复杂地质条件下引水隧洞施工关键技术探讨

复杂地质条件下引水隧洞施工关键技术探讨

宋 苹  赵秉毅

黄河建工集团有限公司

摘要：社会经济的不断发展，离不开各类基础设施的建设，而很多基础设施工程的建设区域，处在比较恶劣的自然环境之中，其中的地质条件相对比较复杂，为了保障工程的施工质量及安全，就需要使用引水隧洞施工技术。由于该技术流程繁琐，对专业性有着较高的要求，因此，施工单位要安排专业的技术人员，并要求其熟练掌握引水隧洞施工技术的关键流程及操作要点，同时也要严格按照相应的规范要求，对技术进行正确操作，进而发挥出引水隧洞技术的实际效用，为相关工程的整体质量奠定良好的基础保障。

关键词：复杂地质条件；引水隧洞；关键施工技术

引言：在针对相关工程开展引水隧洞施工作业时，相关施工单位需要对工程建设要求及实际情况进行全面了解，同时也要对施工区域进行全面勘测，对作业区域的复杂地质条件予以掌握，在这一基础上，设计科学可行的引水隧洞施工技术方案。与此同时，还要针对具体的复杂地质区域，引进更加先进可靠的施工技术，以便更好的应对复杂地质中引水隧洞施工问题，进而提高引水隧洞的施工质量及效率，避免产生安全隐患问题，实现对施工成本的有效管控。

一、引水隧洞施工开挖支护技术的应用分析

（一）测量放样

在开展隧洞开挖支护施工作业之前，施工单位需要安排专业的技术人员，进行有效的测量放样。在测量放样过程中，相关技术人员要使用全站仪设备，对隧洞室内控制网予以准确测量，与此同时，还要针对洞室开挖的轮廓线予以精准放样，对于不同钻爆孔位要进行清晰标记，可以使用油漆材料，在标记过程中，技术人员应该设置立牌，要明确钻孔的深度、孔距、角度等多方面的参数，以便为后续钻孔作业的顺利进行提供参考。在每一次的循环爆破施工之后，技术人员要对设计规格线仔细检查，并根据有关参数开展孔位放样工作。在测量断面数据时，应该保证每月都需要进行断面的全方位检查，也要对洞轴线、坡度进行复测，确保隧洞开挖质量[1]。

（二）钻孔作业

轮廓线的放样测量工作结束之后，相关施工人员就可以结合实际情况及具体参数，选择合适的钻孔设备，在提前布设好的孔位进行钻孔施工，在这一过程中，应该充分考虑开挖轮廓线、腰线、中线等多个方面，并且还要根据“平、直、齐”有关要求，仔细检查每一排的炮孔。对于单循环进尺，应该控制在1到3米的范围之中，也要根据相应的围岩类型，做好进尺深度的科学管控，注意控制好装药量。另外，施工人员应该对周边孔、掏槽孔的实际偏差进行有效控制，使其处在5厘米的范围之内，对其他炮孔孔位偏差予以控制时，应该避免超出10厘米。为了提高开挖轮廓的完整性及平顺性，就需要尽可能的降低轰动波对周围围岩造成的扰动影响，对于周围的孔，可以使用光面爆破施工技术，同时也要保证周边孔在外插脚、间距方面的一致性。针对周边孔应该使用低爆速的炸药，在进行装药时，要应用导爆索对其进行科学串联，针对不耦合系数，要控制在1.3及以上，以此保障爆破效果。此外，为了提高爆破施工过程的安全性，在对隧洞进行开挖时，还要对周边围岩予以临时性的保护与封闭。完成钻孔工作后，施工人员还要 借助高风压对孔洞进行高效清理。

（三）排险作业

为了将爆破之后的安全隐患全部排除，在爆破结束后，相关施工人员就需要对周边拱顶、掌子面等多个位置的悬石、破碎体予以全面清除，而且要使用人工清除的方式，这也有助于保障工作人员的人身安全。在针对岩面破碎洞段完成相应的排险工作之后，就要先喷入素混凝土，并将其厚度控制在5厘米左右，在孔内出渣后就要再次进行检查[2]。

（四）锚喷支护施工

由于隧洞本身的地质条件相对比较差，且洞室内部的岩体结构也缺乏稳定性，因此，为了保障引水隧洞的施工安全，就需要在各个循环爆破开挖作业结束之后，就要在2到3小时之内，快速完成锚喷支护施工作业。若是喷锚支护施工之后，那么就要避免开挖作业面处在50米以内，在完成开挖作业后，相关施工人员就需要对一些稳定性相对比较差的岩体，构建临时性的喷锚支护结构，以此强化隧洞岩体的稳固性。

二、复杂地质条件下引水隧洞施工关键技术的应用

（一）断层破碎带的关键施工技术

若是引水隧洞施工区域处在断层破碎带这一段，若想保障实际施工质量，相关施工人员就可以使用台阶法，在具体的施工应用中，需要先将隧洞上部断面进行开挖，在上台阶超前合适的距离之后，就要对下部断面进行开外作业，由于台阶长度不同，所以分为长、短、超短等多种台阶施工法，而台阶长度的设置，需要综合考虑隧洞断面的实际跨度、围堰地质结构等诸多方面。若是在面对风化程度严重，且裂隙中存在很多填充物的断层破碎带时，施工人员在对隧洞进行开挖施工时，就可以将人工与风镐进行有机结合，针对断层破碎带的具体地质情况，合理应用人工开挖、风镐开挖施工方法[3]。

（二）岩爆地段的关键施工技术

在引水隧洞施工区域，部分作业面时常出现岩爆位置，若想避免影响到实际施工效率及效果，施工人员应该提前在相关作业面上，有规则的钻孔，并且还要安装合适的锚杆，之后就要注入适量的水，使得该位置能够更好的释放应力，这样就能够对因围岩达到极限应力产生的岩爆现象予以有效预防。对于岩爆相对比较弱的施工作业区域，施工人员就可以在完成隧洞开挖施工作业之后，就可以采用阳面洒水这一方式，对岩爆予以科学消除，从而降低不良影响。此外，对于岩爆非常强的作业区域，若想对其进行有效防治，施工人员就可以将摩擦型锚杆予以合理应用，强化锚杆初锚固力。为了防止开挖面的拱部出现脱落的情况，施工人员还可以将喷射钢纤维混凝土应用其中，如有必要，可以将钢筋网挂上，同时还要增设相应的钢支撑，以此开展有效的支护施工作业，确保隧洞开挖施工质量。

（三）隧洞涌水溶洞施工技术

在开展引水隧洞施工作业的过程中，若是隧洞拱顶局部、边墙这两个部位出现涌水的溶洞，施工人员就要及时对其进行处理，可以应用水玻璃+水泥灌注这一施工技术手段，对溶洞予以有效封堵，以免影响到隧洞内部岩层结构的稳定性。针对隧洞内部不存在涌水问题的溶洞，施工人员要使用C20的混凝土材料，对该溶洞进行有效封堵，同时也要保证封堵体本身的厚度至少是溶洞直径的5倍，且其长度在2米及以上。对于空溶洞而言，如果溶洞底部高度超出完全超出底板开挖线，就需要以开挖线为基础，对隧洞进行开挖。针对顶部的溶洞空腔，施工人员则要根据围岩结构的稳定情况，选择随机喷锚支护技术，以此加固围岩结构，使其更加稳定，为隧洞开挖提供保障，另外，如果溶洞底部高度处在地板开挖线以内，施工人员就要结合溶洞规模，选用综合性的支护施工技术，比如，对于底板溶洞，可以使用混凝土材料对其进行填充；对于跨度比较大溶洞，就要设置多跨度槽，并且也要针对溶洞上方的洞室，将随机锚喷支护技术有效应用其中，确保整体岩石结构的稳固性[4]。

总结

针对相关工程建设应用引水隧洞施工技术，有助于保障工程的整体质量，规避安全风险，同时还能够减少施工费用的支出。不过，在具体的技术操作过程中，会面临复杂的地质环境，且技术专业性也比较高，若想发挥出该技术的实际效用，相关施工人员就需要熟练掌握这一技术的操作流程，明确注意事项。施工单位也要做到地质勘测工作，为引水隧洞施工技术设计优化提供可靠的参考依据。

参考文献

[1] 罗昌民.浅论复杂地质条件下引水隧洞的施工技术[J].建筑与装饰, 2021.

[2] 高超.基于复杂地质条件下引水隧洞施工技术[J].内蒙古水利, 2021(006):000.

[3] 冯欢欢,洪开荣,杨延栋,等.极端复杂地质条件下TBM隧道施工关键技术研究及应用[J].现代隧道技术, 2022(001):059.

[4] 张峰.浅埋深引水隧洞下穿河流段施工技术探讨[J].山西水利, 2018(4):3.