水利工程隧洞开挖施工技术分析

水利工程隧洞开挖施工技术分析
摘要：随着我国水电建设的快速发展，越来越多的大型水电工程主要建设在西部偏远山区和河谷地区。

受特殊地形条件的影响，长江导流洞、大型地下导流厂房等地下导流洞施工技术得到了广泛应用。

然而，在水利工程开挖过程中，由于各种外部因素的影响，隧道工程的施工质量无法得到有效保证。

因此，在隧道主开挖工程施工管理过程中，必须综合分析和考虑不同隧道主开挖工程施工的不同特点，并选择最适合的隧道施工管理技术和解决方案。

关键词：水利工程；隧道开挖；关键技术；质量保证
水利建设工程隧洞中的露天隧洞开挖主要是在岩石（混凝土）中开挖和修建大型水利工程隧洞，主要用于隧洞导流、泄水和隧洞导流。

与其他大型露天现场开挖隧道工程相比，具有露天施工隧道范围窄、工艺复杂、干扰和污染因素多、施工技术条件差等优点，隧道施工设计方法主要依靠自然地质条件，隧道工程主要部位的断面结构设计、施工设备、工期技术要求和施工技术水平。

隧道工程作为我国水利工程建设的重要组成部分，其施工技术质量将直接影响到我国水利隧道工程的整体施工质量。

一、当前水利隧道工程概况
对于我国水压隧洞的水流施工，不同类型隧洞的压力输水量和水流施工状态可能会有很大差异。

以这些隧洞水流施工状态的巨大差异为衡量标准，我国的水压隧洞施工可分为两到三类。

第一类为无压隧洞，第二类为有限高压隧洞。

无压输水隧洞的技术特点主要是由于输水管道中的水流没有自由流面，水流没有完全填满。

有机高压输水隧洞的主要特点是，加压输水管道中的水流不一定具有自由流面，但可以完全充满水流。

水利渠道隧洞的主要结构构件主要包括：隧洞进口段、洞身和出口段。

其中，洞身的维护和施工是非常关键的。

受不同施工现场环境和不同因素的影响，隧道主体的装修风格也会产生一定的价格差异。

二、水利工程隧洞开挖施工要点
2.1施工测量要点
在水利工程隧洞开挖过程中，需要进行大量的测量作业，严格保证测量精度。

因此，在进行测量作业时，应安排专业测量人员进行作业。

在具体操作过程中，
工作人员应严格按照设计图纸确定相应的孔位和操作参数，确保测量过程和测量
结果的可靠性和标准化。

2.2隧道选线要点
在选择隧道路线时，首先考虑地质条件，尽量在硬岩地基上设置隧道，避免
将其设置在地下水丰富、断裂带严重的地段。

隧道进出口尽量设在山体岩石稳定、无滑坡的地方。

其次，隧道线路在平面上应短而直，这不仅可以减少工程量和成本，而且可以减少水头损失，便于施工。

由于地形、地质、枢纽布置等原因需要
转弯时，转弯半径不应小于隧道直径或宽度的5倍。

第三，相邻两条隧道之间的
岩体厚度一般应为隧道直径或宽度的3倍。

2.3钻井施工要点
一般情况下，合格的司钻应严格按照测量确定的中心线、腰线、开挖轮廓和
测量孔布置进行钻孔作业。

如果使用湿式风钻钻孔，首先检查机身、螺栓、套圈、弹簧、支架等是否正常完好，管接头是否牢固，是否漏气；钻杆是否不直、损坏、堵塞，供水是否正常。

如果设备出现异常，应及时更换或维修。

三、开挖施工技术
3.1全断面开挖法
全断面开挖法是将整个断面一次钻爆成隧道。

全隧贯通后或开挖相当长距离后，根据围岩衬砌暴露允许的施工时间和具体衬砌施工时间安排，分别进行围岩
衬砌和施工支护；这种衬砌施工支护方法特别适用于要求围岩牢固完整的施工场合。

全隧内段无法开挖，洞内工作面大，作业干扰较小。

便于施工人员组织准备
工作，安排合理，开挖速度快。

全断面隧道开挖段隧道开挖方法一般可根据当时
隧道全断面隧道占地面积的总宽度和大小以及施工方与当时设备之间的掘进活动
能力来选择。

隧道开挖方法可采用沿施工垂直上下或沿施工台阶上下进行开挖。

上、下、左、右各亚层由于不同地层开挖断面较大，垂直钻井作业垂直，作业工
程管理施工空间较大。

当开挖地层开挖量较大时，开挖施工工程管理作业机械设备，作业施工管理效率高，施工进度快；在不同地层开挖台阶的上、下、左、右
亚层钻孔的主要原则是根据工程高度将整个开挖地层的开挖段划分为上、下两层。

上层可在下层之前按一定距离分层开挖。

为便于上层同时清理上下渣，上层应提
前开挖一定高度，地层高度不得高于下层2~3.5m，上下层结渣作业应同时进行两次。

通风和空气消烟后，应迅速进行结渣，并向上台阶清理结渣，然后继续进行，然后沿下台阶进行上、中台阶的结渣和上、下钻孔，同时，下部台阶下层与上部
钻孔的排渣可同时进行。

上下台阶及上钻孔下层的排渣可同时进行两次。

3.2导洞开挖方法
导洞面最大开挖规则是在导洞开挖前的断面上重新开挖一个小断面或大断面
导洞（即最大导洞），作为开挖导向，然后将其扩大至工程设计要求的开挖断面
的最大尺寸和整体形状。

这种导洞开挖方法可以充分利用洞内导洞对洞内地质活
动进行勘察，解决导洞施工中排水不良的问题。

所有导洞贯通后，还可以有效改
善隧道内的通风和排水条件，延长贯通段的时间。

同时，导洞连接可以大大增加
对洞内自由段的保护，从而提高爆破效果。

3.2.1上导洞开挖法
引水隧洞一般在隧道开挖中段直接布置在隧道顶部，断面一般偏向隧道开挖
的对称线。

该地质处理工艺特别适用于一些地理环境条件相对较差、地下水较少、机械化资源综合利用率较低的特殊地质条件。

其主要技术优势是存在安全质量问题，可以轻松有效地及时解决。

开挖后，第一道施工可及时使用，拆除顶衬，安
全进行第二道施工；但其其他缺点主要是顶拱衬砌二次开挖施工线多，铺设需要
二次连续开挖，连续施工过程中排水不方便，顶拱顶衬与顶拱渣二次开挖相互作用，产生水力干扰，连续施工速度慢。

分块衬砌段马口开挖的具体方法是：将同
一主块分块衬砌段的左右分块衬砌马口同时开挖，然后从左右开始连续分块衬砌。

为安全起见，在各工程施工中，地下隧道及马道开挖时，管道不宜拉过长，长度
一般在4～8m左右。

3.2.2下导洞开挖方法
导流洞一般布置在壳体段下部。

该开挖方法主要适用于矿区围岩稳定、隧道线路长、断面小、地下水较多的特殊情况。

其主要优点是隧道内裂隙施工爆破设施只需同时铺设一次。

当断面断层体扩大时，施工可充分利用上部断层体岩石自重的增加，提高洞内爆破施工效果，清理方便，排水方便，施工完成速度快。

3.2.3中间导洞开挖法
导洞位于地层中部，反复开挖后，隧道逐渐发育和扩展。

该自动钻进方法特别适用于施工现场围岩坚硬，不需要临时工具支撑，且必须使用柱式自动钻机的特殊施工场合。

通过同时插入框架式红外辐射管和钻机，可以在周围墙壁上钻一个具有大红外辐射的圆形炮孔。

结语：
水工隧洞施工受施工环境的限制，施工技术和工艺应用难度大。

目前，水利工程隧道施工存在着不同的问题。

从切实加强安全工程质量、安全生产控制和质量管理技术入手，不断更新、整合和优化，逐步完善安全工程施工质量管理的专业技术和安全生产流程，提高相关专业安全施工人员的安全施工质量控制管理技术意识和安全生产过程安全意识，确保隧道的安全稳定。

参考文献：
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