中国葛洲坝集团电力有限责任公司 湖北省 443000
摘要：在我国，水利工程发挥着非常重要的作用，为人们的工作和生活提供可靠保障。在水利工程的建设中，由于项目建设的环节以及内容较多，要有侧重点的开展工作，引水隧道的建设是水利工程的重要环节，建设内容包括隧洞开凿、边坡支护、称砌施工等部分，要结合水利工程的实际特点，对不同的工序合理安排，细致施工，结合自身的特点开展工作，严格监督与验收，促进水利工程引水隧洞施工的顺利进行。
关键词：水利工程；引水隧洞；施工技术
引言
水利建设是社会主义现代化发展重点工程，搞好水利规划与改造可有效提高水资源利用率，确保区域水调度发展水平。引水隧洞是水利系统不可缺少的构成部分，利用隧道设施实现资源改良与发展，加快了资源综合分配与利用机制建设。鉴于引水隧洞结构的特殊性，现场施工要做好多方面的管理工作，从质量与安全角度采取针对性措施，维持隧洞结构的稳定性与安全性。因此，施工单位要做好水利工程规划与管理设计，提前布局切实可行的隧洞施工管理方案，减小水利事故的发生率。
1工程概况
某水库工程是一个以灌溉为主，结合供水，兼顾发电等综合利用的大（2）型水利工程，梅梅岭隧洞工程为某水库灌区规模最大的隧洞，其为4级建筑物，设计流量14.5m3/s。该隧洞长5394m，纵坡1/3000，洞身采用顶拱120度城门洞型式，净宽4m，洞高3.955m。最大开挖断面尺寸5.26m×5.085m（宽×高），最小开挖断面尺寸4.5m×4.305m（宽×高）。
2引水隧洞施工的重点难点
该隧洞工程为该水库灌区规模最大的隧洞，洞身长（长5394m），埋深大（最大埋深达到420m），独头工作面最大长度约3km，施工通风难度较大，隧洞沿线地质条件较复杂，隧洞沿线主要物理地质现象为碎屑岩类的风化及碳酸盐岩的溶蚀。石英砂岩、浅变质砂岩强风化厚度可达15m，结构破碎，岩体质量差；从钻探揭露可知基岩面起伏大，存在较大溶槽，岩溶较发育，洞身几乎全部位于地下水位以下，可能存在涌水、岩爆、有害气体等诸多工程地质问题，施工难度大：
（1）边坡存在稳定问题。该隧洞进口为土洞段，地表为含碎石、块石粉质粘土覆盖，下伏岩层岩溶发育，基岩面起伏较大；隧洞出口段，岩性为残坡积堆积含碎石粉质粘土，且存在断层切割，存在边坡稳定问题。
（2）通风排烟和降尘难度大。隧洞太长，受地形条件的限制，沿线无法实施和布置较多支洞和竖井，造成通风排烟降尘难度很大。
（3）隧洞支护量大、施工方案不确定。掘进时可能会遇到断层、破碎带等不良地质地段，应采取喷锚、钢拱架、超前小导管、管棚等支护措施。具体施工方案还需视开挖后的围岩状况确定。
3水利工程引水隧洞施工技术的应用
3.1引水隧洞开凿技术
3.1.1全面开凿法
对于一次爆破形成的隧洞，当完成隧洞的贯穿以后，结合工程的实际需要和要求，进行支护施工，这种方法应用于引水隧洞的施工可以实现隧洞的拓宽，提高施工速度，对于围岩硬度较大的地质比较适合。
3.1.2导洞室开凿
由围岩上部开始导洞，隧道的开凿应该满足尺寸大小以及形状的要求，以便于施工人员对隧洞内部的状况有详细的了解，使隧洞排水施工操作更加简单。开凿隧洞以后，结合施工具体规定以及设计内容，在边界区设置防线，由上部开始，一直到下部为止，对洞口实现开凿和支护，如果在对洞口开凿的过程中，发生滑动或者开裂，可以通过将坡度变缓的方式使边坡的稳定性提高。在洞的表层可以通过土钉来完成支护，对土钉水泥砂浆的强度数值有明确的要求，不小于25兆帕，土钉的斜度约为6度-24度。
3.2引水隧洞排水系统施工技术
在开展隧洞的施工之前，首先要做好隧洞上部、洞口以及辅助坑口的表面排水，以避免或者降低发生地表水下渗或者出现冲刷的可能性，在施工进行中，要分析隧洞的出水位置、水质状况、主要成分和出水流量等，将结果合理记录，将结果作为依据。对于隧道口以及辅助坑口等渗透性较好的地方，要做好地表积水的排水，必须做好顺坡排水，从下到上进行抽水处理。
3.3引水隧洞锚杆施工技术
开凿完成以后就可以进行锚杆支护施工，支护流程为先喷射混凝土，再锚固，最后再喷射。所喷射的混凝土厚度要不小于4.5厘米，进行锚杆的操作需要在完成混凝土喷射的三个小时以后进行，各个围岩的锚杆钻孔距离偏差不大于14.5厘米，钻孔的深度数值约为5厘米，锚杆的孔径尺寸要大于杆子尺寸的1.5厘米，将灌浆杆插入孔下部5厘米-9厘米的距离，砂浆注入以后，再马上拉出，再次将杆插入孔中，如果没有浆液冒出，再次灌浆，一直操作到有浆液冒出为止。
3.4引水隧洞开挖及支护施工技术
如图1所示：
图1 隧洞开挖及支护施工示意简图
3.4.1边坡及洞脸土石方开挖
土方开挖之前，按设计图纸进行测量放样。大面积的土方开挖采用2.0m3挖掘机挖装，小面积的土方采用1.0m3挖掘机挖装，自卸汽车装运。开挖时应从上至下分层分段开挖，石方明挖采用风钻分层钻深孔梯段爆破，边坡预裂，基面留2.0m厚保护层开挖，保护层采用Y28手风钻钻爆施工。隧洞进出口采用砂浆锚浆并挂钢筋网进行喷锚支护，以及砼网格梁、草皮护坡等综合护坡措施，进出口边坡设置排水孔。进出口土洞段采用超前小导管注浆、管棚钢拱架进行支护。
3.4.2隧洞洞身开挖及出碴
（1）隧洞开挖拟从进口、出口双向掘进。隧洞开挖采用全断面开挖，采用微震控制爆破技术，尽量减少对围岩的扰动。遵循“短进尺、少装药、多段别、弱爆破”的原则，使爆破振动波速应控制在5.0cm/s。爆破施工前先进行爆破试验，并根据试验结果进行数据分析，修正爆破参数，报总监理工程师审批同意后再进行爆破施工。
（2）钻爆设计。
①炮眼数目N：N=q×s/rη
式中：q——炸药单耗量；S——开挖面积；R——每米长度炸药的
重量；η——炮眼装药系数。
②每个炮眼的装药量：Q1=η×L×r
式中：η——炮眼装药系数；L——眼深；r——每米长度炸药量。
在施工中应根据现场的实际情况不断的优化调整爆破参数，以达到最佳爆破效果。
（3）隧洞出碴及运输：为了解决长巷运输的困难，提高施工进度，采用小型装载机或小挖机装碴，小型自卸车运碴至弃碴场，并在洞内每隔150m位置设一错车道。
3.4.3特殊地层的施工技术
在断层及其他复杂地层，防止围岩坍塌和衬砌沉陷变形是关键问题。（1）加强超前地质预报，采用TSP203型地震探测仪进行远距离较宏观长期预报，EKK0-Ⅳ型地质雷达进行近距离较微观近期预报相互补充和印证，对前方的地质情况做到心中有数。（2）遵循“短进尺、少装药、多段别、弱爆破”的原则，严格控制开挖进尺、单段起爆药量，严密监测爆破振动波速，不断的优化调整爆破参数。（3）爆破后应及时出碴、及时支护，尽量减少掌子面暴露时间，对不同类别的围岩，采用不同结构形式的安全防护技术。（4）加强注浆堵水措施及环境监测，使地下水有效排放。
结语
总之，引水隧洞施工需坚持以生产为中心的原则，统一指挥、统一调度，及时协调各施工部位工作，减少干扰，现场管理机构准确及时地掌握生产及设备等各种情况，加快施工进度；做好工程的施工资源保障工作，对重点项目要进行重点保障，确保各重点项目的资源配置；充分利用专业技术、专业化施工队伍和专用设备，确保重点关键项目按进度顺利施工。
参考文献：
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[2]简江涛，任吉涛.水利工程引水隧洞开挖支护施工技术探析[J].水能经济，2016（2）：329.
[3]魏周恩.引水隧洞混凝土渗水缺陷成因分析及其处理措施[J].甘肃农业.2013（17）.
论文作者:常亚楠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/31
标签：隧洞论文; 水利工程论文; 围岩论文; 施工技术论文; 炮眼论文; 地质论文; 进尺论文; 《防护工程》2018年第19期论文;