中国水利水电第四工程局有限公司
摘要：由于小断面长距离引水隧洞在施工时难以实现开挖和衬砌平行的作业，所以文章提出工程实例，引水隧洞按先行开挖和初期的支保，到了洞口的开挖贯通以后再进行混凝土衬砌的施工程序，根据施工的情况再投入相应的设备进行作业，以提高单项工序的生产能力和设备的利用率，实现最终的工程安全和目标。
关键词：小断面；长隧洞；通风技术
随着近几年规模型水电工程、引水工程、排污工程等在水电建筑市场中所占的份额越来越大，而小断面隧洞则是以上工程中必不可少的工程项目。随着经济的发展，对供电和供水的需求越来越大，水利电力工程将会越来越多的修建，则小断面隧洞在未来几十年里也会随着不断的发展。
1、施工工期与工程特点
1.1 施工工期
本工程施工工期由于距离较长，施工时间为36个月，工程比较紧，任务也比较重。
1.2 施工工程特点
本施工工程有以下三个特点：（1）断面比较小，距离比较长，通风困难，机械化作业的程度较低；（2）由于多段中地下有丰富的地下水，在施工时困难比较大；（3）由于距离比较长，施工时间较短，施工干扰严重，很难形成干扰作业等。
2、 本工程施工隧洞的施工设计与改进
2.1 基础性的隧洞施工设计
小断面长距离隧洞是各类隧洞中施工难度比较大的一种施工隧洞，小断面对机械化程度比较高的施工机械不能够进洞进行作业，只能够采取人工开挖的方法为主，小机械化为辅。长距离对通风、排水、供电、运输材料等方面都会造成一定的困难，这就会给作业带来相当大的难度，对施工设计也会带来一定的困难。
在长距离小断面的引水隧洞中，在2m×2m以下的开挖断面并没有实例，距离在10km以上也比较少，对这种工程必须设计出合理的施工方案，以满足小断面长距离引水隧洞的施工方法。由于施工时主要是以人工为主，许多建材的运输就需要采取运输工具进行机械运输，在初步设计时的施工工期为36个月。
引水隧洞在进行试验开挖时，由于小断面施工中对爆破的钳制作用，在每一循环施工仅为1.1～1.2m，随着施工的不断推进，对通风、排烟等方面明显会受到施工断面的限制，送风的距离比较短，运输车与通风管的间隔太近，通风管很容易被尖状物品划破，很容易造成危险，再加上隧洞内还需要高压电缆和低压电缆、照明灯具等，在通风时不能够出渣，在出渣时不能够进行通风，就会严重影响洞内的空气质量，随着循环作业的拉长，在施工期施工人员的安全生产就得不到保证。
2.2 整体施工方案
主要有以下四点：（1）由于隧洞的断面小、距离长的特点，应该采用轴流风机接力式进行通风；（2）为了保障在隧洞开挖时对围岩的扰动和合理的控制，应当采用光面爆破的技术，可以使隧洞更加有效地开挖；（3）由于断面小和排烟的困难，为了减少排烟量，采用东风小金刚自卸汽车运输；（4）根据隧洞的断面小的特点，不能够进行有效的平行作业，在围岩开挖时要及时进行初期的支护。
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2.3 主要施工方法
采取的施工方法主要有对进尺的确定、爆破的设计、合理的通风散烟和辅助作业等：（1）进尺的确定，合理的进尺是隧洞挖掘进行的重要参数，按照规定要选用循环进尺进行开挖，引水隧洞的宽度为2.5m，进尺应当为1.5m，这个深度是钻井的最佳深度范围，进尺与循环时间的协调才能够取得最佳的挖掘效率；（2）爆破的设计，合理的爆破设计是隧洞快速挖掘的关键；（3）通风散烟，这个问题是小断面长距离隧洞是否能够施工的关键，为了施工的需要，实现连续的通风，应当采用Φ800mm的通风管进行接力通风，通风机功率为30kW，供风量为500m3/min，风管采用的也是布质风管，这会为引水隧洞提供良好的通风效果；（4）辅助作业，帮助隧洞有效挖掘。
3、引水隧洞的主要施工技术
3.1 施工通风技术
对长距离小断面引水隧洞主要的技术难题就是通风的问题。（1）洞内需要最大的供风量，按照洞内最多可以承受人员进行计算、按照洞内最小风速计算、按照洞内出渣车计算、按洞内爆破石方稀释炮烟计算等依据，计算洞内需要的最大供风量；（2）施工通风设备的选择，由于隧洞的断面比较小，采用大直径的通风管会严重影响洞内施工机械的运行，采用较小直径的通风管风阻会比较大，这会造成供风量和供风距离受到限制，机械的设备也达到配套的要求，综合考虑，隧洞采用Φ800mm的通风管进行接力通风，通风机功率为30kW，供风量为500m3/min，风管采用的也是布质风管，这会为引水隧洞提供良好的通风效果；（3）施工通风设备的安装，有了良好的通风设备，接下来就需要合理有效的安装，让通风设备达到效果。
3.2 光面爆破技术
第一，在光面爆破关键技术上需要钻孔和间隔装药。钻孔，要根据围岩的岩性，最主要的是地下水的活动等因素的影响，确定合理的周边眼的间距和最小的抵抗线，一般周边的眼的间距采用为60cm，最小的抵抗线也为60cm；间隔装药，对周边眼的设计采用空气间隔装药的结构，药卷之间要采用导爆的连接，在实际的施工时要采取集中装药的方法，如果围岩整体比较差时，要采用小药卷进行集中装药。
第二，对炮眼的布置有以下要求：（1）在周边眼沿的设计要进行开挖轮廓线；（2）在掏槽眼的位置的开挖要在断面的中央；（3）辅助眼应该均匀地分布在掏槽眼和周边眼的之间；（4）在开挖断面时要合理地进行布置辅助眼，在爆破时以防止留有死角；（5）在掏槽眼的炮眼方向，不应该与岩层走向为平行，尽量保持垂直的方向；（6）周边眼和辅助眼的底线应该在同一竖直面上，这样能够保证开挖时的稳定和平整；（7）周边眼在外斜时要大于50cm/m，眼底不得超出开挖轮廓线10cm，且最大值应大于15cm。
第三，在进行爆破作业时要符合下面集中规定：（1）在进行装药时，要定时、定段进行装药，以免造成危险；（2）在装药时应该把炮眼内的造物清洁干净，以免造成不良后果；（3）爆破的顺序应该为先中心掏槽眼后周边眼；（4）在进行开挖轮廓时上下炮眼应该均匀地进行分布；（5）在爆破后要及时检查爆破的效果，对后期工作带来一定的参数。
3.3 砂浆锚杆施工技术
砂浆锚杆采用YT28凿岩机钻孔施工，在注浆设备采用专用高压注浆泵。在锚杆孔开孔前首先要做好测量的工作，通过开始的设计要求对开孔做好标记，锚杆孔的孔轴应该按照施工图纸的要求进行开孔，要与开挖面呈现垂直。对锚杆孔的深度必须按照设计图纸上的规定，要使用高压风进行冲洗，进行清扫锚杆孔，以确保孔内没有石粉。
在使用砂浆时应该采用比较高浓度的砂浆，在砂浆的配合比上要通过现场原位的试验以进行确定后使用，并且还要坚持随拌随用的原则，对超过初凝时间的砂浆做报废处理。使用止浆塞进行塞入，使其更加牢固，这样可以确保在承受锚杆上和注满锚杆孔砂浆的重量上达到要求。对排气管的要求，就是必须确保排气管插入锚杆孔底，排气孔未出浆前，不得停止注浆。由于止浆塞在砂浆具有一定强度，应该自后方拔出，在拔出时不得振动锚杆。
4、结语
引水隧洞作为水利工程的重要部分之一，探索与实践综合施工配备技术是非常必要的。对小断面长距离的引水隧洞的施工技术，要根据现场的实际情况采用施工通风技术、光面爆破技术、砂浆锚杆施工技术、二次衬砌混凝土施工技术等，选择合理的施工机械，进行合理科学的施工，以保证安全、环保、有效利用等作用，还能够保证施工的顺利进行和达到最佳的技术效果。
参考文献：
[1]卢邵文.小断面长隧洞施工技术分析[J].低碳世界，2014（09）
[2]孙宏莉，张文涛，周阳.小断面长距离引水隧洞施工通风技术[J].内江科技，2012（31）
论文作者:孔宏雷
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/8
标签：隧洞论文; 断面论文; 作业论文; 砂浆论文; 进尺论文; 风管论文; 通风管论文; 《防护工程》2018年第29期论文;