水利工程隧洞開挖施工技術分析

王 英

（甘肅省水利水電工程局有限責任公司， 甘肅 蘭州 730000）

0 引言

在水利工程的施工建設中，隧洞是極為重要的一個施工環節，隧洞施工線路必須要滿足水利工程的施工建設要求相符，并且能夠基于水利工程施工現場的地質、水文環境以及地形、地貌等特征等進行細化與明確。隧洞開挖的過程當中，會被地質條件、水文環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中的重要難題，為了確保隧洞施工的質量，注重現代化施工技術的合理應用，用以來確保水利工程項目的整體施工質量。

1 隧洞工程施工作業前的準備工作

隧洞工程開挖作業以前需要對施工作業者開展技術交底，同時要基于隧洞工程的施工圖紙相關要求，開展測量放樣相關工作，測量工作者遵照設計圖紙的相關要求來測量放樣，以此來明確開挖作業過程當中的軸線、邊線、深度、坡度控制線、樁等，之后基于隧洞工程施工現場中的地質、水源、地形、地貌以及水流量等，整合永久性的排水設施來進行排水系統相關布置。在隧洞的挖掘作業區域外側要做好截水溝，開挖層需要有臨時性質的排水溝、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，對邊坡的穩定情況濟寧實時監測，如果邊坡存在掉塊、裂縫與滑動等諸多現象，就要及時停止開挖作業，及時開展圍巖加工施工[1]。為了確保施工作業的連續性，確保每個接卸設備都處在穩定運行的狀態中，在開挖作業以前對每個進入到施工現場中的機械設備實施維護與保養，保證機械設備處于正常運行的狀態當中。

2 水利工程中隧洞開挖作業的技術要點

2.1 測量放樣技術

在隧洞工程的開挖作業中，一定要進行全面、到位的測量放樣，測量放樣相關工作一定要確保數據、方案的精準度。測量放樣工作者必須具備必要性的專業技能與綜合素養，同時其需要遵照工作要求來進行實際操作。要求相關工作者嚴格遵照設計方案對具體孔位、操作參數等進行細化與明確，確保測量放樣的整個操作流程都足夠規范、安全與可靠。測量放樣相關工作過程中，要求相關工作者遵照設計方案相關要求測量、復測隧洞軸線，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場的具體情況，在堅硬巖基上邊設置隧洞的位置，規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、不存在滑坡的巖基位置上設置隧洞進出、口。同時要盡量選擇山巖平穩、無滑坡的位置上進行隧洞進出口設置。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。如果施工現場當中的具體情況對施工作業產生了制約影響，要求轉彎，那么轉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，要求專業工作者嚴格遵照施工方案中的相關內容來進行鉆孔操作，如果基于濕式風鉆進行鉆孔作業，相關工作者一定要對整個濕式風鉆進行全面、細致的監察，確保其的所有零部件都能夠滿足鉆孔作業的相關要求，不會產生鉆孔堵塞、帶上作業等諸多情況。濕式風鉆如果存在異常的情況，其零部件方面出現了問題，就要及時地進行更換、修理等。此外，為了能夠規避超挖問題的產生，還需要嚴格管控周邊孔的外邊角，確保其在設備可以能夠達到的最小角度范疇之內。一般要對光爆孔以及挖槽孔的偏差問題進行嚴格管控，確保其不會超出規定中所要求的偏差數值，所有炮孔位置的偏差不能高于規定中所要求的數值。

3 隧洞工程開挖作業技術的實際應用

3.1 全斷面開挖作業技術

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。其一般都應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。技術應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生過大干擾影響。此項技術具體應用需要依據隧洞實際情況來進行工具、設備選擇，并且在此基礎之上開展挖掘作業。基于臺階掌子將斷面分成上下層，上層掘進作業距離超出下層。為了能夠不會對出渣作業產生制約影響，上層超前的距離一般在2—3.5m之內，在爆破作業、通風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用量。水利工程的實際施工中，此項技術能夠加快作業速度，能夠提升隧洞施工作業的整體速率，不僅能夠對施工質量進行有效保證，同時有助于施工進度方面的有效管控。

3.2 導洞開挖作業技術

導洞開挖，實際上是要在平洞斷面之上先進行小斷面導洞開挖，之后在拓展到整個設計方案的斷面上。此項技術的實際實施中的靈活性較強，可基于施工現場的地質特性來指導后續施工中的地質、排水處理相關工作，強化隧洞通風的有效性。依據導洞、拓展施工的具體次序，將導洞實際鉆進、并進方式劃分清晰。導洞專進說的就是在導洞全部貫通之后拓展部分位置，以此來對施工現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情況嗎[4]。如果需要再次鋪設隧洞中的作業設施，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主要就應用在地質情況較為復雜的隧洞當中。導洞并進需要先挖出一定距離的導洞，并且需要同時開展導洞、斷面方面的施工作業。導洞開挖技術通常會應用于地質環境不佳的施工現場，通常其斷面過大無法實施全斷面作業。

3.3 錨桿支護作業技術

在錨桿支護施工過程當中，其實際應用的桿柱一般都是金屬材質、木質材質、聚合物材質等的構件，將其訂到隧洞巖體當中，基于黏結操作把圍巖和未定巖體結合起來，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，對應的支護方式也并不相同。開挖圍巖質量如果較為理想，就可以直接把鋼筋網片掛設到錨桿之外，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。

3.4 鉆孔灌漿作業技術

在開展鉆孔灌漿作業的時候，相關工作者一定要嚴格地依據施工方案相關要求，通過回填、固結等來實施灌漿作業，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，把其劃分成多個區段，確保區段間距滿足相關要求，鉆孔施工之后再進行灌漿作業，實際灌漿中，要求對關鍵壓力進行嚴格管控，回填關鍵完成之后才能夠進行固結灌漿，間隔時間一般在 7—14天之間，同時要基于梅花形進行固結灌漿孔的布設，遵照孔序的具體編號來進行灌漿。

3.5 混凝土襯砌作業技術

襯砌技術的實際應用，其能夠對圍巖變形、坍塌等諸多問題進行全面規避，基于此種方式來實現永久性支護的目標，隧洞工程襯砌結構的實際施工中，一定要注意：

實際施工以前，需要進行勘測作業，對巖石屬性進行全面了解與掌握，基于此達成襯砌技術的應用目標。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相關要求，支護表面符合完整要求才能夠開展襯砌施工。混凝土施工財力的連續澆筑，需要對各個不同的隧洞位置進行依次澆筑。

3.6 排水作業技術

隧洞施工中，排水工作具有極為關鍵的作用，不僅影響整個隧洞的施工作業，更會對人身安全產生威脅影響，所以一定要對排水相關問題進行全面考量[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、降水量較大的山區域中，在排水作業時：

3.6.1 平洞、上坡洞

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

3.6.2 下坡洞

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

3.7 爆破作業技術

在隧洞工程的施工建設中，時常會應用到爆破，操作以前需要對整個隧洞施工現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中的危險系數。在開展手風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，以此來規避鉆頭磨損的問題。同時在實際操作一定一定要制訂合理有效的作業方案。并且嚴格遵照作業方案來進行施工，隧洞側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要求。作業前對爆破參數進行明確，并且進行相應的試驗操作，優化相關參數以盡量規避實際施工中的隱患問題，確保施工作業者的安全[6-7]。另外，在開展巖爆作業的時候，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，并且一定要合理管控孔深、循環間距等相關參數。

4 結束語

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