摘要：文章针对现代水利工程隧洞施工，结合西藏某地区水电站实例，从隧洞开挖施工、钢拱架施工、衬砌施工三方面分析了隧洞施工技术及其要点，提出了相应的处理措施，并介绍了有效预防和处理隧洞塌方的方法，旨在为工程的顺利实施提供可靠的技术支撑。
关键词：水利工程：隧洞开挖施工：钢拱架施工：衬砌施工：水电站
随着水利行业的迅速发展，水利工程正面临着更好的机遇，同时也面临着重要的挑战。其中迅速发展的行业对施工技术要求更高，对技术方面还需进行进一步加强和研究，隧洞施工属于非露天作业，受施工条件的影响，使得施工时难度更大，安全性要求更高，因此在施工过程中保证安全是隧洞施工的重要前提，只有在保证安全的前提下才能进一步保证施工质量及施工进度，所以隧洞施工时采取有效措施保障隧洞施工安全，确保工程顺利实施显得尤为重要。
1 工程概况
某引水隧洞位于新疆某地区，距某城60km，跨两大河流流域，全长超过35km，其中隧洞洞身采用马蹄形无压隧洞，出口在某水利枢纽上游库区，是后期该地区工业及生活用水的主要来源，此地区降雨量稀少且主要分布在夏秋季节，此工程在该地区尤为重要。隧洞洞断面主要以黑云母片麻岩为主，其岩石类别主要为Ⅳ、Ⅴ类围岩。
2 隧洞开挖施工技术
在隧洞开挖过程中，应根据现场的围岩种类采用合适的开挖方法，一般施工时原则为“杜绝欠挖、控制超挖”以确保在保证安全与质量的前提下加快施工进度。在开挖前应对岩石岩性及隧洞断面尺寸进行分析，以便采取最合适的开挖方法，一般隧洞开挖较为常见的方法主要分为两种。
2.1 全断面开挖法
这种方法主要应用于围岩类别较好的隧洞中，其显著特点是开挖效率比较高。开挖后可采用新奥法施工原则“稳进尺、勤测量、早封闭”中的早封闭，及时对围岩进行封闭是提高围岩稳定的有效措施。在施工工程中严格按照施工组织设计进行，能保证施工快速有序进行。
2.2 导洞开挖法
这种方法主要为实际施工中的台阶法开挖，主要应用于围岩类别较差的隧洞中，其主要特点是极大的保证了隧洞开挖的安全性，开挖前应确定导洞开挖的尺寸及断面形状。本工程在围岩条件较差的Ⅴ类围岩中采用了导洞施工方法，分为上下导洞分次开挖，上导洞采用光面爆破，下导洞采用预裂爆破。实践证明这样的开挖方法对围岩较差的隧洞中是安全、科学、合理的。
3水利工程隧洞施工技术及处理措施分析
3.1 钻孔爆破开挖
3.1.1 开挖方法 正洞开挖遵循“短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的原则。由于业主没有提供隧洞处的详细地质资料，故洞身的开挖需根据围岩类别采用不同的方法，确保施工安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，为减少开挖过程中对围岩的拢动及减少越挖，隧洞洞身开挖必须采用光面爆破和预裂爆破相结合的技术，对于每次循环进尺2.5～4.0m左右。
3.1.2 爆破设计 爆破是现代水利隧洞工程中常见的技术形式之一。爆破工作具有较高的风险，因此必须要确保爆破设计法方案具备较强的合理性。现阶段，光面爆破是非常适合水利隧洞施工的一类爆破技术，该爆破方法的安全性较高、可操作性较强。隧洞掘进工程面临着一定的断层塌方风险，在进行脆弱岩层隧洞掘进的过程中，需要采用支护式掘进方案，施工人员应当检查并清除影响支护体系安全的因素。
3.1.3 钻爆作业 采用钻孔台架配手持式风动凿岩机钻孔，人工装药起爆。钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。如围岩出现变化需要变更爆破设计时，由项目技术负责人确定，上报监理工程师批准。炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接，均由考核合格的爆炮工负责。
3.2 支护与衬砌技术
支护隧洞的形式与很多因素有密切关系，如围岩的类型，施工情况，洞体大小，支护选用的材料，开挖隧洞的形式等。其中开挖的方式多样，有上下台阶方式、全断面、先导洞以及眼睛法等形式。支护手段也是多样的，主要有锚喷、锚网喷的形式，还有喷混凝土、混凝土衬砌、钢筋混凝土衬砌等方式。遇到松软容易破碎的围岩，往往需要进行预先支护。一般采用管棚、围岩注浆、旋喷压注等方法进行支护。
3.3 锚杆技术
要确定好开孔的位置，与设计偏差不得超过10厘米，要依据设计要求以及围岩实际情况确定开孔的位置。根据设计要求选择合适的钻头，控制好尺寸。若采用先注浆后插干的工序，要根据锚杆大小确定钻头直径，一般比锚杆直径大15毫米以上，若果选用先插干后注浆的工序，这时钻头的直径要比锚杆直径大出25毫米。孔底注浆钻头与锚杆直径差更大，约在40毫米以上。根据锚杆的不同确定钻孔的深度。结束钻孔的时候要记住清除孔内的杂物，在特殊地质情况下挖隧洞，应该结合具体情况喷混凝土或者挂网喷混凝土然后再用锚杆，以免施工中出现坍塌。
3.4 钢拱架施工
根据隧洞断面的轮廓，对钢拱架实施加工，同时通过放样制成弯曲的模型。严格按照设计要求完成加工的钢拱架，需要进行组织试验，以明确其尺寸等参数是否满足设计要求。其安装的施工流程如下所述：第一，人工安装分片钢拱架，在隧洞的掌子面组装钢拱架，同时拧紧连接螺栓。第二，在安装之前，需要对掌子面进行全面的检查，同时对钢拱架底端的残渣进行挖除，然后使用石块或方木对高度进行调整。第三，钢拱架完成校验之后，每隔2m加固一次，确保钢拱架与围岩完全贴近，无法贴近的地方需使用石块等进行充填。对于安装而言，焊接是十分关键的工艺，其施工要求为：焊接施工前，需对接头进行检查，确保接头满足相应规范的要求。
3.5 隧洞灌浆技术
对于顶拱必须回填、灌浆，其主要为了使衬砌与拱部岩面得以充填，避免通水之后造成塌方破坏拱圈，影响供水。而选择回填灌浆的时候要充分考虑隧洞衬砌结构、运行条件等因素确定灌浆的压力、浓度等。灌浆的位置应在顶部或者顶拱中心角度九百到一千二百内，孔距与排距控制在2-6厘米之间，要根据配筋情况、衬砌厚度等确定灌浆压力，灌浆孔要深入围岩五十毫米，分区分段进行灌注，并且按照两个次序进行，施工要从低到高，层层推进，如果在遇到坍塌、超挖、溶洞等现象，就要在此处顶拱预埋排气管、灌浆管。
4 结语
隧洞施工时由于各因素相互影响，导致施工难度较大，但只要我们根据实际情况进行分析，采取合理的施工方法，就能从根本上避免解决这些问题。因此，在隧洞施工过程中我们应科学、合理的对现场进行分析，把握施工时的细节，确保施工技术真正发挥作用。另外，现场所有施工人员应加强安全生产意识，强化施工管理，做好灵活应变，规范施工，从根本上解决水利隧洞施工时所遇到的问题。
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[3]杨克珊.水利工程隧洞施工的几点认识与探索[J].建筑工程技术与设计，2014，（10）.
论文作者:夏添,姜莹
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/12
标签：隧洞论文; 围岩论文; 方法论文; 水利工程论文; 断面论文; 工程论文; 钻孔论文; 《防护工程》2019年9期论文;