浅谈水利工程隧洞开挖施工

李艳

摘要：水利隧道施工是水利工程整体建设中难度最大、最为重要的环节，施工技术的好坏将影响水利工程的质量。本文分析了水利隧洞工程开挖施工存在的问题，并提出合理化建议。

关键词：水利隧洞；工程；开挖；技术

水利工程隧洞施工管理的好坏直接影响着隧洞工程施工的质量，水利工程隧洞施工管理对提高工程项目的经济效益具有重要意义。但是由于在进行水利工程隧洞开挖时，经常会受到外界因素的影响，导致水利工程隧洞经常会出现质量问题。

1工程案例介绍

某水利工程隧洞开挖之前对水利工程建筑物进行科学规划，具体包括山前引水渠道、导洪堤、导洪渠、山后引水渠道、引水隧洞等。其中，引水隧洞作为此次施工重点，隧洞整体长度为390m，隧洞内外径分别为4m、5m。隧洞施工沿线地质情况特殊，隧洞埋深为30～80m。隧洞施工包括混凝土工程、石方洞挖、灌浆、钻孔等。

2水利工程隧洞开挖施工关键技术

2.1隧洞开挖

隧洞开挖是水利工程隧洞施工的初步工程，在开挖之前首先要设计好洞脸开挖坡比，按照施工图纸，对比进出洞口实际米数，尽量做到两侧边坡少挖。如果遇到极特殊情况，则可以选择边开挖、边支护的手段。其次是注意隧洞横断面尺寸控制，要求隧洞的圆形断面内径不能超出2m，非圆形断面宽度不能超出1.8m。隧洞施工期间，涉及挖掘机、钢模台、架钻台车等设备的应用，需要十分注意断面尺寸，通过技术经济分析的方式，准确设定好断面。洞脸、洞口都要得到妥善巩固，尤其是洞外施工期间，注意实际施工中的明洞、暗渠。

2.2石方施工技术

石方施工技术主要分为两种，即石方明挖、石方洞挖。石方明挖针对隧洞坡边轮廓线为主，选择预裂爆破施工方法，利用手风钻钻孔设备，在需要爆破位置进行钻孔，并且及时填装火药进行爆破。为了確保石方施工顺利完成以及洞口边坡等安全，施工单位规定必须应用7655型手风钻。洞挖过程中，结合实际施工条件，及时制定全断面开挖方案，以风钻钻孔以及轴流通风机及时完成排烟工作，同时还要做好土渣清理。具体石方施工技术步骤如下：测量放样、钻孔、装药、起爆、排烟、洒水、出渣、喷锚支护。

爆破之前，注意结合地质情况，设计好爆破方案。尤其是爆破方位、项目规划、爆破土方量等，并且提前进行试爆。爆破实验主要为实际爆破工作做准备，帮助爆破施工确定具体位置以及主爆孔，利用掏槽区的设置，在其中间应用钻机钻孔，创造出临空面，增强爆破效果。试验爆破中，孔眼距离非常重要，炮孔的直径要求为53mm，眼深为2.10m，确定数据以及位置，保证爆破更加精准，效果更加理想。

2.3混凝土施工技术

水利工程隧洞施工，混凝土施工技术必不可少。选择C25混凝土，遵循质量施工、便捷操作等原则，综合观察混凝土温度变化，确保混凝土温度控制得当。混凝土施工中，根据隧洞施工受力要求，需要将隧洞划分出垂直施工缝，从底部、边墙等不同位置进行混凝土施工，同时还要保证施工至少两次以上。

隧洞的分缝位置，从混凝土浇筑角度出发，分块设置距离至少保证间隔为12m，尤其是结构要求非常严格的缝隙，需结合实际情况重新划分。嵌缝则使用沥青杉板，施工作业之前先对边缝进行凿毛，并且设置钢筋位置，及时插入钢筋，型号为Φ18，钢筋分布以梅花型为主，要求1m2至少布置6根钢筋。钢筋布置完毕，设置止水带，确保钢筋不被截断。这样就可以进一步固定结构架，进入到泵送混凝土过程，检查好泵送管道，防止出现堵塞或者输送速度减缓的情况。

2.4钻孔、灌浆

钻孔灌浆施工技术，主要目的是为了进一步稳固隧洞，有效预防隧洞漏水。根据隧洞施工设计标准，以固结灌浆、回填灌浆结合的方式完成灌浆工作。顶拱回填灌浆分区段完成，区段距离为45m，回填管径必须从位置较低的端口开始，依次从较高位置进入，最后到达顶孔。布置隧洞的灌浆孔，间隔距离为3m，回填灌浆孔间隔距离为50mm。钻孔完毕进入到灌浆作业，灌浆压力控制在0.20MPa，回填灌浆完毕进行固结灌浆，期间间隔时间为7～14d，固结灌浆孔依然是梅花型进行布置，先进行一序孔灌浆，再进行二序孔灌浆。钻孔灌浆期间必须做好观测工作，确保出现问题的位置得到及时处理，及时完成二次补灌浆，保证钻孔灌浆施工质量。

3水利工程隧洞开挖施工质量控制建议

3.1加强技术准备

对于水利工程隧洞开挖施工来讲，技术准备是比较关键的组成部分，同时能够产生的影响力特别高，如果继续按照老旧的模式来开展，不仅无法得到预期效果，还会在工作的综合效用上表现出大幅度的降低现象。所以，在水利工程隧洞开挖施工的技术准备方面不能表现出任何的忽视。如天水市城区引洮供水工程施工第七标段新4#隧洞的主体工程及临时工程，新4#隧洞地处定西市通渭县青堡乡、定西市陇西县永吉乡及天水市武山县榆盘乡境内。施工时严格按“新奥法”施工技术组织施工，对软弱围岩段采用浅孔多循环小药量的开挖爆破方法进行开挖，边挖边支护。组织机械化施工，实施掘进（钻孔、装、运）、支护（拌、运、锚、网喷）、砼衬砌（拌、运、灌、捣）三条机械化作业线。

3.2完善技术方案

现如今的国家建设过程中，正处于一个非常特殊的时期，有些工作的安排和部署，并不能取得较好的效果，有很大一部分原因在于技术方案的组建并不完善，一旦外界因素发生改变，或者是出现了突发情况，都有可能导致水利工程隧洞开挖施工陷入到较大的困境当中，而且在弥补的难度上是非常高的。如新4#隧洞洞身开挖采用光面爆破法施工，气腿式风钻造孔、人工装药、非电毫秒雷管起爆，根据不同地下水文地质情况选用爆破炸药。配合ZWL-80/47.2L电动扒渣机装渣，自卸翻斗车运输至洞外至渣场并平整。喷锚支护锚杆造孔采用气腿式风钻，为降低回弹量和粉尘，喷砼采用TK-961型湿喷机（4～5m3/h）。洞身开挖时，围岩开挖始终坚持“管超前、严注浆、弱爆破（或不爆破）、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则。

结语

综上所述，水利工程隧洞施工工序较多，加上隧洞结构复杂，因此施工难度非常大。特别是隧洞在施工之前，必须做好设计与准备工作，施工过程中注意施工技术应用细节的控制，施工结束后及时做好清理、检查工作，从各个方面确保水利工程隧洞施工顺利完成。

参考文献

[1]杨武，谭剑波.天生桥水库输水隧洞安全复核及除险加固设计[J].浙江水利水电学院学报，2016，28（4）：36-39.

（作者单位：湖南楚禹建设工程有限公司）