鄂北地区水资源配置工程建设与管理局（筹） 湖北武汉 430071
摘要：随着社会经济的不断发展，水利工程成为九大基础设施网络建设之首，水利工程的建设规模也在不断扩大。引水隧洞作为水利工程建设的重点项目，施工过程受围岩条件、埋深、环境条件等多种因素影响，施工难度大、安全隐患高，施工方案不合理和隧洞塌方是最常见的影响施工质量、安全、进度的因素。因此，在实际施工时要根据工程具体情况，应选择合理可行的施工技术，同时采取有效措施预防塌方事故，从而保证引水隧洞工程的质量、安全和进度。
关键词：引水隧洞工程；开挖施工技术；塌方处理
引言
引水隧洞施工影响因子较多导致施工难度较大，但只要我们根据实际情况进行分析，选择合理的施工技术，编制切实可行的施工方案，就能从根本上避免各种常见问题。需要注意的是，在隧洞施工过程中应实时科学分析现场条件，把握施工细节，确保施工技术真正发挥作用。当引水隧洞围岩稳定性差、覆盖层薄等不利条件时，施工过程中易发生塌方，妥善规避塌方，是引水隧洞能否安全、如期贯通的重要保障。
1引水隧洞工程的类型和特点分析
引水隧洞一般是由进口段、洞身和出口段三部分构成，进口段常设置塔式、竖井式或者斜坡式的拦污栅与闸门；隧洞洞线与洞型的选择受具体地形、地质、地应力、运用要求和施工条件限制。在不同的水利工程建设中，隧洞在输水时的水流性状有所不同。一般来说水力发电的引水隧洞是有压隧洞，通常采用马蹄形断面或圆形断面；无压隧洞的主要功能是泄洪、排放水库泥沙以及施工导流，常用圆形、马蹄形以及城门形断面等；两种隧洞的水流量也有很大差别，有压隧洞在运行时其水流会充满整个断面，它的内壁会受到水流的压力形成一定的内水压力，无自由水面，而无压隧洞则刚好相反。为避免出现空蚀现象或地址震荡，在高流速状态下严禁同一段隧洞出现有压与无压的交替运行状态。
2引水隧洞开挖施工技术
在引水隧洞开挖过程中，应根据现场的围岩种类采用合适的开挖方法，一般施工时原则为“杜绝欠挖、控制超挖”以确保在保证安全与质量的前提下加快施工进度。在开挖前应对岩石岩性及隧洞断面尺寸进行分析，以便采取最合适的开挖方法，一般隧洞开挖较为常见的方法主要分为两种，即全断面开挖法和台阶开挖法。
2.1全断面开挖施工技术
全断面开挖施工技术主要就是通过一次性爆破形成隧洞，之后在洞室内开展支护施工。全断面开挖施工技术的优势十分明显，主要表现为：一是在保证隧洞工程开挖施工安全顺利开展的情况下，施工工序较少，施工进度快。二是实际施工的过程中受外界条件干扰较小，在条件允许的情况下能够利用机械进行施工，大幅减少人力资源投入，在提升施工效率的同时还能够在一定程度上节约施工成本。三是能够保证一次开挖成型，这样对围岩的影响就比较小，有利于围岩的稳定。全断面开挖施工技术的缺点是：对围岩稳定性要求高，需要在在确定采用此技术之前进行详细的地质勘探，确认地质条件良好才方可采用此施工技术。
2.2台阶开挖施工技术
台阶开挖施工技术主要有两种施工方法，其中一种是正台阶法，另外一种是反台阶法。在实际施工过程中根据围岩的具体情况以及洞室的尺寸等要求进行选择，台阶开挖施工技术对围岩的要求相比于全断面开挖要低,但开挖效率低于全断面开挖技术。
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3引水隧洞工程开挖施工要点
3.1施工测量工艺
引水隧洞工程在实际施工过程中需要开展相应的测量工作，这项工作需要专业的测量人员进行，相关测量人员在开展测量工作时要对施工的具体情况进行掌握，再根据爆破设计的具体工程参数进行布孔。断面测量工作应严格遵守测量规范，测量间距应控制在5m-10m之间，并在喷混之前完成，以保证测量数据的准确性。
3.2钻孔施工要点
一是相关施工人员要按照测量定出的腰线、中线以及开挖轮廓线等开展钻孔作业。二是采用应用湿式风钻钻孔时，要检查风钻的机身以及螺栓等是否处于良好的工作状态，如果发现问题应该立即进行修理或者是更换。三是在实际钻孔过程中应严格控制外偏角，防止超挖。
3.3爆破施工的要点
爆破施工是引水隧洞工程开挖施工中的关键工序，爆破质量将直接影响整个工程的施工质量。爆破施工要点主要有如下几点。一是因地制宜设计爆破方案，在方案设计过程中必须保证开挖断面的平整性和洞壁的平整性；二是严格控制装药量，最大程度上减小爆破对围岩的影响；三是爆破施工之前应进行爆破试验确定爆破参数，爆破试验应严格按照经监理工程师审批同意的方案进行；四是严格按照爆破方案进行钻孔，钻孔的直径应该控制在38mm-42mm之间，并且要根据具体的钻孔设备对炮孔的深度进行确定；五是随着断面推进，应结合围岩变化及时调整爆破方案。需要特别注意的是，为了达到光面爆破效果,周边孔必须采用不耦合装药结构。
4引水隧洞塌方预防措施
在洞室开挖过程中，在围岩较差部位容易出现塌方掉块现象，威胁施工人员安全、影响工程进展，因此在地质条件较差段施工时应提高警惕，做好安全防护措施，可根据实际情况采取如下预防措施。
4.1缩短进尺
对于围岩较差地段，在施工过程中应及时调整施工方案，缩短每循环开挖进尺，严格控制爆破装药量和爆破规模。调整爆破参数尽量保证断面轮廓的规整性，为后期支护创造良好施工条件，也是有效降低塌方事故方法之一。
4.2加强支护
支护能有效防止围岩在初期应力释放时产生的变形，是预防隧道塌方的重要措施。常用的支护方法有3种：锚喷支护、网喷支护和组合支护。不同围岩类别在不同时期的支护方式不尽相同，在施工过程中应结合实际情况进行分析，采取适当的支护方法。
4.3密切观测
在施工完成后应及时对围岩变形及沉降进行观测，并及时将数据记录整理，分析变化规律，如地质情况较为复杂，应在适当的位置埋设收敛仪，以便对岩体稳定进行超前预报，为施工提供可靠依据。
结束语
引水隧洞工程往往是水利工程的关键线路，直接影响着水利工程建设的质量和进度。而引水隧洞在实际施工过程中会受到各种因素的影响，容易出现质量问题或发生塌方事故，本文通过对引水隧洞工程开挖施工技术与塌方预防措施进行研究分析，为引水隧洞工程建设者提供参考。
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论文作者:阮文佳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/1
标签：隧洞论文; 围岩论文; 断面论文; 施工技术论文; 钻孔论文; 工程论文; 测量论文; 《防护工程》2018年第7期论文;