引水隧洞施工技术

浅析引水隧洞施工技术

摘要：本文以复杂的地质条件为前提，结合某一隧洞施工过程，讲述在施工过程中应该考虑的各项影响因素，并提出相对的技术指导，确保施工的质量能够，满足设计的需要。

关键词：引水隧洞施工技术

中图分类号：tu74文献标识码：a文章编号：

一、工程概况

某一引水隧洞的长度大约为26km，处于年平均气温为3摄氏度的高寒区，隧洞穿过的岩层复杂，不但会遇到火成岩、沉积岩和变质岩这三大岩类，而且还会遇到煤层，区域间的断裂带、冒水、和高应力等各方面的问题。光煤层的长度就超过了9km，不同区域间的断裂带存在十几二十处，规模比较大的就有8条，断裂处及其受其断裂影响的地方最窄也有近10m，最宽的地方达到了1000多米；地下水的水位在隧洞上几百米，有些洞段的积水量达到了3万立方米/吨；岩层中有砂岩和花岗岩、泥岩等软硬交错。

入口处的4千米和出口段的2千米采用钻爆法进行施工处理，洞身部分则采用tbm隧道掘进机进行施工，结合施工中的问题难度，计划中的工期为四年半。

结合上面的工程概况可以看出这个隧洞的施工特点：

（1）、地势高，也就是海拔位置高。在高海拔地区施工，有一个特别明显的影响因素，那就是缺氧，因此在施工工作开展之前就要先做好施工器械和施工人员的选择，安排好增氧设备与随从医疗人

员。

（2）、工作环境的气温低。处于高海拔的中纬度地区，冬季会比其他地方要长，气温低，冰冻期也要持续很长时间，地面施工受到的影响比较大。因此在安排施工时，可以把有些项目安排在夏季或者春季比较温暖的季节进行，合理安排施工进度，制定出有效的防冻措施，保证工程的安全进行，也要保证施工设备和工作人员的安全。

（3）、隧洞的施工线路长。引水隧洞的施工线路长，支洞施工工作过程比较困难，因此要注意洞内的通风问题和施工材料的运输问题。

（4）、隧洞埋藏深度大。低下岩层复杂，容易受地质影响发生变化，不稳定，要随时应付高地应力的问题。

（5）、地质复杂。要随时应对瓦斯、地下涌水和断层的潜在威胁，因此施工时还要有地质预报工作从旁协助，还要有紧急的预案准备，随时应对突发问题，保证施工和人员安全。

二、通风问题

1、选择通风方式

在这个隧洞的挖掘过程中，不具备自然通风的条件，也不适合风道式通风，可以采用tbm隧道掘进机在施工中压入式通风的方式来进行空气补充。

2、通风布置

隧洞施工中不采用燃油机械设备，综合考虑洞内人员的用风量和

洞内允许的风速，计算出洞内需要的风量。选择在洞身合适的地方挖出几个通风竖井，考虑到通风的条件，保证通风的效果。用风机送风时，注意洞内的需风量和风压，在隧洞主洞内准备一台抽风机，确保送风后产生的回风能够及时排出洞。考虑到该地区温差大，产生的热压也大的特点，在外界气温比较高的时候，在通风竖井处要安排一台抽风机，开启以控制竖井内的风流，确保施工安全。

三、洞内运输问题

在tbm隧道掘进机进行隧道挖掘的过程中，洞内运输的主要内容是渣土运出、施工材料的运入和工作人员进出施工。由于挖掘的距离长，洞内通风的工作也比较复杂和困难，因此不适合使用汽车运输方式，它对空气的污染大，会给洞内通风带来更大困难和挑战。经过周密性的讨论，结合工程的进度和难度，从经济实用的层面考虑，可以借鉴煤矿作业中使用的有轨运输的方式来进行。

结合隧洞掘进机的掘进的循环数计算出它的铲土量，需要的水泥用量和施工人员数量。计算各种材料需要的运输车车辆数目，在不耽误各项工作进度的情况下，尽量配备较为充足的运输工具。列车的牵引可以采用大功率的电瓶，减少对隧洞内部的污染。

四、洞内涌水问题

在该隧洞的施工过程中发现该地区的岩石层比较复杂，地下水的类型主要是岩石层的裂隙水，储存于向斜构造当中，这种情况容易在碎裂带或者岩石裂隙相对复杂的地质带发生涌水和突发性的爆水，造成塌方或者其他比较严重的安全事故，影响施工进度与安全。

当这些情况发生时，先看看具体涌水量的大小。如果是涌水量小的洞段，可以用排水系统将水排出洞外，掘进机可以继续工作，这对工程的影响不大；对于用水量大的洞段，在掘进时先可以进行钻孔探测，发现问题可以注浆，堵住大量水流，确定保险后继续掘进。掘进后，及时排除洞内涌水带来的积水，并对已有的支护进行强化加强，特别要注意的是水压较大的情况。

五、断层碎裂带的施工问题

断层碎裂带的岩石出现碎裂，那么就极有可能存在涌水问题和岩石软硬不均匀的问题。在掘进机工作时，这些情况所带来的负面影响就会突出明显，例如出现工作区的坍塌、墙体坍塌和工作面的下沉，掘进机不能按正常掘进轨道挖掘。对于轻微的影响因素，可以及时进行处理，对掘进机的工作影响不大的小情况甚至可以不进行处理。对于有问题的地段，可以先进行处理，再安排掘进机工作，而且在工作时相对减少推进的进度和强度，借以减小对岩层挠动带来的震感给其他岩层带来的影响。在掘进后，考察岩层破碎的具体实际，根据不同情况制定相对应的支护措施并加以强化。相对于不良情况比较严重的，掘进机没有办法正常施工作业时，可以利用其他的挖掘方式继续开挖，确定前方没有太大问题后，再采用掘进机，并保证掘进机能够顺利通过。大多数情况下都能采用灌浆的手段应付碎裂带的加固问题，遇到比较严重的的碎裂带和面积比较大的，用钻爆法开挖后及时巩固，保证掘进机能够正常通过。

六、瓦斯洞段的施工问题

因为该岩层中还有煤层结构的存在，不排除有瓦斯气体存在的可能性。在掘进机掘进时，可以根据已有的设备进行自动检测，但同时需要人工检测从旁协助。发现瓦思超标时，要立刻切断电源、疏散施工人员、加强通风送风，等到瓦斯气体的浓度降低到安全程度再继续施工。另外还要进行超前的瓦斯检验检测，提前释放岩层中的瓦斯气体，测量瓦斯的浓度气压，杜绝工作中的一切火源和漏电情况。

七、结束语

该隧道的施工难度比较大，需要克服的地质困难和气候问题也比较多，特别是通风竖井的设置，和岩石层的复杂性，在国内其他隧洞施工中都是难以见到的。本文针对施工中的种种复杂地质现象，提出施工的具体措施，帮助其他施工队伍解决同类施工中相关问题，提出自身的合理化建议，提出相关的综合性工程参考。

作者简介：吴卫乐 (1986- ),男，江西乐平，南昌大学建筑工程学院，本科，研究方向：水利水电

参考文献：

【1】邹胜谈引水隧洞施工技术{j}，山西建筑，2012（10）【2】万胜大路梁子引水隧洞施工技术浅析{j}，四川水利，2012（01）

【3】高新华锦屏引水隧洞底拱衬砌刮模施工技术{j}，铁道建筑技术，2009（11）

【4】曾祥虎隔河岩引水隧洞施工新技术{j}，华中电力，1993