基于水利工程隧洞施工技术及处理措施探讨

基于水利工程隧洞施工技术及处理措施探讨

摘要：本文分析了水利工程中的隧洞类型和特点以及施工选线原则，并对隧洞

施工要点和与之相关的技术措施进行了探讨研究。

关键词：水利工程；隧洞；施工技术；措施

引言

由于隧洞施工受到多种外界条件与因素的影响导致其具有相当的施工难度，

也正因为如此，隧洞施工在水利工程中一直占据重要位置并备受重视，确保整个

隧洞施工过程的安全与稳定是水利工程的关键之一。

1 水利工程中隧洞工程的类型

按照隧洞功能的不同，可以将其分为泄水隧洞和放水隧洞。所谓泄水隧洞指

主要用来从水库放出用水者所需水量，泄水隧洞是用来配合其他泄水建筑宣泄洪

水或排沙等；根据隧洞输水时的水流性状不同可将其分为有压隧洞与无压隧洞。

引发水电的隧洞通常为有压隧洞，而泄洪、排放水库泥沙以及施工导流等用途的

隧洞一般是无压隧洞。有压隧洞通常采用马蹄形断面或圆形断面，而无压隧洞则

常用圆形、马蹄形以及城门形断面等。无压隧洞在输水时通常水流不会完全充满，而是保持一定的净空，具有自由水面，而有压隧洞运行时，水流则会充满整个断面，其内壁受到一定的内水压力，无自由水面。隧洞由进口段、洞身以及出口段

构成，进口段一般会通过设置塔式、竖井式或者斜坡式的拦污栅与闸门等；洞身

则会结合具体工程的水流条件与地质条件、施工条件而定。无论哪种隧道类型，

在高流速状态下均严禁其同一段隧洞出现有压与无压的明、满交替运行状态，以

避免造成负面的震动与空蚀现象发生。

2 水利工程隧洞工程过程的要点分析

2.1水利隧道工程在实际施工过程中需要开展相应的测量工作，这项工作需要专业的测量人员进行，相关测量人员在开展测量工作时要对施工的具体情况进行

掌握，再根据爆破设计的具体工程参数进行点布孔位。另外，在喷混凝土之前要

完成水利隧洞开挖断面的测量工作，在测量时要注意将测量的间距控制在5m-

10m之间。此外，还要严格按照相关要求定期测量洞轴线，测量完成之后还要进

行复测，以此保证测量的准确性。

隧洞施工过程中，隧洞的开挖环节是重要环节之一，只有在此环节选择了合

适的开挖方式才能够加快隧洞施工进度并确保隧洞施工质量。隧洞开挖的方式主

要包括全断面开挖和导洞开挖两种方式，至于选择哪种开挖方式则是通过对围岩

类别、隧洞断面规格和施工水平以及机械设备等进行综合分析来确定的。全断面

开挖法方式主要是通过一次性钻爆断面而形成洞，并待全洞贯通后根据实际施工

安排和围岩所允许暴露时间来进行下一环节的衬砌与支护施工。

2.2 钻孔施工要点

在水利隧道工程钻孔施工过程中要注意以下要点：首先，相关施工人员要按

照测量定出的腰线、中线以及开挖轮廓线等开展钻孔作业。其次，在应用湿式风

钻钻孔时，要检查风钻的机身以及螺栓等是否处于良好的工作状态，如果发现问

题应该立即进行修理或者是更换，以此保证风钻能够正常运行。最后，在实际钻

孔过程中为了防止超挖情况出现，应该使周边孔的外偏角严格控制在设备所能够

达到的最小角度之内，另外光爆孔的偏差要控制在5cm以内。

隧洞锚杆施工环节。根据设计要求和围岩情况确定孔位，注明标记，然后采

用“先注浆后插杆”程序，钻头直径应比锚杆直径大15mm以上，而钻孔的深度则

由不同的锚杆而有不同的规定；在钻孔结束后，应清除干净孔内的岩粉和积水；

锚杆杆体露出岩面的长度应小于等于喷射混凝土的厚度。

2.3 爆破施工的要点

在水利隧洞工程开挖施工中爆破施工非常关键，直接影响着整个工程的施工

质量。在爆破施工过程中首先要根据实际的施工情况设计爆破方案，在方案设计

过程中必须保证开挖断面的平整性和洞壁的平整性，同时要对炸药的用量进行严

格的控制，在最大程度上减小爆破对围岩的影响。其次，在实际爆破施工之前，

要进行爆破试验，具体的爆破方案确定之后要上报相关单位，监理工程师审批之

后就能够进行爆破试验，通过试验的爆破效果对爆破的参数进行合理的选择。同

时要根据施工现场的岩石性质以及岩石的级别变化程度适当地调整设计方案。最后，要确定爆破的关键点，根据施工现场的围岩情况进行断面开挖，并且严格按

照爆破设计进行钻孔，钻孔的直径应该控制在 38mm-42mm 之间，并且要根据具

体的钻孔设备对炮孔的深度进行确定。通常情况下都会选用防水乳化炸药，在钻

孔内主要利用非点导爆管起爆。另外，周边孔最好使用不耦合装药，以此减少爆

破对周边围岩的振动。

2.4 隧洞喷射混凝土施工。结合工程量与工程进度要求以及工艺流程等条件选择喷射机，优先选用湿式喷射湿式喷射机所用的黄砂细度模数、含泥量及含水量

要求较高，施工时应严格把好黄砂质量关。喷射混凝土前，应清除开挖面的浮石

和墙角的石渣、堆积物，并用高压风或水把受喷面冲洗干净，对于遇水易潮解、

泥化的岩层，应用高压风清扫岩面。

2.5 隧洞衬砌施工。根据周边位移的量测结果判断围岩的稳定性，决定衬砌施作时间。衬砌应在围岩和支护变形基本稳定并具备条件时再加以施工。隧洞衬砌

形式与断面形状和尺寸、运行条件、内水压力、围岩条件、防渗要求、支护效果、施工方法等因素有着密切的联系，其衬砌一般为平整衬砌、单层衬砌、锚喷衬砌、混凝土衬砌、钢筋混凝土衬砌和预应力混凝土衬砌。

2.6 隧洞回填灌浆施工。混凝土及钢筋混凝土衬砌的顶部，只有进行回填灌浆才能达到空腔并防止通水后拱部产生塌方，危及供水；而回填灌浆的范围、孔距、排距、灌浆压力及灌浆浓度等都和隧洞的衬砌结构型式、运行条件等有着十分密

切的联系。回填灌浆只能在衬砌混凝土达到 70%设计强度后进行。另外灌浆压力

要结合现场灌浆实验综合分析确定；土洞钢筋混凝土衬砌则宜采用低压灌浆，灌

浆压力宜为0.1MPa～0.2MPa 就可以了。另外，必须分区段进行灌注，且要分两

个次序进行，通过较高的一段堆进，同一区段的同一次序孔可全部或部分钻孔后

在灌浆，也可单孔分序钻金和灌浆。后序孔为顶孔，先灌一序孔，后灌二序孔，

施工应从低段向高段进行。

3结束语

隧洞施工是水利工程隧洞的关键所在，施工技术通过工程的状况、环境、地质、围岩等不同情况的影响，其具体的施工技术也会有所不同，所以在具体的工

程施工时，应结合工程的具体的情况和施工能力来采用具体的施工技术，进而提

高施工技术发展水平。

参考文献

［1］杨继华,齐三红,郭卫新,苗栋.厄瓜多尔CCS水电站引水隧洞TBM选型及

工程地质问题与对策［J］.资源环境与工程,2017,31(04):425-430.

［2］刘彩兰.水利工程隧洞施工技术及处理措施分析［J］.建筑知

识,2016,36(08):127+131.