浅谈水利工程隧洞施工技术

浅谈水利工程隧洞施工技术

刘念九樊俊伟祝鹏

南昌水利疏浚工程有限公司江西南昌330038

摘要：施工人员需要在建设水利工程期间，将各种工程事务都处理妥当，从工程的基本属性来看，水利工程属于系统化的工程，内设项目之间存在切割不断的根本性联系。在给水利工程建设隧洞时，工程人员需要对隧洞所处的条件进行综合考虑，同时建设隧洞保障系统，避免因隧道施工而使施工者遭遇意外施工事件。在给水利工程体系建设隧洞时，建设者还要充分考虑到水利工程的特殊需求，本文阐明隧洞施工环节中的基本施工情况。

关键词：水利工程；隧洞；施工技术

我国建设水利工程的时间已经很长了，在吸收了国外的先进水利体系建设经验并结合我国传统的建设方法之后，新建的水利工程拥有更为完备的外在形式以及高质量的内部系统，能够给社会带去更为先进的水利服务。建设水利工程是一项大规模工程，各个部分的施工工作需保持一定的独立，以便提升建设速度，同时还要有效衔接，确保工程的系统性，本文从隧洞施工的角度来解析水利工程建设工作。

1水利隧洞工程概述

1.1水利隧道施工基本情况分析

根据水利系统之中的隧洞的实际输水水流形状可以对水利隧洞进行分类，其可被分为有压隧洞与无压隧洞两种。在无压型隧洞的环境中进行输水时，水流并不会完全充满，为自由流动，而给有压隧洞进行输水时，水流并无自由表面，同时水流可以保持完全充满的状态。从隧洞的具体结构来看，其有出口段、洞身以及进口段构成。进口段的主要形式包括斜坡式、塔式以及竖井式，其安设位置一般为闸门或者栏污闸。在确定洞身的形式时，需要考虑到水利施工条件、隧洞地质条件以及实际水流条件等。

1.2施工原则分析

隧洞施工不仅复杂，同时还比较危险，把握以下几个工作原则可以减少很多施工错误。

首先在选择隧洞的路线时，要避免将路线选择在不良地段中，尤其是地下水水位过高、山岩压力偏大以及漏水问题严重的岩层，存在滑坡隐患部位也需要被排除在路线之外，另外岩层面的主要节理部位的裂缝需要与隧洞的轴线保持比较大的夹角。

在选定隧洞的路线时，还要注意尽量缩减水头损失以及工程费用，因此路线的长度也需要被控制好，不能过长，同时也要尽量减少曲线设置，如果必须要使路线转弯，也要尽量使弯道部位保持良好的平顺性，另外如果隧洞有高速水流应力的应用需求，则需尽量将其避开曲线路段。

在给隧洞选择出口以及进口时，要尽量选择边坡相对稳定的部位，同时该处位置的岩石也要尽量保持比较高的硬度，岩层的风化程度要比较浅，进出口位置的水流必须要保持一定的平顺度，主要是预防旋涡的情况出现，为了避免水流冲刷下游的坝角与上游的坝坡，工作人员需要使土石坝与隧洞进出口之间的距离进行调节。

隧洞位置围岩的厚度也要符合要求，为了对衬砌厚度有效减少，工作人员还要对地震力以及围岩具有的弹性进行性有效利用，出于隧洞施工需要，施工参与者还要将支洞问题以及竖井建设完毕，建设出完整的工作面，使隧洞工程能够被快速完成。

2主要隧洞技术分析

明确了基础的隧洞施工要求以及基本类型之后，就可以进行隧洞施工任务，施工人员需要按照规范化的隧洞施工步骤来完成隧洞施工工作，同时关注一些隧洞施工问题。

2.1开挖水利隧洞

开挖水利隧洞是首先需要完成的施工任务，施工人员可以在常规的挖设导洞方法以及完整断面开挖方式两种开挖方法之中做出选择，在确定开挖方法时，需要以施工技术水平、机械设备以及断面尺寸为判断依据，如果开挖方法错误，开挖速度就会变慢，同时为了节省投资，选择开挖隧洞的方式的工作也必须谨慎对待，减少错误开挖行为。

2.2锚杆施工技术分析

根据设计要求和围岩情况确定孔位，并做出标记，开孔位置允许偏差为10cm；钻孔前要选好钻头尺寸，采用“选注浆后插杆”的程序，钻头直径应比锚杆直径大15mm以上，若采用“先插杆后注浆”的程序，孔口注浆时，钻头直径比锚杆直径大25mm以上，孔底注浆时，钻头直径应比锚杆直径大40mm以上；而钻孔的深度则由不同的锚杆而有不同的规定；在钻孔结束后，应清除干净孔内的岩粉和积水；在Ⅳ、Ⅴ级围岩及特殊地质围岩中开挖隧洞，锚喷支护必须紧跟开挖工作面，应先喷后锚再复喷，喷射混凝土厚度不应小于50mm，锚杆施工宜在喷射混凝土终凝3h后进行。锚杆杆体露出岩面的长度不应大于喷射混凝土的厚度。

2.3喷射混凝土技术

应根据工程量、进度要求、工艺流程等条件选择喷射机，优先选用湿式喷射机，则其对所用的黄砂对细度模数、含泥量及含水量要求较高，施工时应严格把好黄砂质量关。喷射混凝土前，应清除开挖面的浮石和墙角的石渣、堆积物，用高压风水将受喷面冲洗干净，对于遇水易潮解、泥化的岩层，应用高压风清扫岩面。隧洞喷射混凝土施工时，按先底拱--边拱--顶拱的顺序分段、分次进行，喷射进行，各段间的结合部和结构的接缝处要做好妥善处理，不得存在漏喷部位。喷头与受喷岩石面垂直，螺旋式喷射，喷射距离控制在0.6m～1.2m。一次喷射厚度控制在5cm左右，第一层喷射混凝土终凝后，第二层喷射应在前一层喷射混凝土终凝后进行，直至达到设计厚度，如遇终凝超过1小时，则用高压水冲洗干净后，再进行第二层喷射。喷混凝土终凝2h后即进行喷水养护，一般工程不得少于7d的养护，重要工程不得少于14d的养护。当气温底于50时，不得喷水养护。

2.4衬砌施工技术分析

根据周边位移的量测结果判断围岩的稳定性，决定衬砌施作时间。衬砌应在围岩和支护变形基本稳定并具备以下条件时施作。

隧洞衬砌形式与断面形状和尺寸、运行条件、内水压力、围岩条件（覆盖厚度、围岩分类、承担内水压力能力、地下水分布及连通情况、地质构造及影响程度）、防渗要求、支护效果、施工方法等因素有着密切的联系，其衬砌一般为平整衬砌、单层衬砌、锚喷衬砌、混凝土衬砌、钢筋混凝土衬砌和预应力混凝土衬砌（机械式或灌浆式）；当隧洞在穿过断层、软弱破碎带以及和竖井交接处时出现较大的相对变位时，衬砌需要加厚应设置横向变形缝，围岩地质条件比较均一的洞身段只设施工缝。

2.5灌浆回填施工技术分析

混凝土及钢筋混凝土衬砌的顶部（顶拱），必须进行回填灌浆，目的是充填混凝土衬砌与拱部岩面的空腔，防止通水后拱部塌方砸坏拱圈，危及供水；而回填灌浆的范围、孔距、排距、灌浆压力及灌浆浓度等都和隧洞的衬砌结构型式、运行条件等有着密切的联系。

回填灌浆应在衬砌混凝土达到70%设计强度后进行。灌浆压力应根据现场灌浆实验综合分析确定；土洞钢筋混凝土衬砌宜采用低压灌浆，灌浆压力宜为0.1MPa～0.2MPa；岩洞钢筋混凝土衬砌宜采用0.3MPa～0.5MPa。

3结束语

本文主要介绍了水利工程体系内部的隧道项目建设工作。从危险度的角度来看，隧洞施工任务具有的危险度比较高，因此参与者在进入到隧洞施工环境之前，必须要透彻了解隧洞环境，预先明确各种环境危险元素的位置，提前将防护工作做到完善的程度。本文先介绍了隧洞施工工作的主要情况，又阐明了多个隧洞建设环节中应用的施工技术及其具体应用。除了确保隧洞的完整性之外，还要在隧洞环境中及时通风，避免因细节问题而造成较大的不良影响。总之隧洞施工参与者必须谨慎对待水利系统中的这部分高难度建设任务。

参考文献

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