水利工程隧洞施工技術(shù)綜述

肖俊聰

（惠州市水務(wù)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，廣東 惠州 516003）

水工隧洞是穿山開挖建成的封閉式輸水或泄洪通道，屬于非露天作業(yè)，易受施工環(huán)境和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，隧洞施工難度大，安全性要求高。隧洞施工技術(shù)包括隧洞開挖施工技術(shù)，錨桿支護(hù)施工技術(shù)，混凝土襯砌技術(shù)等；在隧洞施工前，要根據(jù)實(shí)際情況來確定合適的施工技術(shù)以及支護(hù)技術(shù)，保證工程進(jìn)度與施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題和安全問題。

1 隧洞施工開挖技術(shù)

隧洞施工開挖作業(yè)有兩種，一種是全斷面開挖施工，另一種是導(dǎo)洞開挖施工。以新奧法為理論支撐，隧洞開挖的施工作業(yè)要基于圍巖種類以及底層的穩(wěn)定性來選擇施工技術(shù)類別，供選擇的有全斷面開挖施工方法、支撐法、臺(tái)階開挖法等施工方法，當(dāng)隧洞高度較高的工程開挖作業(yè)時(shí)應(yīng)選用臺(tái)階開挖施工法。

1.1 全斷面開挖施工技術(shù)

全斷面開挖施工技術(shù)適用于圍巖情況較好的開挖段。開挖區(qū)域的巖石較為堅(jiān)固，可先采用一次性鉆爆施工的形式對開挖點(diǎn)進(jìn)行隧洞開挖作業(yè)，然后進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。選用這種施工技術(shù)的工程，完成速度比較快，能夠加快水利工程隧洞施工的效率，能在保證施工質(zhì)量的前提下，合理控制施工周期。

1.2 導(dǎo)洞開挖技術(shù)

導(dǎo)洞開挖是在隧洞斷面基礎(chǔ)上進(jìn)行導(dǎo)洞挖掘，同時(shí)還要逐漸擴(kuò)大導(dǎo)洞的斷面尺寸和規(guī)整導(dǎo)洞的整體形狀。導(dǎo)洞開挖技術(shù)在施工方面較靈活，根據(jù)采集到的施工前方地質(zhì)特點(diǎn)，為后期隧洞在排水、不良地質(zhì)處理等作業(yè)方面提供便利條件，讓隧洞有良好的通風(fēng)效果。

1.3 錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿支護(hù)是指用金屬件、木件、聚合物件或其他材料制成桿柱，打入地表巖體預(yù)先鉆好的孔中，利用其結(jié)構(gòu)形成懸吊效果、組合梁效果、補(bǔ)強(qiáng)效果，以達(dá)到支護(hù)目的的方法，通常在輸水隧洞混凝土襯砌施工作業(yè)前完成。因隧洞開挖方式不同，支護(hù)方式也不一樣，圍巖質(zhì)量好，直接錨桿掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片后，噴射混凝土；當(dāng)開挖的巖石土、土層或者斷面的穩(wěn)定性比較差時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用隨機(jī)錨桿或超前錨桿的方法進(jìn)行隧洞支護(hù)作業(yè)后，展開混凝土襯砌支護(hù)作業(yè)。

1.4 混凝土襯砌技術(shù)

襯砌是使用鋼筋混凝土等材料，沿著隧道洞身周邊建筑的永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)，以防止圍巖變形或坍塌。要做好施工前勘測作業(yè)，掌握施工巖石屬性后，才能開展混凝土襯砌作業(yè)。當(dāng)輸水隧洞水平收斂速度、拱頂位移速度等影響因素能滿足混凝土襯砌的要求，并且支護(hù)表面無明顯裂縫時(shí)，才能開展襯砌施工。混凝土襯砌施工連續(xù)澆筑時(shí)，混凝土質(zhì)量的控制是關(guān)鍵因素。在灌注作業(yè)時(shí)，灌注速度要恰當(dāng)，完成邊墻混凝土灌注作業(yè)后，再進(jìn)行拱頂混凝土灌注作業(yè)。

2 施工安全保證措施

在隧洞建設(shè)施工中，最常見的事故是塌方，尤其在斷層等復(fù)雜地質(zhì)段施工時(shí)。若出現(xiàn)不良地質(zhì)，最重要的是解決圍巖坍塌和襯砌沉陷的問題。

2.1 塌方事故的防范

為了避免塌方事故的發(fā)生，首先應(yīng)做好地質(zhì)勘探分析等準(zhǔn)備工作，根據(jù)實(shí)際情況制訂施工方案。根據(jù)施工中實(shí)時(shí)觀測情況，分析巖體地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下水的相關(guān)變化規(guī)律，及時(shí)調(diào)整和完善設(shè)計(jì)方案。

一是做到勤觀測，定期分析現(xiàn)場的工程地質(zhì)及地下水的變化情況，根據(jù)變化規(guī)律及時(shí)制定和調(diào)整施工工藝。

二是不良地質(zhì)段實(shí)行短開挖，在巖層狀況差的開挖段，應(yīng)適當(dāng)減小開挖進(jìn)尺，襯砌支護(hù)應(yīng)緊隨作業(yè)面快速施工，在作業(yè)技術(shù)手段上采用多爆點(diǎn)，弱爆破方法，以便得到規(guī)整斷面，保證初期支護(hù)質(zhì)量。

三是進(jìn)行強(qiáng)支護(hù)，強(qiáng)支護(hù)是指在施工中使用小導(dǎo)管注漿、長管棚及格柵拱等方法，對洞身及周邊進(jìn)行強(qiáng)支護(hù)。強(qiáng)支護(hù)是預(yù)防塌方的主要措施，而及時(shí)支護(hù)又是避免塌方的重要方法。

2.2 塌方處理措施

地下隧洞工程產(chǎn)生塌方的原因是非常復(fù)雜的，通常都是由多種因素混合而成，因此解決的方式各有不同，需要視情況而定。通過總結(jié)施工研究經(jīng)驗(yàn)，得到通用規(guī)律，減小施工損失，常用的幾種塌方處理方法見表1。

表1 塌方處理的常用方法

3 結(jié)語

隧洞施工是一項(xiàng)復(fù)雜的且易受外部環(huán)境影響的施工過程，合理選擇施工工藝對施工過程的質(zhì)量和安全起著非常重要的作用。