水利工程输水隧洞施工开挖与衬砌技术研究_1

水利工程输水隧洞施工开挖与衬砌技术研究
发布时间：2021-12-17T03:49:25.643Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年19期作者：贾宾[导读] 开挖衬砌技术是水利工程输水隧洞施工中的关键技术，技术水平直接影响工程整体质量和输水隧洞的使用寿命。

在实际施工中，应严格按施工技术的规范性与标准性进行操作，避免出现各类质量问题，影响输水隧洞的正常使用。

本文主要对水利工程输水隧洞施工中的开挖与衬砌技术进行了研究，阐述技术操作要点，以供参考。

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摘要：开挖衬砌技术是水利工程输水隧洞施工中的关键技术，技术水平直接影响工程整体质量和输水隧洞的使用寿命。

在实际施工中，应严格按施工技术的规范性与标准性进行操作，避免出现各类质量问题，影响输水隧洞的正常使用。

本文主要对水利工程输水隧洞施工中的开挖与衬砌技术进行了研究，阐述技术操作要点，以供参考。

关键词：水利工程；隧洞施工；衬砌技术
引言
在实际的水利工程建设过程中，隧洞建设工程是其重要的组成部分，但经常受到外界客观环境因素和人为因素的影响，加上施工作业人员没有采用相对统一的建设方法进行操作处理，导致部分隧洞工程建设项目的结构质量不具有安全性，甚至形成较为严重的塌方事故，为施工作业人员的生命和财产安全构成一定的威胁。

开挖衬砌技术的应用，能够提升工程的施工质量、施工安全，还能实现施工成本的有效控制。

1水利工程输水隧洞的主要功能
众所周知，隧洞工程是水利建设工程项目的一部分，其主要的建设目标就是大量输水或者当发生地质灾害时，进而发挥排洪抗涝的作用，当进行开挖建设时，设计人员应按照国家规定的建设标准将隧洞建成封闭式的内部输水结构，久而久之，人们通俗的将其叫做水工隧洞。

因各类隧洞建设工程的实施手段和应用特点都存在一定的差异性，建筑工程的管理人员应结合实际的工程情况，运用不同的开挖技术来增加隧洞结构的承载负荷力，并在周密分析的基础上，制定相对完善的工程建设方案。

在实际的工程建设过程中，放水隧洞以及泄水隧道是最为常见的隧道结构建设形式，放水隧道主要的建设功能是进行大面积的灌溉、规模建设发电以及为广大人民群众提供大量水源；而泄水隧道与前者有所不同，它主要是利用隧道的结构特点进行泄放超过警戒线的水源，与此同时，施工作业人员还可以基础的对水电站尾水进行有效管理，并进行基础的建筑结构施工建设。

例如，近年来，我国著名的地下调水工程主要是利用隧洞工程的操作技术，当建设工程后期投入使用过程中，隧洞施工项目暴露了诸多工程建设问题，特别是断层塌方、地下暗河等不良现象，对此，相关人员应充分对工程场地进行实际的勘察，并采用一定的科学技术对土壤的化学物理成分进行分析，进而可以更好的对水利隧洞工程建设的安全稳定实施做保障。

2水利隧洞施工开挖施工技术 2.1全断面开挖施工技术
一次性爆破形成隧道可以采用全面的开挖施工处理技术，并采用独特的操作手段来支撑隧洞室内的结构支护，其中，经过大量的实践证明，全断面的开挖施工技术展现了诸多优点，一般表现为：建筑企业的施工作业人员应在保证水利隧洞开挖工作安全实施的前提下，应用简单的操作工艺流程来提升隧洞工程的进展。

另外，为了避免外界环境因素的影响，建筑企业应适当的购买相关先进的机械设备，从而使得企业节约大量的人力、物力资源。

除此之外，应用全断面开挖施工技术可以有效的帮助隧洞结构快速成型，以避免围岩结构对隧洞内部形成不利影响。

值得注意的是，全断面开挖施工技术在相对坚硬的隧洞中应用较多，施工作业人员应结合实际的工程建设情况，结合先进的技术施工水平设计完善的建设方案。

2.2导洞开挖施工技术
导洞开挖法就是在平洞的断面上先开挖小断面的洞室（导洞）作为先导，然后扩大至整个设计断面。

该技术在具体施工过程中具有较强的灵活性，可以将采集的施工现场地质特性作为依据，以便为后续的排水、地质处理等施工带来便利，大幅度提升隧洞的通风性。

根据导洞与扩大部分的开挖次序，可分为导洞专进和导洞并进两种方法。

导洞专进主要指的是全部贯通导洞后，再将部分位置扩大，以更好地掌握地质情况并改善洞内通风环境，但是，通常要对洞中作业设施实施二次铺设，往往会消耗大量的人力、物力、财力和时间，除了一些复杂地质情况外，通常不选用该种方法。

而导洞并进法主要是开挖导洞10～15m后，接着在开挖导洞和开挖断面的过程中同时进行。

通常情况下，导洞开挖施工技术用于地质环境较为恶劣、断面尺寸大且难以实施全断面开挖的情况下。

2.3台阶开挖施工技术
正台阶法和反台阶法是当前台阶开挖施工技术的主要应用方法，总而言之，在进行实际的水利隧洞工程开挖过程中，建筑企业的设计方案人员应根据施工现场的具体条件来决定相关应用何种技术，以此来制定洞室内的规格、尺寸和大小，在稳定的岩体和土体中，应用的台阶开挖技术较为普遍。

3水利工程输水隧洞施工衬砌技术研究
3.1锚杆支护施工技术
锚杆支护通常用金属件、木件、聚合物件或其他材料制成杆柱，并将其打入地表岩体预先钻好的孔洞内，再利用其头部、杆体的特殊构造和尾部托板，或依赖于黏结作用将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支护的目的。

由于隧洞开挖方式存在差异性，所以其支护方式也各不相同。

若开挖的围岩质量较好，可以直接在锚杆外挂设钢筋网片，进而再进行混凝土喷射；当开挖岩石、土层及断面不稳定性时，则需要通过随机锚杆或超前锚杆来对其实施支护操作，再实施混凝土衬砌支护施工。

3.2混凝土浇筑和振捣技术
根据水利工程渠道工程的施工要求，衬砌施工的厚度情况，可以选择使用不同的浇筑方式，确保浇筑效果。

其中分层浇筑方法的应用比较常见。

在浇筑的过程中，第一层混凝土浇筑之前，在基层上铺设一层水泥砂浆，厚度控制在2~3cm左右，并对水泥砂浆的铺设均匀性进行调整，保证底部、新浇筑的混凝土内部结构稳定性。

在摊铺处理的过程中，选择使用分层摊铺的方法，将厚度控制在30cm左右，并且按照从上先下的顺序进行浇筑、摊铺。

之后，将混凝土进行均匀的下料处理，一边摊铺，一边平仓，不能存在混凝土堆积的现象。

在摊铺的过程中，要尽可能对水泥砂浆多的位置进行均匀摊铺，在靠近模板的位置，进行摊铺的过程中，选择使用人工干预的方法，确保摊铺的均匀性。

值得注意的是，在摊铺处理的过程中，不能使用砂浆覆盖的方法，以免内部出现蜂窝现象。

另外，在混凝土振捣处理的过程中，可以选择使用机械性振捣、人工振捣相结合的方法，将混凝土中的空气进行及时排放，然后对振捣过程中的均匀性进行控制，以更好地提升混凝土在振捣之后的密实度，确保结构性能良好。

3.3衬砌施工
首先，为保障施工安全，提前对隧洞喷锚支护体系进行检查，判断喷锚支护质量是否满足施工要求，在必要情况下对喷锚支护体系进行加固处理。

例如，检查混凝土喷层表面是否形成裂缝，根据裂缝宽度和深度，采取表面封闭法或是内部修补法进行处理。

其次，开展测量放样作业，以施工图纸为参照，使用水准仪等设备，对输水隧洞衬砌结构的中线、断面与标高进行测量标记，并采取排堵水措施，确保衬砌表面无渗水现象。

随后，以隧洞底板为起始点，向顶板与拱顶部位延伸浇筑混凝土，严格控制混凝土浇筑速度，如果浇筑过快易在表面形成裂缝，尽量一次性完成衬砌浇筑作业。

最后，开展混凝土养护作业，在表面淋洒适量水分，将内外温差控制在25℃以内，待达到养护时间，且试块强度达标后，开展脱模作业。

结束语
综上所述，在水利工程输水隧洞施工中，应确保隧洞开挖与衬砌施工规范化操作，根据工程情况合理选择技术工法，严格控制各施工环节质量，预防和减少衬砌裂缝、围岩松脱滑落、隧洞坍塌等施工问题的出现，提高输水隧洞整体建设质量，保障工程顺利开展。

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