水利工程隧洞开挖施工技术分析

王 英

（甘肃省水利水电工程局有限责任公司， 甘肃 兰州 730000）

0 引言

在水利工程的施工建设中，隧洞是极为重要的一个施工环节，隧洞施工线路必须要满足水利工程的施工建设要求相符，并且能够基于水利工程施工现场的地质、水文环境以及地形、地貌等特征等进行细化与明确。隧洞开挖的过程当中，会被地质条件、水文环境以及地形地貌特征等所影响，所以，其也属于是隧洞工程施工作业中的重要难题，为了确保隧洞施工的质量，注重现代化施工技术的合理应用，用以来确保水利工程项目的整体施工质量。

1 隧洞工程施工作业前的准备工作

隧洞工程开挖作业以前需要对施工作业者开展技术交底，同时要基于隧洞工程的施工图纸相关要求，开展测量放样相关工作，测量工作者遵照设计图纸的相关要求来测量放样，以此来明确开挖作业过程当中的轴线、边线、深度、坡度控制线、桩等，之后基于隧洞工程施工现场中的地质、水源、地形、地貌以及水流量等，整合永久性的排水设施来进行排水系统相关布置。在隧洞的挖掘作业区域外侧要做好截水沟，开挖层需要有临时性质的排水沟、集水坑，开挖面有一定倾斜坡度，这样才能将雨水、围岩渗水、工作面积水、施工废水进行引排或者抽排，排出到工作面以外。并且在开挖索爷中，对边坡的稳定情况济宁实时监测，如果边坡存在掉块、裂缝与滑动等诸多现象，就要及时停止开挖作业，及时开展围岩加工施工[1]。为了确保施工作业的连续性，确保每个接卸设备都处在稳定运行的状态中，在开挖作业以前对每个进入到施工现场中的机械设备实施维护与保养，保证机械设备处于正常运行的状态当中。

2 水利工程中隧洞开挖作业的技术要点

2.1 测量放样技术

在隧洞工程的开挖作业中，一定要进行全面、到位的测量放样，测量放样相关工作一定要确保数据、方案的精准度。测量放样工作者必须具备必要性的专业技能与综合素养，同时其需要遵照工作要求来进行实际操作。要求相关工作者严格遵照设计方案对具体孔位、操作参数等进行细化与明确，确保测量放样的整个操作流程都足够规范、安全与可靠。测量放样相关工作过程中，要求相关工作者遵照设计方案相关要求测量、复测隧洞轴线，以此来满足测量放样操作的精准性。

2.2 隧洞线路的选择

在进行隧洞线路实际选择的时候，一定要先考虑施工现场的具体情况，在坚硬岩基上边设置隧洞的位置，规避把隧洞位置选择在丰富地下水、严重破碎带的位置之上。并且要尽量选择山岩较为平稳、不存在滑坡的岩基位置上设置隧洞进出、口。同时要尽量选择山岩平稳、无滑坡的位置上进行隧洞进出口设置。隧洞线路于平面上的盈利要尽量短且直，以此来降低工程量以及工程造价，同时能够降低水头方面的损失，以此来为实际施工提供有力保证。如果施工现场当中的具体情况对施工作业产生了制约影响，要求转弯，那么转弯的半径不能低于洞口直径、洞宽的五倍，针对两个相邻两个隧洞之间的岩体厚度一般需要是隧洞直径、洞宽的三倍[2-3]。

2.3 钻孔施工方面

一般来讲，要求专业工作者严格遵照施工方案中的相关内容来进行钻孔操作，如果基于湿式风钻进行钻孔作业，相关工作者一定要对整个湿式风钻进行全面、细致的监察，确保其的所有零部件都能够满足钻孔作业的相关要求，不会产生钻孔堵塞、带上作业等诸多情况。湿式风钻如果存在异常的情况，其零部件方面出现了问题，就要及时地进行更换、修理等。此外，为了能够规避超挖问题的产生，还需要严格管控周边孔的外边角，确保其在设备可以能够达到的最小角度范畴之内。一般要对光爆孔以及挖槽孔的偏差问题进行严格管控，确保其不会超出规定中所要求的偏差数值，所有炮孔位置的偏差不能高于规定中所要求的数值。

3 隧洞工程开挖作业技术的实际应用

3.1 全断面开挖作业技术

全断面施工中，断面一次钻爆成洞，整个洞都贯穿了以后，需要再挖掘一段距离，遵照围岩的实际情况开展衬砌与支护作业。其一般都应用在围岩状况较为良好的一些路段当中。比如，开挖位置的岩石较为坚硬，可直接开展一次性钻爆再予以支护操作。技术应用过程当中的施工进度较快，并且并不会对整个施工流程产生过大干扰影响。此项技术具体应用需要依据隧洞实际情况来进行工具、设备选择，并且在此基础之上开展挖掘作业。基于台阶掌子将断面分成上下层，上层掘进作业距离超出下层。为了能够不会对出渣作业产生制约影响，上层超前的距离一般在2—3.5m之内，在爆破作业、通风散烟操作都完成了以后，及时进行台阶清理，并且向下台阶进行扒渣，下台阶出渣的时候，上台阶可开展钻孔施工，由于下台阶爆破处在两个临空面中，可降低炸药的实际应用量。水利工程的实际施工中，此项技术能够加快作业速度，能够提升隧洞施工作业的整体速率，不仅能够对施工质量进行有效保证，同时有助于施工进度方面的有效管控。

3.2 导洞开挖作业技术

导洞开挖，实际上是要在平洞断面之上先进行小断面导洞开挖，之后在拓展到整个设计方案的断面上。此项技术的实际实施中的灵活性较强，可基于施工现场的地质特性来指导后续施工中的地质、排水处理相关工作，强化隧洞通风的有效性。依据导洞、拓展施工的具体次序，将导洞实际钻进、并进方式划分清晰。导洞专进说的就是在导洞全部贯通之后拓展部分位置，以此来对施工现场的整体情况进行合理明确与掌握，积极改善隧洞当中的通风情况吗[4]。如果需要再次铺设隧洞中的作业设施，需要投入大量的时间、人力、财力以及物力成本，一般情况下此项技术主要就应用在地质情况较为复杂的隧洞当中。导洞并进需要先挖出一定距离的导洞，并且需要同时开展导洞、断面方面的施工作业。导洞开挖技术通常会应用于地质环境不佳的施工现场，通常其断面过大无法实施全断面作业。

3.3 锚杆支护作业技术

在锚杆支护施工过程当中，其实际应用的杆柱一般都是金属材质、木质材质、聚合物材质等的构件，将其订到隧洞岩体当中，基于黏结操作把围岩和未定岩体结合起来，并且形成悬吊、组合、补强等，确保能够达成较为理想的支护效果。隧洞开挖施工的具体方式存在不同，对应的支护方式也并不相同。开挖围岩质量如果较为理想，就可以直接把钢筋网片挂设到锚杆之外，之后开展混凝土喷射。如果开挖的岩石、断面以及土层不够稳定，要基于随机锚杆、超前锚杆等对进行支护，之后在进行混凝土的衬砌支护作业。

3.4 钻孔灌浆作业技术

在开展钻孔灌浆作业的时候，相关工作者一定要严格地依据施工方案相关要求，通过回填、固结等来实施灌浆作业，确保隧洞不会存在漏水的问题。针对顶拱实施回填灌浆的时候，把其划分成多个区段，确保区段间距满足相关要求，钻孔施工之后再进行灌浆作业，实际灌浆中，要求对关键压力进行严格管控，回填关键完成之后才能够进行固结灌浆，间隔时间一般在 7—14天之间，同时要基于梅花形进行固结灌浆孔的布设，遵照孔序的具体编号来进行灌浆。

3.5 混凝土衬砌作业技术

衬砌技术的实际应用，其能够对围岩变形、坍塌等诸多问题进行全面规避，基于此种方式来实现永久性支护的目标，隧洞工程衬砌结构的实际施工中，一定要注意：

实际施工以前，需要进行勘测作业，对岩石属性进行全面了解与掌握，基于此达成衬砌技术的应用目标。输水隧洞水平的收敛速度、拱顶位移的速度需要符合衬砌作业相关要求，支护表面符合完整要求才能够开展衬砌施工。混凝土施工财力的连续浇筑，需要对各个不同的隧洞位置进行依次浇筑。

3.6 排水作业技术

隧洞施工中，排水工作具有极为关键的作用，不仅影响整个隧洞的施工作业，更会对人身安全产生威胁影响，所以一定要对排水相关问题进行全面考量[5]。隧洞当中的水，一般就是自钻孔用水和岩石裂隙水，岩石裂隙水是一定要着重考量的重点方面，特别是植被较为丰富、降水量较大的山区域中，在排水作业时：

3.6.1 平洞、上坡洞

施工作业以前要制订合理有效地对洞排水作业方案，在隧洞中部、一侧的位置上进行排水沟设置，遵照隧洞中的风、水、电管线等诸多位置的实际布设进行明确，以免其相互之间产生干扰影响，甚至对其的有效应用产生制约影响。

3.6.2 下坡洞

施工现场排水正常的情况下，可基于常规机械进行排水，如果突然出现大量涌水，需要及时使用大流量设备来开展排水作业，确保人员、设备等的安全性，以免产生危险事故，对施工工期产生影响。

3.7 爆破作业技术

在隧洞工程的施工建设中，时常会应用到爆破，操作以前需要对整个隧洞施工现场的具体情况进行细致、全面的了解、掌握与探析，以此尽量降低爆破作业中的危险系数。在开展手风钻打孔爆破操作的时候，一定要将岩石覆盖的厚度管控于6cm以内，以此来规避钻头磨损的问题。同时在实际操作一定一定要制订合理有效的作业方案。并且严格遵照作业方案来进行施工，隧洞侧墙与底部的位置上需要有保护层，完成爆破操作以后需要及时修缮，整平保护层，保证隧洞表面满足相关要求。作业前对爆破参数进行明确，并且进行相应的试验操作，优化相关参数以尽量规避实际施工中的隐患问题，确保施工作业者的安全[6-7]。另外，在开展岩爆作业的时候，需要先对断面进行喷水处理，顺着轮廓进行锚杆孔洞的开挖作业，并且一定要合理管控孔深、循环间距等相关参数。

4 结束语

综上所述，在针对水利工程的隧洞实施开挖作业时，会被诸多因素所严重影响，甚至会引发严重的安全事故，其不仅会影响整个水利工程的施工质量与施工进度，更有可能会对相关工作者的生命安全产生威胁影响。所以，在实际施工以前一定要将准备工作做足，基于施工现场实际情况，尽量选择合理有效的技术进行开挖作业，这样才能够确保水利工程的整体施工质量与施工进度，降低安全事故的产生概率，为水利工程实际应用中的安全性、稳定性与可靠性奠定坚实基础。