摘要：随着经济和各行各业的快速发展，引水隧洞作为水利枢纽中的重要组成部分，承载着引水、输水和导流的重要作用。受其功能特殊性影响，对于施工质量有着较高且严苛的要求。实际施工过程中，引水隧洞施工质量干扰因素众多，如遭遇不良地质段且未能得到良好的处理，易导致塌方问题影响施工进度和质量。因此，结合工程实际问题，从水文地质条件等方面入手，对不良地质段进行准确推测，并制定相应的处理措施，具有重要的现实意义。
关键词：引水隧洞；不良地质段；处理措施；水利工程；塌方
引言
引水隧洞作为水利枢纽的重要组成，承载着引水、输水、导流的重要作用。引水隧洞施工技术、环境较为复杂，需全面考虑施工地形、水文地质、工程地质等条件，以确保施工质量。如施工遭遇不良地段，也需从以上几个方面入手进行处理，以防止受不良地质影响，导致隧洞塌方问题。
1引水隧洞及相关施工要点概述
引水隧洞具体是指在地下或山体中开凿过水洞的工程，可用于引水、泄水、发电等功能需求，是水利枢纽的重要组成部分。实际施工过程中，引水隧洞施工要求较高，且施工质量影响因素众多。从引水隧洞实际功用角度出发，其施工线路应与水利枢纽建设需求相适应，同时综合水文地质、施工地形以及工程地质等因素，科学选取短而直的最佳路线。引水隧洞施工受环境因素影响较大，其中不良地质段在引水隧洞施工中较为常见，如不能对其进行科学的分析，并有效避开不稳定洞段，则可能导致塌方等施工问题，影响施工安全及施工进度。
2施工方法
2.1地质预报内容
①根据施工进度情况，对照勘测阶段的地质资料，预测前方地质条件的变化，分析对施工的影响。②预报可能出现突发涌水地点，涌水量大小，地下水、泥砂含量及对施工的影响。③软岩出现内鼓、掉块地段，预报对施工的影响程度。岩体突然开裂或原有裂隙逐渐加宽时，预报其危害程度。④在位移量测中发现围岩变形速度加快时，预报对围岩稳定性的影响程度。
2.2超前探测方法
①采用地质钻机进行超前地质钻探，沿隧洞轴线方向布置一超前探孔，超前钻孔每次长度约15m左右。通过超前钻探分析隧洞前方围岩状况及地下水情况。②在开挖钻孔时选取1—2个孔超前本次进尺2m左右，根据钻孔速度等判断。钻孔速度快、孔内易坍塌、有浑水排出，说明前方地质条件差，应采取超前支护措施。③紧跟掌子面，由地质工程师进行前方地质情况分析及地质素描，做出地质预报。根据地质预报方法得出的数据进行施工地质预测，及时调整施工方法，采取有效措施保证施工安全。
2.3钻孔安装
导管采用先钻孔后安装施工方式。紧贴掌子面支立一榀钢支撑，导管钻孔以支撑为依托，进行导向。首先对导管钻孔进行测量复核，确定管棚钻孔位置、方向角度。钻孔采用YT28手风钻，配60mm钻头钻孔，在钻孔的过程中，随时注意控制钻孔的方向和角度。钻孔完成后采用YT-28手风钻将钢管推入孔内。使导管受力点集中在格栅上，导管尾部与支撑焊接在一起。同时为提高导管的刚度，在钢管内放置Φ25钢筋，长度450cm。
2.4拱部开挖支护
待注浆达到规定强度后，进行隧洞开挖施工。隧洞开挖采取拱部超前下部跟进的短台阶开挖方法。拱部采用预留核心土环形开挖，增大掌子面稳定性。拱部每循环进尺控制在50—75cm，采用人工开挖，人工出渣至下部，尽量不放炮。必要时采用局部松动爆破，控制装药的办法，减小爆破对围岩的二次扰动，防止爆破造成局部失稳。采用锚、网、喷结合拱架支撑的安全支护，隧洞拱部开挖后初喷3—5cm砼及时封闭岩面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆开挖后，塌方体卸荷自稳能力差，自身不能及时形成承载拱，开挖后及时采用拱架支护，发挥拱架支撑的及时性，拱架支撑间距50cm/榀，拱腰处施工锁脚锚杆每侧4根（Φ25，L＝3—4.0m），锚杆的端头与支撑焊接在一起。而后施作系统锚杆（Φ22，L＝3.0m间距100cm），紧贴岩面设置钢筋网（Φ8@20×20cm），喷射Ｃ20砼厚20cm，分次喷射。
2.5下部开挖支护
下部采用左右交错导坑法开挖方式，每循环进尺不大于100cm，开挖后及时进行支护。下部开挖时，由于围岩二次受到扰动，造成应力重新分布，支护承受的侧向变形压力增大，拱脚易松动，钢支撑压力会突然释放，易造成拱部初期支护破坏，产生严重后果。下部采用人工开挖，必要时采用小型松动爆破，及时支立钢支撑，每榀支撑两侧拱脚位置各施作4根锁脚锚杆（Φ22钢筋，L＝2—3.0m），尾部与支撑焊接牢固，注浆加固拱脚，加强拱部稳定，防止支撑下沉，及时喷射C20砼20cm厚，分次喷至设计厚度。底部采用落地横撑，20cm厚C20混凝土底板。首先开挖底板，排干底部积水，清除浮渣至原基岩，及时浇筑混凝土底板，保证整体受力圈形成。
3引水隧洞不良地质段处理措施要点总结分析
3.1塌方区段施工改线处理措施分析
引水隧洞施工前期阶段，综合考虑塌方区段的工程地质条件，选取木构架临时支护加掘进施工的处理方案。当掘进施工进行至塌方区段0~492区域时，根据现场对于隧洞稳定状态以及F断层的实际延伸分析发现，如继续沿原隧洞方向进行掘进施工，会导致更为严重的额塌方问题发生，并且木架构的临时工程支护，无法有效保障施工的安全性，如选择其他更稳固的施工类型，则会凭白增加一笔巨大的成本支出，因此，选取了平面位置及洞线方向调整的方法，以避开塌方区段继续施工。上述工程中，施工单位选择在原洞线0+459位置南侧工程地质条件相对较好的地段，使用一个较大的角度向左掘进，有效避开了不良地质区段，并在0+559位置处于原洞线相复合。同时，施工单位使用钢筋混凝土挡墙在改线七点位置沿弧线方向对塌方区段进行了封堵，封堵挡墙两侧深嵌与围岩层内部。为进一步提高支护工程的防渗效果和与围岩层的完整性，先后对其进行了固结灌浆和回填灌浆处理。
3.2支护施工处理及改线处理
均可改善引水隧洞不良地质区段施工环境，解决不良地质区段问题，保障工程正常施工，施工单位应结合工程实际施工需求，合理选择施工处理方式，以保障工程综合效益。以上述工程为例，塌方区段塌方问题较为严重，简易的木构架支护不足以维持安全的施工状态，且掘进施工进度较慢。选择改线处理方案，既有效避开了情况复杂的塌方区段，提高了施工安全性、降低了掘进施工的施工难度，又节约了近50m的支护作业量，降低了施工成本。不良地质段情况复杂，掘进施工难度较大，危险系数较高，未确定改线方案前，每日掘进施工仅能前进1m左右，确定改线方案后，施工进度恢复正常。
3.3受引水隧洞特殊共用影响，应尽量减少曲线施工布置
以防止出现水流脱壁、空蚀以及负压问题，如必须进行曲线布置，如上述工程未避开不良地质区段，选择使用一个大角度的左拐曲线进行施工，则曲线半径和转角应经过相应的引水模型试验最终确定。
3.4确定改线方案
新洞线应全面避开不良地质区段，工程地质条件应发生较为明显的改善。上述工程中，改线施工处理后，围岩类别均提高至Ⅲ类以上，以Ⅲ类和Ⅱ类为主，围岩结构符合整块状、块状标准，且稳定程度达到工程施工需求。地下水活动较为轻微，局部地区存在滴水，多数区域岩面干燥性良好。
结语
施工单位应综合工程实际需求和工程地质条件分析结果，科学确定施工处理方案，以提高施工安全性、降低施工难度，保障引水隧洞综合施工效益。
参考文献：
[1]郑云峰，谌文武，刘小伟等．引洮工程15#饱和黄土隧洞主要病害及防治措施[J]．西北地震学报，2011，（z1）．
[2]李志成．小断面隧洞涌水不良地质段堵水施工方案[J]．山西水利，2016，（06）．
论文作者:孙峰辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/11
标签：隧洞论文; 地质论文; 钻孔论文; 区段论文; 围岩论文; 不良论文; 工程论文; 《基层建设》2018年第13期论文;