水利隧洞工程開挖施工技術(shù)與塌方處理研究

張旭林 馮杰

摘要：在水利工程建設(shè)中隧洞工程施工非常關(guān)鍵，直接影響著水利工程建設(shè)的質(zhì)量。但是水利隧洞工程在實際的開挖施工過程中會受到各種因素的影響，出現(xiàn)塌方等事故，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。本文對水利隧洞工程開挖施工技術(shù)與塌方處理進(jìn)行了研究分析，旨在提升水利隧洞工程施工的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水利隧洞工程；開挖施工技術(shù)；塌方處理

1 水利隧洞工程開挖施工技術(shù)

1.1 全斷面開挖施工技術(shù)

全斷面開挖施工技術(shù)主要就是通過一次性爆破形成隧洞，之后在洞室內(nèi)開展支護(hù)施工。全斷面開挖施工技術(shù)的優(yōu)勢十分明顯，主要表現(xiàn)為：在保證水利隧洞工程開挖施工安全順利開展的情況下，施工的工序比較少，而且施工的速度很快，能夠保證施工進(jìn)度。另外，在實際施工的過程中不會受到外界因素太大的干擾，在條件允許的情況下能夠利用機械進(jìn)行施工，這樣就能夠在很大程度上減少人力資源的投入，在提升施工效率的同時還能夠在一定程度上節(jié)約施工成本。另外，全斷面開挖施工技術(shù)還能夠保證一次開挖成型，這樣對圍巖的影響就比較小，有利于圍巖的穩(wěn)定。但是，這種施工技術(shù)在巖體堅固的隧洞中比較適用，所以在實際施工之前要對施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件進(jìn)行考察，確認(rèn)地質(zhì)條件良好才能夠采用此施工技術(shù)。另外，實際施工過程中要根據(jù)施工方案的具體要求設(shè)計導(dǎo)洞的形狀以及尺寸。

1.2 臺階開挖施工技術(shù)

臺階開挖施工技術(shù)主要有兩種施工方法，其中一種是正臺階法，另外一種是反臺階法。在實際施工過程中采取何種施工方法要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際條件決定，具體來說要根據(jù)圍巖的具體情況以及洞室的大小等選擇施工方法。臺階開挖施工技術(shù)主要適用于比較穩(wěn)定的巖體和土層。

2 水利隧洞工程開挖施工要點

2.1 施工測量工藝

水利隧道工程在實際施工過程中需要開展相應(yīng)的測量工作，這項工作需要專業(yè)的測量人員進(jìn)行，相關(guān)測量人員在開展測量工作時要對施工的具體情況進(jìn)行掌握，再根據(jù)爆破設(shè)計的具體工程參數(shù)進(jìn)行點布孔位。另外，在噴混凝土之前要完成水利隧洞開挖斷面的測量工作，在測量時要注意將測量的間距控制在5m-10m之間。此外，還要嚴(yán)格按照相關(guān)要求定期測量洞軸線，測量完成之后還要進(jìn)行復(fù)測，以此保證測量的準(zhǔn)確性。

2.2 鉆孔施工要點

在水利隧道工程鉆孔施工過程中要注意以下要點：首先，相關(guān)施工人員要按照測量定出的腰線、中線以及開挖輪廓線等開展鉆孔作業(yè)。其次，在應(yīng)用濕式風(fēng)鉆鉆孔時，要檢查風(fēng)鉆的機身以及螺栓等是否處于良好的工作狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)該立即進(jìn)行修理或者是更換，以此保證風(fēng)鉆能夠正常運行。最后，在實際鉆孔過程中為了防止超挖情況出現(xiàn)，應(yīng)該使周邊孔的外偏角嚴(yán)格控制在設(shè)備所能夠達(dá)到的最小角度之內(nèi)，另外光爆孔的偏差要控制在5cm以內(nèi)。

2.3 爆破施工的要點

在水利隧洞工程開挖施工中爆破施工非常關(guān)鍵，直接影響著整個工程的施工質(zhì)量。在爆破施工過程中首先要根據(jù)實際的施工情況設(shè)計爆破方案，在方案設(shè)計過程中必須保證開挖斷面的平整性和洞壁的平整性，同時要對炸藥的用量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，在最大程度上減小爆破對圍巖的影響。其次，在實際爆破施工之前，要進(jìn)行爆破試驗，具體的爆破方案確定之后要上報相關(guān)單位，監(jiān)理工程師審批之后就能夠進(jìn)行爆破試驗，通過試驗的爆破效果對爆破的參數(shù)進(jìn)行合理的選擇。同時要根據(jù)施工現(xiàn)場的巖石性質(zhì)以及巖石的級別變化程度適當(dāng)?shù)卣{(diào)整設(shè)計方案。最后，要確定爆破的關(guān)鍵點，根據(jù)施工現(xiàn)場的圍巖情況進(jìn)行斷面開挖，并且嚴(yán)格按照爆破設(shè)計進(jìn)行鉆孔，鉆孔的直徑應(yīng)該控制在38mm-42mm之間，并且要根據(jù)具體的鉆孔設(shè)備對炮孔的深度進(jìn)行確定。通常情況下都會選用防水乳化炸藥，在鉆孔內(nèi)主要利用非點導(dǎo)爆管起爆。另外，周邊孔最好使用不耦合裝藥，以此減少爆破對周邊圍巖的振動。

除以上三點之外還要注意，在爆破施工完成之后，要開展相應(yīng)的危石清除工作，及時將爆破過程中產(chǎn)生的危石進(jìn)行清除，以此保證水利隧洞開挖施工的安全進(jìn)行。另外，要嚴(yán)格按照相關(guān)要求對已經(jīng)開挖洞段的圍巖穩(wěn)定情況進(jìn)行檢測，如果在檢測過程中發(fā)現(xiàn)是可能塌落的巖塊，要立即采取有效措施進(jìn)行清除。巖面破碎洞段處理完成之后，可以在隧洞上面先噴上一層混凝土，混凝土的厚度保持在5cm左右，在所有的出渣工作完成之后，要再次進(jìn)行安全檢查。

3 水利隧洞工程開挖施工塌方處理

在水利隧洞工程開挖施工的塌方處理中要嚴(yán)格遵循“小塌清，先支后清”和“大塌穿，先棚后穿”的原則。其中“小塌清，先支后清”，主要指的是水利隧洞工程開挖施工的塌方量比較小，這時可以先將塌方頂部支撐牢固，之后再將塌方全部清除。但是要保證塌方頂部支撐牢固，否則很可能會出現(xiàn)繼續(xù)塌落，掉塊砸傷相關(guān)施工人員。通常情況下，隧洞在發(fā)生第一次塌方之后，塌方坑道兩側(cè)的邊坡不穩(wěn)定，如果這時不進(jìn)行塌方頂部支撐而直接清理塌渣，就可能讓塌方坑道側(cè)壁失去平衡，從而造成再次塌方。

“大塌穿，先棚后穿”主要是指水利隧洞工程開挖施工的塌方量比較大時，不能在短時間之內(nèi)將塌渣全部清除，而且清除的難度比較大，不能盡快判斷出塌穴的形狀以及具體大小。在這種情況下，可以將塌方體看做松散破碎的地層，采用超前支撐的方法或者是采用開挖導(dǎo)坑的方法穿越塌方體。要注意在采用以上方法進(jìn)行穿越時要將塌方部位的兩端支頂牢固，以此避免塌方進(jìn)一步延伸。在實際穿越時要運用插板法進(jìn)行支撐，具體來說就是在導(dǎo)坑頂部運用插板插入塌方體之內(nèi)，以此形成棚頂，之后再進(jìn)行逐步開挖，并且在開挖的過程中考慮挖變襯砌。

4 總結(jié)

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，水利工程的建設(shè)規(guī)模也在不斷擴大，水利隧洞工程對于水利工程建設(shè)來說十分重要。而水利隧洞工程開挖施工過程中會受到地質(zhì)、環(huán)境以及圍巖等多種因素的影響，有時還會發(fā)生塌方事故，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。因此，在實際施工時要根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，采用合理的施工技術(shù)進(jìn)行施工。同時要采取積極的措施處理水利隧洞工程開挖施工塌方事故，從而保證水利隧洞工程的整體質(zhì)量。

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