水利工程隧洞施工技术综述

山西水利

水利工程隧洞施工技术综述

肖俊聪

（惠州市水务工程质量安全监督站，

广东惠州

516003）

［摘要］水工隧洞是穿山开挖建成的封闭式输水或泄洪通道，属于非露天作业，易受施工环境和地质结构的影响，隧洞施工难度大，安全性要求高，隧洞建设质量不过关会影响确保输水作业的质量与效率，从而影响整个水利工程的成效。合理施工方法的选择能有效保障隧洞施工的质量，并降低安全事故发生的风险。文章对隧洞施工的工程技术进行了综述，并对保障施工安全的要点进行了探讨。［关键词］隧洞施工；水利工程；质量；施工安全［中图分类号］TV672+.1

［文献标识码］C

［文章编号］1004-7042（2019）01-0041-02

水工隧洞是穿山开挖建成的封闭式输水或泄洪通道，属于非露天作业，易受施工环境和地质结构的影响，隧洞施工难度大，安全性要求高。

隧洞施工技术包括隧洞开挖施工技术，

锚杆支护施工技术，混凝土衬砌技术等；在隧洞施工前，

要根据实际情况来确定合适的施工技术以及支护技术，保证工程进度与施工质量，避免出现质量问题和安全问题。1

隧洞施工开挖技术

隧洞施工开挖作业有两种，

一种是全断面开挖施工，另一种是导洞开挖施工。以新奥法为理论支撑，隧洞开挖的施工作业要基于围岩种类以及底层的稳定

性来选择施工技术类别，供选择的有全断面开挖施工方法、支撑法、台阶开挖法等施工方法，当隧洞高度较高的工程开挖作业时应选用台阶开挖施工法。1.1

全断面开挖施工技术全断面开挖施工技术适用于围岩情况较好的开挖段。开挖区域的岩石较为坚固，

可先采用一次性钻爆施工的形式对开挖点进行隧洞开挖作业，然后进行支护作业。选用这种施工技术的工程，

完成速度比较快，能够加快水利工程隧洞施工的效率，能在保证施工质量的前提下，合理控制施工周期。1.2

导洞开挖技术

导洞开挖是在隧洞断面基础上进行导洞挖掘，同时还要逐渐扩大导洞的断面尺寸和规整导洞的整体形状。导洞开挖技术在施工方面较灵活，

根据采集到的施工前方地质特点，为后期隧洞在排水、不良地质处理等作业方面提供便利条件，

让隧洞有良好的通风效果。

1.3

锚杆支护技术

锚杆支护是指用金属件、

木件、聚合物件或其他材料制成杆柱，打入地表岩体预先钻好的孔中，

利用其结构形成悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支护目的的方法，通常在输水隧洞混凝土衬砌施工作业前完成。因隧洞开挖方式不同，支护方式也不一样，围岩质量好，直接锚杆挂设钢筋网片后，喷射混凝土；当开挖的岩石土、土层或者断面的稳定性比较差时，应当采用随机锚杆或超前锚杆的方法进行隧洞支护

作业后，展开混凝土衬砌支护作业。1.4

混凝土衬砌技术

衬砌是使用钢筋混凝土等材料，沿着隧道洞身周边建筑的永久性支护结构，以防止围岩变形或坍塌。要做好施工前勘测作业，掌握施工岩石属性后，才能开展混凝土衬砌作业。当输水隧洞水平收敛速度、拱顶位移速度等影响因素能满足混凝土衬砌的要求，并且支护表面无明显裂缝时，

才能开展衬砌施工。混凝土衬砌施工连续浇筑时，混凝土质量的控制是关键因

素。在灌注作业时，灌注速度要恰当，完成边墙混凝土灌注作业后，再进行拱顶混凝土灌注作业。2

施工安全保证措施

在隧洞建设施工中，最常见的事故是塌方，

尤其在断层等复杂地质段施工时。若出现不良地质，最重要的是解决围岩坍塌和衬砌沉陷的问题。2.1

塌方事故的防范为了避免塌方事故的发生，首先应做好地质勘探分析等准备工作，根据实际情况制订施工方案。根据施工中实时观测情况，分析岩体地质结构和地下水的

技术与应用·2019年第1期

SHANXI WATER RESOURCES

调度，充分发挥兴利调度效益，实现泄

洪洞在800m3/s（下游河道安全泄量）以下泄洪安全，

解决泄洪洞工作闸门在小开度泄洪震动。通过增设通

气孔、止水橡胶改造、增加配重保压装置和新建液压

站的处理措施，极大地提高了闸门运行的稳定性和调

度的可靠性，止水橡胶改造解决闸门门顶与门底同时

过流问题，是消除震动和不安全因素的关键，在闸门

后期运行过程中应加强检查，发现问题应及时进行处

理，保证闸门运行安全，确保水库防洪调度安全。

［作者简介］李凯凯（1985-），男，2010年毕业于太原理工

大学水利水电工程专业，工程师。

［收稿日期］2018-11-20；［修回日期］2018-12-26

相关变化规律，及时调整和完善设计方案。

一是做到勤观测，定期分析现场的工程地质及地

下水的变化情况，根据变化规律及时制定和调整施工

工艺。

二是不良地质段实行短开挖，在岩层状况差的开

挖段，应适当减小开挖进尺，衬砌支护应紧随作业面

快速施工，在作业技术手段上采用多爆点，弱爆破方

法，以便得到规整断面，保证初期支护质量。

三是进行强支护，强支护是指在施工中使用小导

管注浆、长管棚及格栅拱等方法，对洞身及周边进行

强支护。强支护是预防塌方的主要措施，而及时支护

又是避免塌方的重要方法。

2.2塌方处理措施

地下隧洞工程产生塌方的原因是非常复杂的，通

常都是由多种因素混合而成，因此解决的方式各有不

同，需要视情况而定。通过总结施工研究经验，得到通

用规律，减小施工损失，常用的几种塌方处理方法见

表1。

处理方法适用条件主要施工程序

喷锚法小塌方或墙塌方、处理塌方时综合治理中用搭建作业平台；清理岩面；安装锚杆；挂钢筋网；喷混凝土；安装锚索挑梁法

掌子面前沿顶拱小塌方且当边墙和掌子面店铺无法找到底

梁支点位置时的塌方

在支撑或顶梁直底掌子面处加一排挑梁；设木垛，填塌方；出渣钢管棚架法大、中型地下工程大塌方及冒顶事故

水平钻孔；埋设钢管；在钻孔内和钢管内灌浆；塌方段分段开挖出渣；

塌方段分段衬砌

插筋排架法

塌方堵塞全部工作面、塌穴情况不明的大塌方，也是实现护

顶法，混凝土纵梁法和环形异洞法等处理方法的重要施工

程度之一

架设钢

支撑；在顶拱设计开挖线以外钻孔；安装钢筋支架形成掌子面

超前支护；出渣；喷混凝土

对顶支撑法

塌穴面前沿顶拱发生小塌方以后，边墙和掌子面均无法找

到梁支点位置时的塌方

加固塌方两端；安装钢顶撑；塌穴喷锚；出渣；分段衬砌；塌穴回填及加

固

护顶法塌方堵塞高度超过掌子面顶部的顶拱塌方

由地表钻孔或开挖旁通洞进入塌穴上部空腔；找平塌穴下部塌渣；灌

注水泥砂浆护拱或浇筑混凝土护拱；出渣并作临时支护；护顶（或衬

砌）；回填护顶以上塌穴

导洞灌浆法埋置深度较大的地下工程塌方导洞开挖；在导洞内钻孔灌注；分段扩大；分段衬砌

环形导洞法大型地下工程的大塌方或冒顶事故

挖导洞群并回填混凝土，作边墙顶拱环形支护结构；中央核心塌体出

渣；抑拱衬砌

表1塌方处理的常用方法

3结语

隧洞施工是一项复杂的且易受外部环境影响的

施工过程，合理选择施工工艺对施工过程的质量和安

全起着非常重要的作用。

［参考文献］

［1］李小滨.浅谈隧洞混凝土衬砌施工技术及质量控制［J］.农业

科技与信息，2018（22）：115-116.

［2］尚琰.水库引水隧洞开挖与支护施工方法［J］.珠江水运，

2018（22）：67-68.

［3］白永年.中国堤坝防渗加固新技术［M］.北京:中国水利水电

出版社，2001.

［4］张潜.塑性混凝土防渗墙施工技术在水利工程中的应用［J］.

中国标准化，2017（16）：204-205.

［作者简介］肖俊聪（1988-），男，2011年毕业于广东工业

大学土木工程专业，工程师。

［收稿日期］2018-11-08；［修回日期］2018-12-17

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