水利隧洞工程开挖施工技术与塌方处理研究

张旭林 冯杰

摘要：在水利工程建设中隧洞工程施工非常关键，直接影响着水利工程建设的质量。但是水利隧洞工程在实际的开挖施工过程中会受到各种因素的影响，出现塌方等事故，严重影响施工质量。本文对水利隧洞工程开挖施工技术与塌方处理进行了研究分析，旨在提升水利隧洞工程施工的质量。

关键词：水利隧洞工程；开挖施工技术；塌方处理

1 水利隧洞工程开挖施工技术

1.1 全断面开挖施工技术

全断面开挖施工技术主要就是通过一次性爆破形成隧洞，之后在洞室内开展支护施工。全断面开挖施工技术的优势十分明显，主要表现为：在保证水利隧洞工程开挖施工安全顺利开展的情况下，施工的工序比较少，而且施工的速度很快，能够保证施工进度。另外，在实际施工的过程中不会受到外界因素太大的干扰，在条件允许的情况下能够利用机械进行施工，这样就能够在很大程度上减少人力资源的投入，在提升施工效率的同时还能够在一定程度上节约施工成本。另外，全断面开挖施工技术还能够保证一次开挖成型，这样对围岩的影响就比较小，有利于围岩的稳定。但是，这种施工技术在岩体坚固的隧洞中比较适用，所以在实际施工之前要对施工现场的地质条件进行考察，确认地质条件良好才能够采用此施工技术。另外，实际施工过程中要根据施工方案的具体要求设计导洞的形状以及尺寸。

1.2 台阶开挖施工技术

台阶开挖施工技术主要有两种施工方法，其中一种是正台阶法，另外一种是反台阶法。在实际施工过程中采取何种施工方法要根据施工现场的实际条件决定，具体来说要根据围岩的具体情况以及洞室的大小等选择施工方法。台阶开挖施工技术主要适用于比较稳定的岩体和土层。

2 水利隧洞工程开挖施工要点

2.1 施工测量工艺

水利隧道工程在实际施工过程中需要开展相应的测量工作，这项工作需要专业的测量人员进行，相关测量人员在开展测量工作时要对施工的具体情况进行掌握，再根据爆破设计的具体工程参数进行点布孔位。另外，在喷混凝土之前要完成水利隧洞开挖断面的测量工作，在测量时要注意将测量的间距控制在5m-10m之间。此外，还要严格按照相关要求定期测量洞轴线，测量完成之后还要进行复测，以此保证测量的准确性。

2.2 钻孔施工要点

在水利隧道工程钻孔施工过程中要注意以下要点：首先，相关施工人员要按照测量定出的腰线、中线以及开挖轮廓线等开展钻孔作业。其次，在应用湿式风钻钻孔时，要检查风钻的机身以及螺栓等是否处于良好的工作状态，如果发现问题应该立即进行修理或者是更换，以此保证风钻能够正常运行。最后，在实际钻孔过程中为了防止超挖情况出现，应该使周边孔的外偏角严格控制在设备所能够达到的最小角度之内，另外光爆孔的偏差要控制在5cm以内。

2.3 爆破施工的要点

在水利隧洞工程开挖施工中爆破施工非常关键，直接影响着整个工程的施工质量。在爆破施工过程中首先要根据实际的施工情况设计爆破方案，在方案设计过程中必须保证开挖断面的平整性和洞壁的平整性，同时要对炸药的用量进行严格的控制，在最大程度上减小爆破对围岩的影响。其次，在实际爆破施工之前，要进行爆破试验，具体的爆破方案确定之后要上报相关单位，监理工程师审批之后就能够进行爆破试验，通过试验的爆破效果对爆破的参数进行合理的选择。同时要根据施工现场的岩石性质以及岩石的级别变化程度适当地调整设计方案。最后，要确定爆破的关键点，根据施工现场的围岩情况进行断面开挖，并且严格按照爆破设计进行钻孔，钻孔的直径应该控制在38mm-42mm之间，并且要根据具体的钻孔设备对炮孔的深度进行确定。通常情况下都会选用防水乳化炸药，在钻孔内主要利用非点导爆管起爆。另外，周边孔最好使用不耦合装药，以此减少爆破对周边围岩的振动。

除以上三点之外还要注意，在爆破施工完成之后，要开展相应的危石清除工作，及时将爆破过程中产生的危石进行清除，以此保证水利隧洞开挖施工的安全进行。另外，要严格按照相关要求对已经开挖洞段的围岩稳定情况进行检测，如果在检测过程中发现是可能塌落的岩块，要立即采取有效措施进行清除。岩面破碎洞段处理完成之后，可以在隧洞上面先喷上一层混凝土，混凝土的厚度保持在5cm左右，在所有的出渣工作完成之后，要再次进行安全检查。

3 水利隧洞工程开挖施工塌方处理

在水利隧洞工程开挖施工的塌方处理中要严格遵循“小塌清，先支后清”和“大塌穿，先棚后穿”的原则。其中“小塌清，先支后清”，主要指的是水利隧洞工程开挖施工的塌方量比较小，这时可以先将塌方顶部支撑牢固，之后再将塌方全部清除。但是要保证塌方顶部支撑牢固，否则很可能会出现继续塌落，掉块砸伤相关施工人员。通常情况下，隧洞在发生第一次塌方之后，塌方坑道两侧的边坡不稳定，如果这时不進行塌方顶部支撑而直接清理塌渣，就可能让塌方坑道侧壁失去平衡，从而造成再次塌方。

“大塌穿，先棚后穿”主要是指水利隧洞工程开挖施工的塌方量比较大时，不能在短时间之内将塌渣全部清除，而且清除的难度比较大，不能尽快判断出塌穴的形状以及具体大小。在这种情况下，可以将塌方体看做松散破碎的地层，采用超前支撑的方法或者是采用开挖导坑的方法穿越塌方体。要注意在采用以上方法进行穿越时要将塌方部位的两端支顶牢固，以此避免塌方进一步延伸。在实际穿越时要运用插板法进行支撑，具体来说就是在导坑顶部运用插板插入塌方体之内，以此形成棚顶，之后再进行逐步开挖，并且在开挖的过程中考虑挖变衬砌。

4 总结

综上所述，随着社会经济的不断发展，水利工程的建设规模也在不断扩大，水利隧洞工程对于水利工程建设来说十分重要。而水利隧洞工程开挖施工过程中会受到地质、环境以及围岩等多种因素的影响，有时还会发生塌方事故，严重影响施工进度。因此，在实际施工时要根据施工现场的具体情况，采用合理的施工技术进行施工。同时要采取积极的措施处理水利隧洞工程开挖施工塌方事故，从而保证水利隧洞工程的整体质量。

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