淺談水利工程隧洞開挖施工

李艷

摘要：水利隧道施工是水利工程整體建設中難度最大、最為重要的環節，施工技術的好壞將影響水利工程的質量。本文分析了水利隧洞工程開挖施工存在的問題，并提出合理化建議。

關鍵詞：水利隧洞；工程；開挖；技術

水利工程隧洞施工管理的好壞直接影響著隧洞工程施工的質量，水利工程隧洞施工管理對提高工程項目的經濟效益具有重要意義。但是由于在進行水利工程隧洞開挖時，經常會受到外界因素的影響，導致水利工程隧洞經常會出現質量問題。

1工程案例介紹

某水利工程隧洞開挖之前對水利工程建筑物進行科學規劃，具體包括山前引水渠道、導洪堤、導洪渠、山后引水渠道、引水隧洞等。其中，引水隧洞作為此次施工重點，隧洞整體長度為390m，隧洞內外徑分別為4m、5m。隧洞施工沿線地質情況特殊，隧洞埋深為30～80m。隧洞施工包括混凝土工程、石方洞挖、灌漿、鉆孔等。

2水利工程隧洞開挖施工關鍵技術

2.1隧洞開挖

隧洞開挖是水利工程隧洞施工的初步工程，在開挖之前首先要設計好洞臉開挖坡比，按照施工圖紙，對比進出洞口實際米數，盡量做到兩側邊坡少挖。如果遇到極特殊情況，則可以選擇邊開挖、邊支護的手段。其次是注意隧洞橫斷面尺寸控制，要求隧洞的圓形斷面內徑不能超出2m，非圓形斷面寬度不能超出1.8m。隧洞施工期間，涉及挖掘機、鋼模臺、架鉆臺車等設備的應用，需要十分注意斷面尺寸，通過技術經濟分析的方式，準確設定好斷面。洞臉、洞口都要得到妥善鞏固，尤其是洞外施工期間，注意實際施工中的明洞、暗渠。

2.2石方施工技術

石方施工技術主要分為兩種，即石方明挖、石方洞挖。石方明挖針對隧洞坡邊輪廓線為主，選擇預裂爆破施工方法，利用手風鉆鉆孔設備，在需要爆破位置進行鉆孔，并且及時填裝火藥進行爆破。為了確保石方施工順利完成以及洞口邊坡等安全，施工單位規定必須應用7655型手風鉆。洞挖過程中，結合實際施工條件，及時制定全斷面開挖方案，以風鉆鉆孔以及軸流通風機及時完成排煙工作，同時還要做好土渣清理。具體石方施工技術步驟如下：測量放樣、鉆孔、裝藥、起爆、排煙、灑水、出渣、噴錨支護。

爆破之前，注意結合地質情況，設計好爆破方案。尤其是爆破方位、項目規劃、爆破土方量等，并且提前進行試爆。爆破實驗主要為實際爆破工作做準備，幫助爆破施工確定具體位置以及主爆孔，利用掏槽區的設置，在其中間應用鉆機鉆孔，創造出臨空面，增強爆破效果。試驗爆破中，孔眼距離非常重要，炮孔的直徑要求為53mm，眼深為2.10m，確定數據以及位置，保證爆破更加精準，效果更加理想。

2.3混凝土施工技術

水利工程隧洞施工，混凝土施工技術必不可少。選擇C25混凝土，遵循質量施工、便捷操作等原則，綜合觀察混凝土溫度變化，確保混凝土溫度控制得當。混凝土施工中，根據隧洞施工受力要求，需要將隧洞劃分出垂直施工縫，從底部、邊墻等不同位置進行混凝土施工，同時還要保證施工至少兩次以上。

隧洞的分縫位置，從混凝土澆筑角度出發，分塊設置距離至少保證間隔為12m，尤其是結構要求非常嚴格的縫隙，需結合實際情況重新劃分。嵌縫則使用瀝青杉板，施工作業之前先對邊縫進行鑿毛，并且設置鋼筋位置，及時插入鋼筋，型號為Φ18，鋼筋分布以梅花型為主，要求1m2至少布置6根鋼筋。鋼筋布置完畢，設置止水帶，確保鋼筋不被截斷。這樣就可以進一步固定結構架，進入到泵送混凝土過程，檢查好泵送管道，防止出現堵塞或者輸送速度減緩的情況。

2.4鉆孔、灌漿

鉆孔灌漿施工技術，主要目的是為了進一步穩固隧洞，有效預防隧洞漏水。根據隧洞施工設計標準，以固結灌漿、回填灌漿結合的方式完成灌漿工作。頂拱回填灌漿分區段完成，區段距離為45m，回填管徑必須從位置較低的端口開始，依次從較高位置進入，最后到達頂孔。布置隧洞的灌漿孔，間隔距離為3m，回填灌漿孔間隔距離為50mm。鉆孔完畢進入到灌漿作業，灌漿壓力控制在0.20MPa，回填灌漿完畢進行固結灌漿，期間間隔時間為7～14d，固結灌漿孔依然是梅花型進行布置，先進行一序孔灌漿，再進行二序孔灌漿。鉆孔灌漿期間必須做好觀測工作，確保出現問題的位置得到及時處理，及時完成二次補灌漿，保證鉆孔灌漿施工質量。

3水利工程隧洞開挖施工質量控制建議

3.1加強技術準備

對于水利工程隧洞開挖施工來講，技術準備是比較關鍵的組成部分，同時能夠產生的影響力特別高，如果繼續按照老舊的模式來開展，不僅無法得到預期效果，還會在工作的綜合效用上表現出大幅度的降低現象。所以，在水利工程隧洞開挖施工的技術準備方面不能表現出任何的忽視。如天水市城區引洮供水工程施工第七標段新4#隧洞的主體工程及臨時工程，新4#隧洞地處定西市通渭縣青堡鄉、定西市隴西縣永吉鄉及天水市武山縣榆盤鄉境內。施工時嚴格按“新奧法”施工技術組織施工，對軟弱圍巖段采用淺孔多循環小藥量的開挖爆破方法進行開挖，邊挖邊支護。組織機械化施工，實施掘進（鉆孔、裝、運）、支護（拌、運、錨、網噴）、砼襯砌（拌、運、灌、搗）三條機械化作業線。

3.2完善技術方案

現如今的國家建設過程中，正處于一個非常特殊的時期，有些工作的安排和部署，并不能取得較好的效果，有很大一部分原因在于技術方案的組建并不完善，一旦外界因素發生改變，或者是出現了突發情況，都有可能導致水利工程隧洞開挖施工陷入到較大的困境當中，而且在彌補的難度上是非常高的。如新4#隧洞洞身開挖采用光面爆破法施工，氣腿式風鉆造孔、人工裝藥、非電毫秒雷管起爆，根據不同地下水文地質情況選用爆破炸藥。配合ZWL-80/47.2L電動扒渣機裝渣，自卸翻斗車運輸至洞外至渣場并平整。噴錨支護錨桿造孔采用氣腿式風鉆，為降低回彈量和粉塵，噴砼采用TK-961型濕噴機（4～5m3/h）。洞身開挖時，圍巖開挖始終堅持“管超前、嚴注漿、弱爆破（或不爆破）、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的施工原則。

結語

綜上所述，水利工程隧洞施工工序較多，加上隧洞結構復雜，因此施工難度非常大。特別是隧洞在施工之前，必須做好設計與準備工作，施工過程中注意施工技術應用細節的控制，施工結束后及時做好清理、檢查工作，從各個方面確保水利工程隧洞施工順利完成。

參考文獻

[1]楊武，譚劍波.天生橋水庫輸水隧洞安全復核及除險加固設計[J].浙江水利水電學院學報，2016，28（4）：36-39.

（作者單位：湖南楚禹建設工程有限公司）