關(guān)于水利隧洞工程開挖施工要點的探析

褚廣軍

【摘要】水利隧洞工程建設(shè)中開挖施工非常關(guān)鍵，并且隧洞工程在施工過程中受到環(huán)境、地質(zhì)、圍巖等多種因素的影響，因此在施工前需要結(jié)合施工實際，選擇合適的施工技術(shù)，從而提高水利隧洞工程的質(zhì)量。本文闡述了水利隧洞工程主要的開挖施工技術(shù)，對水利隧洞工程開挖施工要點進行了探討分析。

【關(guān)鍵詞】水利隧洞工程；開挖施工技術(shù)；施工要點

隧洞工程施工是水利工程建設(shè)中的重要內(nèi)容，并且水利隧洞工程開挖施工過程中，具有許多不確定因素，容易對隧洞工程施工質(zhì)量造成影響，為保障水利隧洞工程施工的安全性，必須合理施工，從而提高水利隧洞工程施工質(zhì)量。

一、水利隧洞工程主要的開挖施工技術(shù)

當前水利隧洞工程開挖施工技術(shù)主要有：全斷面開挖、臺階法、正臺階環(huán)形開挖法、中隔壁法、交叉中壁法等，以下選擇常用的兩種進行相應(yīng)分析。（1）全斷面開挖施工技術(shù)。全斷面開挖技術(shù)主要應(yīng)用于一些地質(zhì)條件好、巖體較堅固的隧洞中，通過一次性鉆爆使其成為隧洞，隨后在對洞室進行支護施工。隧洞全斷面開挖方式的優(yōu)勢在于：保障施工安全與質(zhì)量的情況下，工序少，施工速度較快。嚴格按照施工組織的要求來開展工作，施工期間也不會受到太大的干擾，有條件時可以充分利用機械，減少人力資源投入，并一次開挖成型，對圍巖的擾動小，有利于圍巖的穩(wěn)定。施工過程中，針對隧洞開挖效果（殘孔率）有特殊要求、地質(zhì)狀況不明、解決排水、通風(fēng)等情況時，可先行開挖導(dǎo)洞，根據(jù)施工方案的要求來將導(dǎo)洞設(shè)計成所需要的尺寸和形狀，而后擴挖完成隧洞開挖。（2）臺階開挖施工技術(shù)。臺階開挖施工技術(shù)適用于穩(wěn)定巖體、土層及不穩(wěn)定巖體，有正臺階法和反臺階法之分。按臺階長短有長臺階、短臺階和超短臺階三種，近年由于大斷面隧道的設(shè)計，又有三臺階臨時仰拱法，甚至多臺階法。至于施工中究竟應(yīng)采用何種臺階法，施工時應(yīng)根據(jù)洞室大小，圍巖情況進行方法的選擇。正臺階環(huán)形開挖法、中隔壁法（CD法）、交叉中壁法（CRD法）、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等開挖方式適用圍巖地質(zhì)條件差和軟弱圍巖開挖中應(yīng)用，選擇時應(yīng)根據(jù)施工安全、洞室大小等多方面因素考慮選擇。

二、水利隧洞工程開挖施工準備要點的分析

基于水利隧洞工程的特征，其開挖施工存在諸多不確定因素，因此在水利隧洞工程開挖施工前必須做好充分的施工準備。水利隧洞工程土方開挖前對施工作業(yè)人員進行技術(shù)交底；并且結(jié)合水利隧洞工程施工圖要求，采取測量放樣工作，測量人員根據(jù)設(shè)計圖紙進行測量放樣，測量放出開挖軸線、邊線和開挖深度、坡度等控制線和控制樁，而后針對工程的施工現(xiàn)場水源、流量、地形、地貌和地質(zhì)條件，結(jié)合永久排水設(shè)施布置排水系統(tǒng)。在開挖區(qū)域外側(cè)設(shè)置截水溝、開挖層面上設(shè)置臨時排水溝和集水坑，開挖面保持一定的坡度，把雨水、施工生產(chǎn)廢水、圍巖滲水及工作面內(nèi)積水引排或抽排到工作面外。同時在開挖施工時，關(guān)注及監(jiān)測邊坡穩(wěn)定情況，當邊坡發(fā)現(xiàn)裂縫、掉塊、滑動等跡象時立即停止開挖，第一時間進行圍巖的加固。此外為了保證施工的連續(xù)進行，所有機械設(shè)備必須確保良好的運行狀態(tài)，每次開工前對所有的進場設(shè)備均進行施工前的保養(yǎng)，維護，以確保機械設(shè)備的良好運行狀態(tài)。

三、水利隧洞工程開挖的施工要點

1 開挖施工的測量要點分析。水利隧洞工程在開展測量工作時，需要由專業(yè)施工技術(shù)人員實施，結(jié)合實際，依據(jù)爆破設(shè)計的工程參數(shù)要求進行點布孔位。開挖斷面的測量工作需要在噴混凝土之前進行，測量間距需在5～10m 之間。定期對洞軸線進行全面測量、檢查，同時復(fù)測也是必不可少的，多次測量以確保測量控制工序質(zhì)量。此外，隨洞室開挖以及支護進度，在兩側(cè)洞壁及洞頂間隔20m之處設(shè)樁號標志。

2 隧洞工程開挖鉆孔施工的要點分析。水利隧洞工程鉆孔施工過程中，施工技術(shù)人員需要嚴格按照測量定出的腰線、中線、測量布孔以及開挖輪廓線進行鉆孔作業(yè)。濕式風(fēng)鉆鉆孔時，首先進行卡套、機身、螺栓、彈簧和支架的檢查，以確保其正常完好運行。若出現(xiàn)鉆桿不直、帶傷，供水異常，鉆孔堵塞等現(xiàn)象，需對其進行及時修理或更換。為了避免出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，須將周邊孔的外偏角嚴格控制在設(shè)備所能達到的最小角度內(nèi)。掏槽孔以及光爆孔的偏差應(yīng)在 5cm 以內(nèi)，其它炮孔孔位偏差不應(yīng)大于10cm。

3 隧洞工程開挖爆破施工的要點分析。（1）科學(xué)設(shè)計爆破方案，爆破方案必須確保開挖斷面以及洞壁保持平整性。嚴格控制單響炸藥的使用量，盡可能的降低爆破對圍巖的干擾。（2）爆破試驗分析。在進行施工過程中，根據(jù)巖石出覆狀況，制定初步爆破設(shè)計方案并上報，待監(jiān)理工程師審批后，方可實施爆破試驗。觀測現(xiàn)場爆破效果從而選擇合理的爆破參數(shù)，并結(jié)合現(xiàn)場巖石性質(zhì)與級別的變化程度對設(shè)計方案進行調(diào)整。（3）爆破關(guān)鍵點。針對不同的圍巖以及開挖斷面，選擇適宜的爆破設(shè)計，鉆孔直徑在 38～42mm之間，依據(jù)鉆孔設(shè)備以及圍巖類別來確定炮孔深度。一般情況下使用防水乳化炸藥?？變?nèi)利用非電導(dǎo)爆管進行起爆，導(dǎo)爆管由雷管引爆，這樣可避免雜散電流引爆電雷管。為保障周邊光面爆破效果，同時減少爆破震動而引發(fā)的對圍巖的振動，周邊孔最好使用不耦合裝藥，以線性布置方式在周邊孔布置炸藥。按操作規(guī)程進行鉆孔作業(yè)，嚴格依據(jù)設(shè)計要求確定炮孔的深度、角度以及間距，確保除掏槽孔外的所有炮孔孔底都位于同一垂直面上。（4）危石清除要點的分析。水利隧洞工程在爆破工作完成后，需要及時清除爆破產(chǎn)生的危石，同時對已開挖洞段的圍巖穩(wěn)定情況進行多次檢測，對可能塌落的松動巖塊進行清除。施工時，邊頂拱以及掌子面上殘留的危石及碎塊需使用反鏟清除，確保施工人員以及現(xiàn)場設(shè)備的安全，安全處理巖面破碎洞段后，可在隧洞上先噴一層厚度為5cm的混凝土，完成出渣工作后，再次進行安全檢查及相應(yīng)處理。

結(jié)束語

綜上所述，水利隧洞工程開挖施工需要結(jié)合隧洞的的圍巖種類、隧洞的斷面尺寸及大小、圍巖滲水情況，選擇合理的開挖方式。根據(jù)施工現(xiàn)場實際，從施工造價、施工進度以及施工安全等多方面進行考慮，選擇合適的開挖施工技術(shù)。

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