水利工程隧洞開挖施工技術(shù)分析

王 英

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司， 甘肅 蘭州 730000）

0 引言

在水利工程的施工建設(shè)中，隧洞是極為重要的一個施工環(huán)節(jié)，隧洞施工線路必須要滿足水利工程的施工建設(shè)要求相符，并且能夠基于水利工程施工現(xiàn)場的地質(zhì)、水文環(huán)境以及地形、地貌等特征等進行細化與明確。隧洞開挖的過程當中，會被地質(zhì)條件、水文環(huán)境以及地形地貌特征等所影響，所以，其也屬于是隧洞工程施工作業(yè)中的重要難題，為了確保隧洞施工的質(zhì)量，注重現(xiàn)代化施工技術(shù)的合理應(yīng)用，用以來確保水利工程項目的整體施工質(zhì)量。

1 隧洞工程施工作業(yè)前的準備工作

隧洞工程開挖作業(yè)以前需要對施工作業(yè)者開展技術(shù)交底，同時要基于隧洞工程的施工圖紙相關(guān)要求，開展測量放樣相關(guān)工作，測量工作者遵照設(shè)計圖紙的相關(guān)要求來測量放樣，以此來明確開挖作業(yè)過程當中的軸線、邊線、深度、坡度控制線、樁等，之后基于隧洞工程施工現(xiàn)場中的地質(zhì)、水源、地形、地貌以及水流量等，整合永久性的排水設(shè)施來進行排水系統(tǒng)相關(guān)布置。在隧洞的挖掘作業(yè)區(qū)域外側(cè)要做好截水溝，開挖層需要有臨時性質(zhì)的排水溝、集水坑，開挖面有一定傾斜坡度，這樣才能將雨水、圍巖滲水、工作面積水、施工廢水進行引排或者抽排，排出到工作面以外。并且在開挖索爺中，對邊坡的穩(wěn)定情況濟寧實時監(jiān)測，如果邊坡存在掉塊、裂縫與滑動等諸多現(xiàn)象，就要及時停止開挖作業(yè)，及時開展圍巖加工施工[1]。為了確保施工作業(yè)的連續(xù)性，確保每個接卸設(shè)備都處在穩(wěn)定運行的狀態(tài)中，在開挖作業(yè)以前對每個進入到施工現(xiàn)場中的機械設(shè)備實施維護與保養(yǎng)，保證機械設(shè)備處于正常運行的狀態(tài)當中。

2 水利工程中隧洞開挖作業(yè)的技術(shù)要點

2.1 測量放樣技術(shù)

在隧洞工程的開挖作業(yè)中，一定要進行全面、到位的測量放樣，測量放樣相關(guān)工作一定要確保數(shù)據(jù)、方案的精準度。測量放樣工作者必須具備必要性的專業(yè)技能與綜合素養(yǎng)，同時其需要遵照工作要求來進行實際操作。要求相關(guān)工作者嚴格遵照設(shè)計方案對具體孔位、操作參數(shù)等進行細化與明確，確保測量放樣的整個操作流程都足夠規(guī)范、安全與可靠。測量放樣相關(guān)工作過程中，要求相關(guān)工作者遵照設(shè)計方案相關(guān)要求測量、復(fù)測隧洞軸線，以此來滿足測量放樣操作的精準性。

2.2 隧洞線路的選擇

在進行隧洞線路實際選擇的時候，一定要先考慮施工現(xiàn)場的具體情況，在堅硬巖基上邊設(shè)置隧洞的位置，規(guī)避把隧洞位置選擇在豐富地下水、嚴重破碎帶的位置之上。并且要盡量選擇山巖較為平穩(wěn)、不存在滑坡的巖基位置上設(shè)置隧洞進出、口。同時要盡量選擇山巖平穩(wěn)、無滑坡的位置上進行隧洞進出口設(shè)置。隧洞線路于平面上的盈利要盡量短且直，以此來降低工程量以及工程造價，同時能夠降低水頭方面的損失，以此來為實際施工提供有力保證。如果施工現(xiàn)場當中的具體情況對施工作業(yè)產(chǎn)生了制約影響，要求轉(zhuǎn)彎，那么轉(zhuǎn)彎的半徑不能低于洞口直徑、洞寬的五倍，針對兩個相鄰兩個隧洞之間的巖體厚度一般需要是隧洞直徑、洞寬的三倍[2-3]。

2.3 鉆孔施工方面

一般來講，要求專業(yè)工作者嚴格遵照施工方案中的相關(guān)內(nèi)容來進行鉆孔操作，如果基于濕式風(fēng)鉆進行鉆孔作業(yè)，相關(guān)工作者一定要對整個濕式風(fēng)鉆進行全面、細致的監(jiān)察，確保其的所有零部件都能夠滿足鉆孔作業(yè)的相關(guān)要求，不會產(chǎn)生鉆孔堵塞、帶上作業(yè)等諸多情況。濕式風(fēng)鉆如果存在異常的情況，其零部件方面出現(xiàn)了問題，就要及時地進行更換、修理等。此外，為了能夠規(guī)避超挖問題的產(chǎn)生，還需要嚴格管控周邊孔的外邊角，確保其在設(shè)備可以能夠達到的最小角度范疇之內(nèi)。一般要對光爆孔以及挖槽孔的偏差問題進行嚴格管控，確保其不會超出規(guī)定中所要求的偏差數(shù)值，所有炮孔位置的偏差不能高于規(guī)定中所要求的數(shù)值。

3 隧洞工程開挖作業(yè)技術(shù)的實際應(yīng)用

3.1 全斷面開挖作業(yè)技術(shù)

全斷面施工中，斷面一次鉆爆成洞，整個洞都貫穿了以后，需要再挖掘一段距離，遵照圍巖的實際情況開展襯砌與支護作業(yè)。其一般都應(yīng)用在圍巖狀況較為良好的一些路段當中。比如，開挖位置的巖石較為堅硬，可直接開展一次性鉆爆再予以支護操作。技術(shù)應(yīng)用過程當中的施工進度較快，并且并不會對整個施工流程產(chǎn)生過大干擾影響。此項技術(shù)具體應(yīng)用需要依據(jù)隧洞實際情況來進行工具、設(shè)備選擇，并且在此基礎(chǔ)之上開展挖掘作業(yè)?；谂_階掌子將斷面分成上下層，上層掘進作業(yè)距離超出下層。為了能夠不會對出渣作業(yè)產(chǎn)生制約影響，上層超前的距離一般在2—3.5m之內(nèi)，在爆破作業(yè)、通風(fēng)散煙操作都完成了以后，及時進行臺階清理，并且向下臺階進行扒渣，下臺階出渣的時候，上臺階可開展鉆孔施工，由于下臺階爆破處在兩個臨空面中，可降低炸藥的實際應(yīng)用量。水利工程的實際施工中，此項技術(shù)能夠加快作業(yè)速度，能夠提升隧洞施工作業(yè)的整體速率，不僅能夠?qū)κ┕べ|(zhì)量進行有效保證，同時有助于施工進度方面的有效管控。

3.2 導(dǎo)洞開挖作業(yè)技術(shù)

導(dǎo)洞開挖，實際上是要在平洞斷面之上先進行小斷面導(dǎo)洞開挖，之后在拓展到整個設(shè)計方案的斷面上。此項技術(shù)的實際實施中的靈活性較強，可基于施工現(xiàn)場的地質(zhì)特性來指導(dǎo)后續(xù)施工中的地質(zhì)、排水處理相關(guān)工作，強化隧洞通風(fēng)的有效性。依據(jù)導(dǎo)洞、拓展施工的具體次序，將導(dǎo)洞實際鉆進、并進方式劃分清晰。導(dǎo)洞專進說的就是在導(dǎo)洞全部貫通之后拓展部分位置，以此來對施工現(xiàn)場的整體情況進行合理明確與掌握，積極改善隧洞當中的通風(fēng)情況嗎[4]。如果需要再次鋪設(shè)隧洞中的作業(yè)設(shè)施，需要投入大量的時間、人力、財力以及物力成本，一般情況下此項技術(shù)主要就應(yīng)用在地質(zhì)情況較為復(fù)雜的隧洞當中。導(dǎo)洞并進需要先挖出一定距離的導(dǎo)洞，并且需要同時開展導(dǎo)洞、斷面方面的施工作業(yè)。導(dǎo)洞開挖技術(shù)通常會應(yīng)用于地質(zhì)環(huán)境不佳的施工現(xiàn)場，通常其斷面過大無法實施全斷面作業(yè)。

3.3 錨桿支護作業(yè)技術(shù)

在錨桿支護施工過程當中，其實際應(yīng)用的桿柱一般都是金屬材質(zhì)、木質(zhì)材質(zhì)、聚合物材質(zhì)等的構(gòu)件，將其訂到隧洞巖體當中，基于黏結(jié)操作把圍巖和未定巖體結(jié)合起來，并且形成懸吊、組合、補強等，確保能夠達成較為理想的支護效果。隧洞開挖施工的具體方式存在不同，對應(yīng)的支護方式也并不相同。開挖圍巖質(zhì)量如果較為理想，就可以直接把鋼筋網(wǎng)片掛設(shè)到錨桿之外，之后開展混凝土噴射。如果開挖的巖石、斷面以及土層不夠穩(wěn)定，要基于隨機錨桿、超前錨桿等對進行支護，之后在進行混凝土的襯砌支護作業(yè)。

3.4 鉆孔灌漿作業(yè)技術(shù)

在開展鉆孔灌漿作業(yè)的時候，相關(guān)工作者一定要嚴格地依據(jù)施工方案相關(guān)要求，通過回填、固結(jié)等來實施灌漿作業(yè)，確保隧洞不會存在漏水的問題。針對頂拱實施回填灌漿的時候，把其劃分成多個區(qū)段，確保區(qū)段間距滿足相關(guān)要求，鉆孔施工之后再進行灌漿作業(yè)，實際灌漿中，要求對關(guān)鍵壓力進行嚴格管控，回填關(guān)鍵完成之后才能夠進行固結(jié)灌漿，間隔時間一般在 7—14天之間，同時要基于梅花形進行固結(jié)灌漿孔的布設(shè)，遵照孔序的具體編號來進行灌漿。

3.5 混凝土襯砌作業(yè)技術(shù)

襯砌技術(shù)的實際應(yīng)用，其能夠?qū)鷰r變形、坍塌等諸多問題進行全面規(guī)避，基于此種方式來實現(xiàn)永久性支護的目標，隧洞工程襯砌結(jié)構(gòu)的實際施工中，一定要注意：

實際施工以前，需要進行勘測作業(yè)，對巖石屬性進行全面了解與掌握，基于此達成襯砌技術(shù)的應(yīng)用目標。輸水隧洞水平的收斂速度、拱頂位移的速度需要符合襯砌作業(yè)相關(guān)要求，支護表面符合完整要求才能夠開展襯砌施工?；炷潦┕へ斄Φ倪B續(xù)澆筑，需要對各個不同的隧洞位置進行依次澆筑。

3.6 排水作業(yè)技術(shù)

隧洞施工中，排水工作具有極為關(guān)鍵的作用，不僅影響整個隧洞的施工作業(yè)，更會對人身安全產(chǎn)生威脅影響，所以一定要對排水相關(guān)問題進行全面考量[5]。隧洞當中的水，一般就是自鉆孔用水和巖石裂隙水，巖石裂隙水是一定要著重考量的重點方面，特別是植被較為豐富、降水量較大的山區(qū)域中，在排水作業(yè)時：

3.6.1 平洞、上坡洞

施工作業(yè)以前要制訂合理有效地對洞排水作業(yè)方案，在隧洞中部、一側(cè)的位置上進行排水溝設(shè)置，遵照隧洞中的風(fēng)、水、電管線等諸多位置的實際布設(shè)進行明確，以免其相互之間產(chǎn)生干擾影響，甚至對其的有效應(yīng)用產(chǎn)生制約影響。

3.6.2 下坡洞

施工現(xiàn)場排水正常的情況下，可基于常規(guī)機械進行排水，如果突然出現(xiàn)大量涌水，需要及時使用大流量設(shè)備來開展排水作業(yè)，確保人員、設(shè)備等的安全性，以免產(chǎn)生危險事故，對施工工期產(chǎn)生影響。

3.7 爆破作業(yè)技術(shù)

在隧洞工程的施工建設(shè)中，時常會應(yīng)用到爆破，操作以前需要對整個隧洞施工現(xiàn)場的具體情況進行細致、全面的了解、掌握與探析，以此盡量降低爆破作業(yè)中的危險系數(shù)。在開展手風(fēng)鉆打孔爆破操作的時候，一定要將巖石覆蓋的厚度管控于6cm以內(nèi)，以此來規(guī)避鉆頭磨損的問題。同時在實際操作一定一定要制訂合理有效的作業(yè)方案。并且嚴格遵照作業(yè)方案來進行施工，隧洞側(cè)墻與底部的位置上需要有保護層，完成爆破操作以后需要及時修繕，整平保護層，保證隧洞表面滿足相關(guān)要求。作業(yè)前對爆破參數(shù)進行明確，并且進行相應(yīng)的試驗操作，優(yōu)化相關(guān)參數(shù)以盡量規(guī)避實際施工中的隱患問題，確保施工作業(yè)者的安全[6-7]。另外，在開展巖爆作業(yè)的時候，需要先對斷面進行噴水處理，順著輪廓進行錨桿孔洞的開挖作業(yè)，并且一定要合理管控孔深、循環(huán)間距等相關(guān)參數(shù)。

4 結(jié)束語

綜上所述，在針對水利工程的隧洞實施開挖作業(yè)時，會被諸多因素所嚴重影響，甚至?xí)l(fā)嚴重的安全事故，其不僅會影響整個水利工程的施工質(zhì)量與施工進度，更有可能會對相關(guān)工作者的生命安全產(chǎn)生威脅影響。所以，在實際施工以前一定要將準備工作做足，基于施工現(xiàn)場實際情況，盡量選擇合理有效的技術(shù)進行開挖作業(yè)，這樣才能夠確保水利工程的整體施工質(zhì)量與施工進度，降低安全事故的產(chǎn)生概率，為水利工程實際應(yīng)用中的安全性、穩(wěn)定性與可靠性奠定堅實基礎(chǔ)。