水利工程隧洞施工技术解析

[摘要]水利工程隧洞施工是整个水利系统中十分关键的环节，容易受到周边环境以及地质构造的影响，施工难度比较大，对安全性要求高，如果隧洞施工质量无法得到保证，将对整个水利工程造成严重后果。因此，必须要采用合理的施工方法有效保证隧洞施工质量，将事故安全风险降到最低。基于此，本文结合实际工程案例对水利工程隧洞施工展开技术探讨。

[关键词]水利工程；隧洞施工；技术；探讨

目前，我国水利工程隧洞施工技术有了很大了提升，但是由于水利隧洞本身容易受到外部环境因素的影响，整体来讲施工作业难度还是比较高的。所以，必须要制定科学合理的施工措施，以防止出现隧道坍塌、渗水等各种施工问题的出现，减少经济损失，确保施工工作者的人身安全，进一步的提升隧道施工质量。

1工程概况

水电站工程位于某江干流下游，距离江口上游2km处，标段渠线总长35.6km，其中干渠延长段全长25.66km，由15座隧洞，6座渡槽，3座暗渠以及长4.2km的明渠组成。

2水利工程隧洞施工技术应用

2.1开挖方法

隧洞开挖采用人工和机械相配合的方式：挖掘机为主，人工为辅。上端面的右侧通过塌方段以后再进行左侧开挖，两侧开挖方法一样，直到完全通过塌方段；随后，进行下断面的接长一侧墙架，每次接长控制在2m以内，同时做好施工初期支护直至跟上端面齐平；最后，采用同样的方法接长另外一侧的墙架。

2.2初期支护

一是超前支护施工技术。用长度为4m，型号为Φ42超前小导管对隧洞拱部塌体采取超前支护措施。超前导管通常要设置两层，在距离最里面钢支撑大约1m处位置设置第一层开孔，在距离最里面的钢支撑处设置第二层开孔位置。单层环向间距应为0.2m，层间距为0.4m，隧洞每开挖2m划分为一组，相毗邻的两组水平投影搭接长度应在1.0m以上，外插角在12°左右，并应与钢拱架配合使用。二是初期支护施工技术。初期支护利用联合支护的方法，具体为开挖后及时初喷4cm厚的C25砼。选用I18工字钢钢架，间距0.8m左右，然后，再根据临时拱脚地方的基底岩石具体情况，通过利用下垫大块钢板以及槽钢的方式加强基底的稳定性。在左侧支设拱架施工的过程当中，其中一端设置在临时拱脚部的位置，另外的一端在拱顶处和临时立撑相连接。右侧支设拱架施工方法与左侧支设拱架施工方法一样。系统锚杆的锚杆方式利用Φ22mm组合式中空注浆。单根长3.5m，间排距1.2m×1.0m，梅花形布置。钢筋网片选用规格Φ8的钢筋，20cm×20cm大小的网格，共设置两层钢筋网片，其中里面一层跟钢拱架内侧相焊接，外面一层跟钢架外侧焊接。喷射砼，选用C25砼，厚度为25cm的喷射砼。同时，超挖部分用同样标号的喷射砼回填密实，暂时没有办法达到标准的必须预埋注浆管，注浆管采用Φ42×3.5的钢管，其中的一端与钢架焊接，为了方便与注浆管的连接外露长度必须在10cm以上，在距离距塌穴壁面20cm左右位置设置另外一端。塌腔回填材料选用C25砼。在隧洞塌方段初期支护施工完成后用孔径为Φ150mm的地质钻机钻4个孔，然后在孔洞中安装规格为Φ150mm的泵管。最后，在空腔内部进行分次回填，确保注浆效果的同时使上部的松散体形成拱状，以提高承载力。

3开挖施工技术保证措施

3.1超前小导管施工技术保证措施

在贯通段拱部140°范围内，选用Φ42注浆小导管进行超前支护，环向间距设置为40cm，长度4.5m，且每3榀钢架为一个循环。小导管前端做成尖锥形状，并在尾部设置箍筋，小导管倾角设置为12°左右。用水泥浆液最为注浆材料，水泥浆液与水灰重量比为：1:1，注浆压力0.5~1.0Mpa。最后在规定的时间之内注完砂浆，砂浆随时配置随时用。

3.2钢架支护施工技术保证措施

钢拱架加工试拼合格并经过相关监理工程师检验通过以后再进行施工。在隧洞初喷混凝土完成之后架设钢架，钢架必须设置在与隧洞中线垂直位置处，各个钢架之间用纵向钢筋相连接，使各个榀钢架相互连接成一个整体，共同受力。为了确保钢架架设位置地基的稳定性，钢架两边底脚处设置纵向为25a的钢槽，其间隙用喷射混凝土喷填密实。钢架架设完成以后及时利用喷射混凝土覆盖好，同时，混凝土保护层厚度必须在5cm以上，进一步促进钢架和混凝土共同受力。

3.3锚杆施工技术保证措施

隧洞顶部、边墙全部选用规格为Φ22mm组合式中空锚杆，锚杆长度为3.5m，间距为设置1.2m×1.2m，其中边墙锚杆布置成梅花形状。在钻孔施工过程中，必须缓慢钻进，瞄准布设的孔位直至钻进设计深度。到达设置深度以后并用水以及高压风对孔洞进行清洗。钻孔工作完成以后检查各个锚杆的长度、角度以及间距是否合格，不合格的需重新设置位置钻孔。

3.4喷混凝土施工技术保证措施

喷射采用C25混凝土，厚度25cm。开始喷射混凝土厚度为4cm左右，然后等到拱架施工完成以后再喷射厚度为3cm以上的混凝土。进行混凝土喷射时，其中喷嘴与受喷面距离必须保持1.5m左右，喷射角度尽量与受喷面保持垂直。混凝土喷射时要先喷钢架与围岩的位置，然后再喷射两钢架间混凝土。喷射自下而上，先将低洼处大致喷平，再顺序分层，往复喷射。确保混凝土表面的平整，无空鼓、裂缝以及钢筋外露情况。

4结语

综上所述，水电站隧洞施工过程十分复杂，同时，容易受到外部环境的影响，因此，在隧洞时必须选择科学合理的施工工艺，以确保施工质量以及施工安全。

【参考文献】

[1]何晓春.探讨隧洞开挖与支护的施工技术[J].建材与装饰，2018(27).

[2]周坤才.浅析小断面长隧洞开挖与支护施工[J].农业科技与信息，2018(11).

作者：李志鹏 单位：中国水利水电第一工程有限公司