水利隧洞工程的開挖施工與塌方處理

孫亮

中國葛洲壩集團第一工程有限公司 湖北宜昌 443002

1 水利隧洞工程開挖施工準備分析

水利隧洞工程開挖施工因為外在因素的影響，此在開挖的過程中極其容易遇到許多不確定的因素，在水利隧洞工程具體進行之前需要結合外部因素的分析來提前做好施工準備。測量之中要注意開挖軸線、邊線、以及開挖深度、坡度、控制線與控制樁，并結合永久性排水設施對排水系統進行布置。開挖區域的外側可以設置截水溝，開挖的層面上需要對臨時性的排水溝以及積水坑進行布置，在此基礎上開挖時要有一定的坡度，將降雨雨水、施工產生的廢水、圍巖滲水以及工作位面所產生的內積水及時進行引排。與此同時，面臨開挖邊坡穩定狀況，需要工作人員進行有效的監測，當邊坡出現裂縫、掉塊、滑動等情況時，水利隧洞的開挖工作要暫停，并及時對圍巖進行加固，來保證邊坡在水利隧洞開挖工作進行中的穩定性。在以上工作開展時，首要保障的是開挖機械運行的高效性，推進水利隧洞工程開挖工作的連續進行，要達到上述目標也需要在工程項目具體開始前對所用運用的機械進行整體的保養，而在工程進行時對于機械要及時地進行養護，以維持機械的長期工作性質[1]。

2 隧洞施工開挖技術

隧洞施工開挖作業有兩種，一種是全斷面開挖施工，另一種是導洞開挖施工。以新奧法為理論支撐，隧洞開挖的施工作業要基于圍巖種類以及底層的穩定性來選擇施工技術類別，供選擇的有全斷面開挖施工方法、支撐法、臺階開挖法等施工方法，當隧洞高度較高的工程開挖作業時應選用臺階開挖施工法。

2.1 全斷面開挖施工技術

全斷面開挖施工技術適用于圍巖情況較好的開挖段。開挖區域的巖石較為堅固，可先采用一次性鉆爆施工的形式對開挖點進行隧洞開挖作業，然后進行支護作業。選用這種施工技術的工程，完成速度比較快，能夠加快水利工程隧洞施工的效率，能在保證施工質量的前提下，合理控制施工周期[2]。

2.2 導洞開挖技術

導洞開挖是在隧洞斷面基礎上進行導洞挖掘，還要逐漸擴大導洞的斷面尺寸和規整導洞的整體形狀。導洞開挖技術在施工方面較靈活，根據采集到的施工前方地質特點，為后期隧洞在排水、不良地質處理等作業方面提供便利條件，讓隧洞有良好的通風效果。

2.3 錨桿支護技術

錨桿支護是指用金屬件、木件、聚合物件或其他材料制成桿柱，打入地表巖體預先鉆好的孔中，利用其結構形成懸吊效果、組合梁效果、補強效果，以達到支護目的的方法，通常在輸水隧洞混凝土襯砌施工作業前完成。因隧洞開挖方式不同，支護方式也不一樣，圍巖質量好，直接錨桿掛設鋼筋網片后，噴射混凝土；當開挖的巖石土、土層或者斷面的穩定性比較差，應當采用隨機錨桿或超前錨桿的方法進行隧洞支護作業后，展開混凝土襯砌支護作業[3]。

2.4 混凝土襯砌技術

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結構，以防止圍巖變形或坍塌。要做好施工前勘測作業，掌握施工巖石屬性后，才能開展混凝土襯砌作業。當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，并且支護表面無明顯裂縫時，才能開展襯砌施工。

2.5 回填灌漿施工技術

在水利隧洞工程的施工過程中，如果采用鋼筋混凝土襯砌方式或者預應力混凝土襯砌方式，需要使用回填灌漿技術來填充混凝土襯砌、或者鋼筋混凝土襯砌內頂端巖面的空腔，確保頂拱的強度以及穩定性。否則在正式通水后，頂端容易出現塌方問題，破壞拱圈，嚴重影響水利隧洞工程穩定供水功能的發揮。但是回填灌漿技術容易受到襯砌條件以及襯砌構造型式的影響，造成灌漿壓力、濃度、孔距以及排距等數據產生變化。為了確保回填灌漿效果，一定要先進行灌漿試驗，再正式開始回填灌漿施工操作，同時科學分析已獲得的灌漿試驗數據，找出最佳施工方案。對此，建議做好以下幾點：第一，確保襯砌混凝土的強度符合要求，再使用回填灌漿施工技術。第二，在水利隧洞工程的施工現場進行回填灌漿試驗，全面分析灌漿試驗的數據結果，明確灌漿壓力。一般情況下，隧洞內如果是土洞鋼筋混凝土襯砌，則使用低壓灌漿法，壓力控制在0．10～0．20MPa之間；如果是巖洞鋼筋混凝土襯砌，則灌漿壓力控制在0．30～0．50MPa之間。第三，合理規劃區段，分批完成回填灌漿操作；先進行一序孔的灌漿操作，再進行二序孔的灌漿操作；要由低處到高處進行回填灌漿操作。第四，進行同一區段內的序孔灌漿操作時，要在某些鉆孔內操作，或者在所有鉆孔內操作。

3 水利工程隧洞塌方的處理和預防措施

將開挖進尺縮短。對于部分隧洞其巖性發育情況較差，具體施工時需要編制一套系統、可行的進度控制計劃，在具體爆破環節需要盡量將裝藥量減少，且做到放小炮或不放炮。如若現場作業情況允許，就能夠采用多人開挖的方式來進行，不過要確保斷面規整，切實減少出現塌方等情況。第二，需要對隧洞情況進行實時觀測。在進行隧洞施工時，需要定期量測和觀測現場的水文地質以及地質條件，對二者的實際變化規律進行全面分析，并制定出一套切實可行的施工方案。第三，需要做好圍巖支護工作。

4 結語

綜上所述，隨著社會經濟的不斷發展，水利工程的建設規模也在不斷擴大，水利隧洞工程對于水利工程建設來說十分重要。水利隧洞工程開挖施工過程中會受到地質、環境以及圍巖等多種因素的影響，有時還會發生塌方事故，嚴重影響施工進度。在實際施工時要根據施工現場的具體情況，采用合理的施工技術進行施工。要采取積極的措施處理水利隧洞工程開挖施工塌方事故，保證水利隧洞工程的整體質量。