小断面引水隧道施工技术探析

小断面引水隧道施工技术探析

李秦刘格格

中国水利水电第三工程局有限公司陕西西安710000

摘要：随着我国经济的快速发展，水利工程行业也引起人们的关注，小断面引水隧道作为水利工程的一项重要内容，对于人们生活和社会发展具有重要意义。小断面引水隧道在施工过程中比较复杂，因此在施工过程中要严格控制施工技术。本文主要对小断面引水隧道的施工难点和施工技术进行分析。

关键词：小断面；引水隧道；施工技术

一、概述

小断面引水隧道施工项目区域往往位于山岭地势复杂、水文条件多变的区域。除此之外，它还具备施工输水隧道狭窄、施工方案复杂的特点。随着水利工程的发展，水利水电工程中隧道布置越来越多，有导流隧道、引水隧道、泄洪隧道、尾水隧道等。小断面引水隧道也将成为普遍现象，熟练掌握此类型隧道开挖支护合理的施工方法及程序，为以后做好同类工程取得实际经验及经济效益将有积极意义。

二、小断面引水隧道施工难点

（一）小断面隧道爆破施工。小断面隧道爆破施工是工程中的难点之一，这主要是由隧道所在区域的复杂地质条件决定的。爆破施工是隧道掘进的前提和基础，如果控制不好会直接影响到工程的后期开展。如果爆破效果不好或爆破没有达到要求，硬质围岩就会产生坍塌现象，影响后期施工，同时也威胁到工作人员的人身安全。因此，必须要选择合适的爆破方法，保证爆破工程的质量，提高工程的经济效益。

（二）小断面隧道出渣。隧道出渣是隧道爆破之后的一道工序，如果隧道出渣工作没有做好，会影响到后期的施工。过多的渣堆放在隧道中占用大量的空间，会影响到其他项目的正常施工。由于隧道施工的地质条件不稳定，且隧道工程的区域较小，因此大型的挖装机无法进入，导致出渣相对困难，如果仅仅依靠人力或者是小型机械则很难在短期内清理完毕。

（三）混凝土衬砌问题。由于隧道出渣时间耗费较长，如果在出渣完成后再进行施工则会耽误更多的时间，延误工期。如果在洞身开挖过程中就开始进行混凝土的衬砌，则会影响隧道开挖的稳定性。综合考虑后认为，在洞身开挖的同时进行混凝土衬砌比较合适，此时为了保证隧道开挖的安全必须对洞身进行支撑。此外，为了节约时间，缩短工期，工作人员可以开挖两条运输路线，避免交通堵塞影响工期。

三、施工技术准备

进场后，配合设计、监理单位进行交桩工作，并对设计导线点进行复核测量，在确认导线点精度满足要求后，对每个隧道口设置三个或三个以上控制点并形成三角导线网。熟悉、审核施工图纸，参加技术交底和图纸审核。编制实施性施组设计，制定施工计划，安排好施工顺序，做好技术交底的技术培训工作。配备检验、测量设备，其数量、精度满足项目要求，并在规定检验有效期内，进行原材料的基础试验工作。各项施工工艺、技术，均有超前的施工方案和施工措施。在试验工作准备方面，结合本工程的特点，现场不设试验室，所有试验项目均机密配合指挥部实验室实验要求，为施工准备和施工过程需求打牢基础。

四、施工技术

（一）施工方案的选择。例如董家河坝电站引水隧道围岩风化严重，裂隙发育，地下水丰富，含孤石的堆积地层较多，施工难度大，选择合理的施工方案极为重要。这类地质条件，围岩稳定性差，不允许长距离开挖后再进行永久衬砌，在施工中，建设单位、监理单位和施工单位通过对初期施工总结，最后提出适合当地地层条件的施工方案是：湿法钻孔、小计量多循环、边开挖边衬砌、小管棚穿越断裂带。即使这样在穿越断裂带时，仍发生多次体积超过500m3的较大塌方，给施工进度、安全等都造成了较大影响。

（二）施工布置。根据设计衬砌后的隧道宽度仅为1.6m，由于断面狭小，可利用空间极为有限，在施工时要保证工程进度和安全，必须合理布置施工用管线等。在洞口及明渠处接甲方提供的动力电，在下杆线处设置配电盘，用四芯电缆将动力电送至洞内并设置配电箱；用胶质线将配电盘的220V变为36V的安全照明电送至掌子面照明，输电线路整齐地排列于右洞壁，悬挂高度1.5m，距洞壁10cm。压缩空气用1.5无缝钢管沿洞的左侧固定送至工作面，管间采用法兰盘连接，在距工作面20m处设置压力表和开关；施工用水根据当地地理条件直接取用山间泉水，使输入洞内的水压不小于0.3MPa。出渣用轻轨安装于底板略靠右侧，在轨道中间挖沟，让上游的地下水自流从腰洞排出，对于下游的裂隙水，采取隔段（距离根据实际情况选择50~150)开挖集中井，用污水泵逐级送至腰洞排出。

（三）通风和除尘。长距离隧道的通风和粉尘治理是施工中的一大难题，在施工中我们采用压入式通风，根据施工人员、爆破散烟所需风量和风管损失等确定隧道通风所需的最大风量，然后选择通风机和风管。由于管道通风的压力损失与风管直径的五次方成反比，实现长距离通风较有效的措施是采用大直径风管，这样既可以延长通风距离，又可以降低通风能耗。风管加工时应尽量增加节长，安装时要做到整条管路平直、无扭曲、无褶皱以便减小风阻。在施工中我们选用塑料编织布自行加工500mm、节长30m的风管，悬挂于洞内左侧距地面2m处，这样既有效地利用了空间，又取得了满意的通风效果。炮眼钻孔采用湿法钻进，出渣时喷水等方法降低粉尘，使施工环境尽量符合国家标准规定的洞内粉尘允许浓度，给施工人员创造一个较好的施工环境，保护工人的身心健康。

（四）隧道回填灌浆施工工程。设计隧道回填灌为15996m2。回填灌浆采用预埋管注浆法，灌浆孔严格按设计图纸的要求布置，分为两个次序进行，后序孔应包括顶孔，采用单孔分序钻进和灌浆，一序孔灌浆结束48h后进行二序孔灌浆。回填灌浆孔采用手持式风钻从预埋管中钻孔，钻孔孔径不宜小于38mm，孔深进入岩石10cm，并测量混凝土厚度和空腔尺寸。回填灌浆分两序进行，先进行一序孔的灌注，等间隔时间大于48h后，进行二序孔的灌注，并做到先边孔，后顶孔。回填灌浆为纯压式灌浆，孔口灌浆管处装设压力表控制灌浆压力，灌浆压力为0.3MPa，在设计压力下，灌浆孔停止吸浆并延续5min之后，即可结束该孔的灌注。回填灌浆使用普通硅酸盐水泥，拌和水由相应施工段水池供给，水温不低于5℃，灌浆管采用高压胶皮管，管径与灌浆泵相一致。回填灌浆，一序孔可灌注水灰比为0.6（或0.5)∶1的水泥浆，二序孔用1∶1和0.6（或0.5)∶1两个比级的水泥浆。因施工不便和其它原因造成较大空腔和空隙的部位用水泥砂浆灌注，掺砂量不宜大于水泥重的200%。

五、总结

综上所述，通过对小断面引水隧道施工工程的深入分析，引水隧道的施工技术逐渐的完善。而要想在路线长、断面小的特征基础上，保证引水隧道工程的质量和进度，确保施工的各个环节，加强建筑质量控制和管理，从而有效的推进引水隧道施工技术的发展。

参考文献：

[1]断面固化试验方案下的水位流量关系稳定性研究[J].王福坤，沈超.吉林水利.2015（11)

[2]小断面引水隧道施工技术探析[J].饶和平.中国标准化.2017（04)

[3]小断面隧道施工关键技术[J].胡海英.山西建筑.2009（17)

[4]浅析小断面引水隧道开挖及支护设计[J].柴海.河南水利与南水北调.2013（16)