水利工程中隧洞施工的选线要求及技术简述

黄春发

江西华龙水利工程建设有限公司 江西宜春 336000

我国社会的发展需要水利工程的日益完善，近年来我国在隧道开挖环节上有了很大成果，例如引黄入晋工程，引额济克工程等，经过不断地探索，我国水利工程方面已经掌握在各种地质条件下的隧洞施工技术。

1 水利工程中隧洞施工的选线具体要求分析

1.1 要尽量避开地质条件较差的地段

隧洞的路线选择应尽量避开山岩压力大、地下水位高、漏水严重的岩层以及断层、破碎带和可能滑坡的不稳定地段，而尽量选择完整、坚硬稳定且地质构造较为简单的山体内，以充分利用围岩的自承能力，当隧洞轴线与岩层面及主要节理裂隙相交时应尽量成较大夹角，同时采取较为妥善的防御措施，以防围岩失稳发生并扩大，进而保证隧洞施工及运行安全[1]。

1.2 选择线路短且直、沿线地质构造相对简单的隧洞路线

在达到枢纽总布置要求条件下，隧洞路线应选择线路短且直、沿线地质构造相对简单的有利施工方案，减少工程费用以及水头损失的同时取得最后的水流条件。如有因地形、地质条件和枢纽布置原因而不得不转弯时，其转弯半径不宜小于5倍的洞径或洞宽，其偏转角通常不大于以使弯道水流平顺。针对通过高速水流的无压隧洞则应力求在平面上设置尽量少的曲线段。

1.3 隧洞要保证由足够的围岩厚度

隧洞较深的埋置深度可以充分利用围岩的弹性抗力和减小地震力的影响以达到减小衬砌厚度的目的。洞身部分一般均埋置较深，其进、出口部位的围岩厚度一般应达到1倍的洞径或洞宽。但在采取了合理的施工程序和工程措施之后围岩厚度还可以减小。对于相邻两隧洞间岩体的厚度一般应有3倍的洞径或洞宽，岩体较好时可适当减小但最小不得小于1倍的洞径或洞宽。

1.4 还需要兼顾施工方便

针对长隧洞洞线的选择还应将设置施工竖井或支洞问题考虑在内，以便于增加开挖工作面增快隧洞施工的进度。

2 水利工程中隧洞施工过程技术要点探讨

2.1 隧洞开挖技术

（1）全断面开挖方式。对于全断面开挖方式而言，其主要是一次性钻爆断面成洞的，等到贯通全洞之后在以施工实际安排情况以及围岩所允许暴露时间为依据进行下一步的衬砌及支护施工，因此，此方法较适合那些围岩较为完整和坚固的情况。对于全断面开挖方式而言，由于其洞内的工作面相对较大，因而对于工序作业的干扰度会比较小，比较容易进行施工组织工作的安排，而且掘进的速度也相对较快。

（2）导洞开挖方式。对于导洞开挖方式而言，其主要是在断面上先进行导洞的开挖，以此为先导再扩大到设计所要求的尺寸及其形状。此方式不仅可以通过导洞进行地质情况的探明，有效解决施工过程中的排水问题，待贯通导洞后还有助于洞内通风条件的改善，对扩大端面而言起到了增加临空面的功能，因而大幅提高了爆破的效果。

2.2 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。隧洞衬砌的形式与施工的方式、支护的效果、围岩的特点、横断面的大小形状等密切相关。衬砌的方式一般采用单层、平整、混凝土、灌浆或机械式。

2.3 混凝土衬砌技术

水利隧洞主要承担着水流的通透，所以对混凝土的抗渗要求比较高。混凝土的粗骨料要达到双级配及以上要求，衬砌的时候，单层的钢筋混凝土衬砌的厚度要超过25cm，双层的厚度要大于等于30cm。衬砌钢筋混凝土要选择好位置，从隧洞中部的伸缩缝开始，分仓浇筑。浇筑是连续的过程，把从搅拌站运输来的混凝土用罐车直接卸进泵料斗内，在导管的作用下通过下料口入仓。在水平方向分层铺设，厚度保持在50vm以下。下料要从底拱开始保持两边均匀下料，逐步升至顶拱。要用振捣器振捣，使混凝土衬砌密实不透。要排除混凝土中的空气成分，振捣器与干层保持垂直并插入5-10cm，处理好封藏。如果因为意外原因导致浇灌必须中断，则必须把浇筑的顶面打毛，铺一层2-3cm厚的砂浆。若果遇到施工冷缝，此处混凝土就要重新施工。

2.4 混凝土喷射技术

喷射机的合理选择是保证混凝土喷射技术的关键环节。要科学考虑工程的规模、进度、要求、流程等。选择合适的喷射机。湿式喷射机应该是首选类型。此类喷射机对于砂子的细度、含泥量、含水量的要求都很高。施工的时候要严格控制好砂子的质量，喷射前要彻底清除施工面的浮石、石渣、乱石等杂物，并用水冲洗喷射面，如果遇到岩层遇水受潮泥化的情况就要用高压风净化喷面。施工时，要从下到上，按照先喷底拱，然后边拱，最后顶拱的顺序分阶段喷射。在喷射的过程中要精心处理各段的结合部位，避免漏喷现象。使喷头垂直于喷面采用螺旋式喷法，控制好喷射距离，一般0.6-1.2m之间。每一次喷射的厚度要适宜，保持在5cm左右，等待第一层混凝土凝固后再实施第二次喷射，直至达到要求的厚度，若终凝时间过长，那么再次喷施之前就要用高压风或者高压水将喷面清除干净，混凝土凝固两小时后要实施喷水达到养护的目的，如果气温过低，就要避免喷水，要根据实际温度采用相应保护措施，保温防冻。

2.5 隧洞灌浆技术

对于顶拱必须回填、灌浆。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900-1200，孔距与排距控制在2-6cm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50mm，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。

总而言之，相关工作人员要实现隧洞施工技术水平的不断提高，进而提高隧洞的施工质量及其安全稳定性，从而确保水利工程建设的顺利进行。