ類及以上圍巖地質段采用“水平八字”斜眼掏槽，同等藥量下掏槽效果好，更加經濟合理。

（三）砂漿錨桿+混凝土噴射施工技術

砂漿錨桿采用YT28鑿巖機鉆孔施工，在注漿設備采用專用高壓注漿泵。在使用砂漿時應該采用比較高濃度的砂漿，在砂漿的配合比上要通過現場原位的試驗以進行確定后使用，并且還要堅持隨拌隨用的原則，對超過初凝時間的砂漿做報廢處理。使用止漿塞進行塞入，使其更加牢固，這樣可以確保在承受錨桿上和注滿錨桿孔砂漿的重量上達到要求。對排氣管的要求，就是必須確保排氣管插入錨桿孔底，排氣孔未出漿前，不得停止注漿。由于止漿塞在砂漿具有一定強度，應該自后方拔出，在拔出時不得振動錨桿。

噴射混凝土的原材料，一般應當選擇常用的硅酸鹽水泥和堅硬的中砂或者粗砂，細度值應當不小于 2.5。如果使用堿性速凝劑，需要注意避免使用成分中含有活性二氧化硅的石料；如果使用混合水進行攪拌，則要確保混合水中不存在影響混凝土硬化和凝結的化學物質，確保噴射混凝土的強度符合施工需要。在正式施工之前，需要對噴射混凝土的配比進行試驗，確保其配比科學，才能投入使用。

（四）隧洞襯砌施工

1 襯砌施工設備

本工程采用C30混凝土進行襯砌施工，襯砌工藝選取模板臺車，混凝土攪拌機選用HZS35，在洞外集中進行混凝土材料生產。結合本工程隧洞的實際特點與現有的生產力，每倉的長度確定為12m。為滿足施工質量要求，采取混凝土泵送頂模的方式。澆筑施工過程中，需根據不用情況采取相應的振搗設備進行搗固密實。隧洞襯砌施工前，需先對洞身實施沖洗，以此避免附著的雜質影響正常施工。

2 鋼筋的制備與安裝

施工人員應按照圖紙與規范制備鋼筋。鋼筋的規格必須滿足后續綁扎與焊接施工要求，搭接雙面要求接頭的實際長度不低于所用鋼筋直徑的4倍，主受力筋的長度不得低于其直徑的20倍，受接筋接頭的長度不得小于其直徑的30倍。鋼筋在使用前必須進行除銹，鋼筋綁扎要做到牢固、均勻，同時還要為后續施工留下一定保護層。

3 混凝土澆筑施工

（1）為確保混凝土材料質量，禁止在施工中隨意更改配比，在施工前應進行試驗，嚴格控制誤差；

（2）盡可能縮短混凝土的運輸時間，以防止出現離析等現象，如果混凝土出現離析、沁水等現象，應視作廢料進行處理，禁止再次使用；

（3）此次施工的混凝土坍落度應嚴格控制在8～14cm之間，在運輸前，應對導管進行檢查，以防出現漏漿。泵送應保持連續性，導管中的殘留漿液應及時清理，以免堵塞導管。

三、隧洞塌方處理及預防

（一）縮短開挖進尺

對于巖性發育情況相對較差的隧洞而言，在施工中應制定一套可靠且行之有效的進度控制計劃，爆破施工中盡可能減少實際裝藥量，并做到放小炮或直接不放炮。在現場施工條件允許的情況中，可采取多人開挖的方式，但要保證斷面的規整性，為隧洞支護施工奠定良好的基礎，有效降低塌方等事故的發生幾率。

（二）切實加強圍巖支護

加強圍巖支護不僅是隧洞施工的重點環節之一，也是有效預防隧洞塌方問題的關鍵舉措，及時且正確地設置圍巖支護可以從根本上消除隧洞塌方。支護方法也有許多種，不同時期、不同類型的圍巖所適宜的支護方式也會有所不同，施工中需要結合具體情況酌情處理。

參考文獻：

[1]龔勛，王淑麗，鐘輝.高地熱引水隧洞開挖施工安全與質量控制[J].中國新技術新產品. 2010（13）

[2]余光輝.長線路小斷面引水隧洞施工與質量控制[J]. 水利水電快報. 2008（04）