水利水电工程引水隧洞洞挖施工方法

水利水电工程引水隧洞洞挖施工方法
摘要：对于水利水电引水隧洞施工而言，具体包括两个方面，分别是开挖以
及支护。

二者都非常重要，但凡出现任何问题，都会对建设工作造成巨大影响。

因此，施工团队就要提高重视程度，运用最新的技术，以此确保施工项目顺利进
行。

关键词：水利水电；引水隧洞；洞挖施工；方法
1水利水电引水隧洞的主要概念
对于引水隧洞施工而言，其能够有效提升水利水电自身的工作效率，缩减成
本投入，以防资源发生不必要的浪费，可以看作是水工构筑物的核心部分。

水利
水电在发电的时候，主要依靠水位自身形成的落差，基于瞬时间产生的重力势能，让其逐步转为电能，以此使得水轮机正常运转，实现发电的效果。

而引水隧洞则
是将水流上部引入水轮机的密闭空间，而隧洞又能进一步分为两类，分别是有压
引水隧洞以及无压引水隧洞，当水流顺着水轮机，逐步进入通道里面的时候，路
线就要展开相应的调整，不仅要足够短，而且十分简单。

此外，水流也要实现顺
利对接。

在该施工正式开始之前，施工人员需要根据项目的具体情况，对周边环
境展开分析，包括岩石以及地质水平，尽可能和地下水保持一定的距离。

2超挖影响因素
2.1钻孔爆破因素
根据成孔偏差、装药和误起爆对隧道爆破的影响，实现隧道爆破设计意图的
两个主要过程是钻孔和装药。

钻孔地层质量受孔位技术、钻具和熟练操作人员的
影响，是爆破设计的基础；装药过程的关键是各孔爆破顺序的准确定位和网络连
接的可靠性，并根据中心切割区、扩展区和外围成型分区控制装药结构和线装药
密度。

对于整个工作面炮孔，单个炮孔的空间位置偏差主要由开度偏差、方向偏差
和岩石内部附加偏差组成。

受偏差的影响，井底炮孔的实际形成条件与设计图纸
的布置有很大的不同。

装药和起爆的失火会导致一个炮孔失火或大的残余炮孔失火，使下一排炮孔
由于阻力线的增大而形成严重的底坎，进而扩大到周围炮孔。

工作面起伏加大了
下一循环钻孔难度和炮孔位置偏差，造成超挖。

2.2施工因素
导致隧道地质超挖的主要施工因素是：测量环境差，放样点、定位导线点精
度低，容易导致测量放样精度降低，甚至出现错误的测量放样；责任心不强、工
作技能不熟练的作业人员，在装钻过程中不能严格执行钴爆设计交底，炸药用量、装药顺序、锚孔角度和深度的控制不能满足技术参数要求；钻孔作业不规范，操
作人员未严格按设定的周边孔位钻孔，造成孔位偏差大、外偏角大、孔间距不平
行或同一开挖面孔底不一致。

3水利水电工程引水隧洞洞挖施工方法
某工程隧洞开挖洞径为3.2m，开挖底宽2.6m，衬后洞径2.4m；输水管道管
径为2.0m。

主要工程量包括土方开挖39932.65m3，土方回填10942m3，石方洞挖93275.71m3，砼27251.89m3，钢筋制安792.68t，管道安装387.2m。

3.1设备选型
施工机械设备选型原则如下：一是机械设备配备选型。

综合考虑了机械设备
的机动灵活、高效低耗、环保、运行安全可靠等各方面因素，其性能及工作参数
以满足施工需要和保证施工进度为前提。

二是施工机械设备数量。

按高峰月施工
强度及设备能力进行配备，适当考虑了设备的出勤率和完好率，并考虑了适当施
工设备能力储备系数。

三是选用的施工机械设备在满足工程需要的前提下，设备
类型不宜太多，以利于设备的维修、保养、管理，提高生产效率。

3.2施工超前地质预报
3.2.1超前地质钻孔
在隧洞掌子面布置水平钻机进行水平钻探提前获取地质信息的1种预报方法，是对其他预报手段探测到的不良地质体的确认。

超前地质钻孔的位置、孔深、数量等根据施工图预测的地质变化位置和地质
人员根据结合掌子面附近的地质情况综合分析确定。

钻孔采用地质钻机钻孔，钻
孔深度20～30m。

主要用于下穿水塘段或预计有涌水断层地带。

3.2.2加深炮孔
打炮孔眼时，通过加长钻杆，超前探测掌子面前方6m范围内的工程地质条件。

施工中根据钻进速度变化、冲洗液颜色和流量变化、钻进压力、岩粉成份、
卡钻位置、突进等的变化，并通过测孔内水量、水压，判断掌子面前方工程地质
条件。

加深炮眼布置可根据实际需要确定，一般在掌子面均匀布置，前后循环位置
在平面上适当错开，钻孔数量可根据前方地质条件复杂程度确定。

3.3混凝土泵支护
新奥法支护，通常又能称作是“锚喷构筑法”。

该方法主要基于原有的泵隧
洞支护法，对其进一步创新，使得稳固效果以及保护效果得到有效提升。

原理则
是基于岩体本身的特点，逐步建立一个具有稳定性且处于密闭状态的空间，以此
起到约束的效果，之后再使用混凝土喷锚，使得周围岩体、混凝土和锚杆部分具
有稳固结构。

正是这一情况，新奥法对混凝土自身的机能有着非常高的要求，岩
体结构也要达到规定标准。

该方法的施工特点为4类，分别是时效性、封闭性、
粘结性以及柔性。

四类特点共同结合，促使整体结构变得非常稳定，为施工开展
带来了诸多便利。

3.4爆破试验
为确定科学的爆破参数，明确起爆炸药使用数量和药孔之间的距离，应当进
行爆破试验。

首先依照公式明确炸药数量与药孔之间间隔的数据，每进尺都对预
裂孔的爆破成效进行查看，在确保药孔间隔距离不发生变化的状况下调节炸药使
用数量，在爆破成效达到预定要求的炸药使用范围内调节药孔之间的距离，力争
在确保爆破效果与施工效率的状况下得到理想状态的药孔间隔距离与炸药使用数量。

作业期间经过爆破成效剖析，基于地质变动状况恰当调节爆破参数，让其符
合设计规定。

为保证进洞安全需求，在进洞处范围内设置钢拱架，具体榀数根据
进洞围堰情况确定。

周边眼运用导爆索完成起爆与传爆，而其他眼与导爆索依托
非电毫秒雷管进行引爆，这种雷管依托电雷管起爆。

炸药运用的是2号硝铵炸药，遇到渗水时采用乳化炸药。

3.5地下水的防渗处理
在作业过程中洞中渗水范围比较大的情况下，运用钻孔把水全部引到集水井内，之后使用水泵把水排到洞外。

若地下渗漏水水量很大或者范围较为广泛时，
掘进之前首先要进行灌浆，之后基于全封闭深孔或者依托超前加强支护对渗水问
题进行处置，而且在掘进作业面前方留下最少10m的搭接长度。

小钢管与超前锚
杆装设运用快硬水泥卷，使待凝时长减短。

3.6现场管理措施
组织对作业人员进行作业标准化培训，严格按照制定的作业标准施工，并经
常加强文化和责任心的教育；对现场工人进行专业开挖、爆破培训；现场技术人
员严格按照爆破设计布置进行监督，爆破质量管理是基本原则，爆破质量会直接
影响地质超挖大小，有效控制爆破制度，炸药爆破的重要性要及时告知、提醒、
监督施工人员，养成好的作业习惯，把爆破失误率降到最低；制定质量安全责任制，下发执行质量奖惩制度，按照制定的质量管理办法和质量标准，落实三检制度，对施工质量进行监督；利用微信、QQ平台建立地质超挖群，要求施工区及时
准确上报超挖信息，保证超挖情况及时反馈至技术人员、业主、设计、监理单位。

研究调整爆破参数、开挖支护方式和施工方法，开挖进尺严格按照设计要求III
类围岩开挖进尺控制在3m、IV类围岩开挖进尺控制在2m、V类围岩开挖进尺控
制在1m的原则，确保超挖控制在设计允许值内。

结论
本文所研究的工程地质环境与施工环境复杂，施工条件苛刻，依靠良好的施
工组织以及有效的施工技术，完成了整个引水隧洞洞挖工程。

对工程的引水隧洞
洞挖工程进行研究，明确钻爆与支护工艺流程，做好关键施工环节质量控制，对
于提升工程进度、确保工程质量具有重要的意义。

参考文献：
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