水工隧洞通过不良地质段施工技术探讨

水工隧洞通过不良地质段施工技术探讨

金大旭 管世鹏

中国水利水电第四工程局有限公司 青海西宁 810000

摘要：我们都知道，水工隧洞工程存在着较多的特征，如地质条件复杂多变、地下水丰富等，所以相关单位在实际开展施工的时候会因为以上这些特点的存在而对施工的顺利进行带来一定的阻碍。因此，要求相关人员应当结合隧洞地质条件制定出切实可行的施工方案以及解决对策，这样做不但可以确保施工进度以及质量，而且还能为类似工程提供有价值的参考信息。

关键词：水工隧洞；通过不良地质段；施工技术

引言

水工隧洞工程的平均建设长度较大，并会在特殊的地下环境中，完成自身的工程建设。实际施工操作中，经常会遇到地质条件复杂，地下水文丰富的情况，并受到高地应力、高外水压、高压涌水、岩爆等系类问题的影响。为此，需要对水工隧洞工程在不良地段的施工技术手段进行分析，保证整体技术的应用水平与技术性特征。而分析这一问题，应将具体项目作为引导，在相关工作经验与实践操作的指导下，补充技术理论体系的应用条件。

1工程概述

某水工隧洞工程项目中，整体施工采用钻爆法完成施工处理，并在区分上台、下台两个阶段的基础上，形成统一的工程施工方案。其中的引水隧洞结构，开挖直径保持在10m，在三段圆弧曲线的围绕下，呈现出马蹄形断面结构。根据项目工期规划，平均的月掘进水平需保持在150m以上。实际项目操作中，由于引水隧洞项目经过地质水文条件复杂的区域，因此需要在保证整体掘进速率的前提下，维持施工操作的稳定性，并以此保证工期的完成状态。

2不良段关键技术超前地质预报

2.1预报内容

案例项目的不良段施工处理中，需要根据实际施工过程中的进度状态，形成完整信息数据，并通过与前期勘探测量工作生成数据的对照，预测前方地质施工条件可能发生的变化问题，并判断这一变化条件可能对实际工程项目造成的影响。由此，形成以数据信息为核心的技术管理体系，保证整体地质数据预测分析的执行效果。同时，在预报的信息内容中，应重点关注可能发生突发性涌水事件的安全管理节点，并对其产生的涌水量、涌水频率、涌水成分进行分析。

2.2预测方法

水工隧洞施工处理中，为了保证地质超前探测技术的执行效果与指导作用，还需对其具体的操作方法进行分析，并根据具体施工建设条件与现场施工情况，选择作为合理的应用方法，以此保证预测数据信息采集的准确性，实现分析预测内容的科学化管理。首先，在地质预测中，应使用地质钻机完成超前地质钻探工作，并沿着隧洞设计轴线的方向，设置一个独立的超前掘进探孔。通过探孔结构，保证预测工作的顺利展开，并使各项数据信息的超前采集得到基础保障。方法上，这一超前探测孔结构需要保证其测孔长度在15m左右，并根据具体的探测设备，设置孔洞的宽度规格信息。同时，还需要发挥这一探孔结构的最大功能作用，借助其超前性特征，完成对于地下水文结构的探测与分析。其次，在超前预测处理的过程中，应根据钻孔的掘进速度，对超前预测工作的开始时间点进行分析，并选择1-2个2m深的孔进行处理。如果钻孔施工处理的掘进速度相对较快，则容易出现孔洞内结构坍塌问题，并伴随出现浑浊水体排除。在出现这一现象时，说明前方的地质条件出现了进一步的恶化，需要对其作出进一步的安全管理防护，以此保证主体施工掘进的有效性。最后，在跟进掌子面处理时，应由专业的地质工程师，对掘进方向的地质条件作出预测，在绘制地质图的同时，作出详细的地质预报，并在完成数据信息图像化处理基础上，作为整体工程施工资料进行储存。

3超前注浆管棚

引水隧洞的施工处理中，针对不良地质结构，在岩体软弱破碎、涌水量大、涌水点多的技术前提下，需要采用超前小管棚注浆处理的方式，完成对于围岩结构的加固处理，并以此形成完整的岩层胶体形态，通过增加钢管外围岩体结构的抗剪力程度，使导管结构与围岩体形成连接，共同承担结构下产生的压力，并且组成梁性结构，避免出现围岩的崩塌与松弛，协同完成地下水封堵。导管结构的设置上，需要采用无缝钢管材料，使管径结构维持在50mm左右，并将壁厚调整到3.5mm。在案例项目中，根据具体不良地质段施工条件，将每一管材的长度控制在450cm，并沿掌子面结构完成顶拱180°设置。为了使其实现有效固结，并将堵水的作用范围提高到1～1.2m区间，在进行技术管理时，需要将管外的插脚结构调整到5°或20°，并分别对应40cm与150cm的插脚长度。而在导管头部的间距上，应保证数据的规范性，将40cm作为统一参数完成结构设置。施工处理中，每完成150cm的掘进，设置一排超前导管结构，并预留出200cm，作为后续工作循环的注浆操作基盘。钻孔安装处理过程中，应采用先钻孔后安装的处理方式，在紧贴掌子面的位置，设置好钢支撑结构，并将导管钻孔作为具体导向条件，完成整体施工处理。实际施工处理上，应先进行测量与复核工作，以此保证方向、角度、距离等多项数据的准确性。在案例工程项目中，应用YT28型号手风钻，配备60mm规格的钻头完成施工处理。为了保证钻孔后导管结构的刚度，可以在其管结构内部设置准25cm的钢筋，以此保证其对于管道结构的支撑作用。长度上，这一钢筋结构可与管道结构保持一致。管棚结构的注浆处理统一采用C20喷混凝土，厚度为50cm的喷射处理，并保证注浆管口与掌子面结构的封闭状态，封闭完成后才能进行注浆处理。注浆过程中，小导管的端头，需要用木质的止浆塞进行封堵，以此防止浆体从其管壁结构中渗透而出。

4结构挖掘支护

4.1拱部支护

注浆结构达到预定的强度标准之后，进行隧洞开挖处理。在隧洞开挖处理的过程中，针对拱部结构的开挖处理，应预留拱部结构中的核心土，并在环形开挖的处理方法上，提高撑子面结构的稳定性状态。拱部掘进施工处理中，施工循环递进的尺寸结构，应控制在50-75cm之间，并尽可能地使用人工开挖的工作形式，降低对于周围岩体结构环境的影响条件，以此维护岩体结构的稳定性状态。在人工掘进处理的过程中，应采用人工出渣的技术手段，将开挖料转移到拱部施工处理的下部，以运出施工隧道。技术管理条件上，要尽可能地控制放炮与爆破技术手段的应用条件，必要条件下，也可以采用局部松动爆破的技术手段，结构分析，减少爆破操作对于周围围岩结构产生二次扰动，杜绝爆破活动中出现的局部失稳问题。技术手段上，尽可能地开发锚、网、喷等多种技术手段，在综合性的执行方法上，保证整体拱架结构支撑面的稳定性。同时，在隧洞开挖处理后，还需要进行隧洞的挖后初喷处理，并保证3-5cm的混凝土层厚度，实现对于岩面结构的封闭处理。

4.2下部支护

下部开挖支护处理中，需采用左右交错导坑法，完成循环支护施工处理，在进行技术操作中，每次掘进的深度不超过100cm，并在完成开挖处理后，第一时间进行支护处理。由于在这一环节的施工处理中，围岩结构经常受到二次扰动的影响，应重新对整体应力分布条件进行控制调整，以此保证技术操作的有效性。在支护处理上，重点针对拱脚结构进行强化处理，并在消除拱脚松动问题的基础上，保证拱部初期支护结构的完整性。

结语

在借助于小管棚注浆加固围岩的基础上增强了围堰的稳固性，通过封堵地下水的方式降低了围岩坍塌出现的概率，有效控制了结构沉降，不但保障了工程项目的整体水平，而且也起到了节约资金的作用。

参考文献

[1]周春.浅谈水工隧洞通过不良地质段施工技术[J].建筑机械，2019（5）.

[2]张旭.四川立洲水电站引水隧洞不良地质段施工技术[J].河北能源职业技术学院学报，2019（4）