水利工程隧洞开挖施工中的技术问题和对策

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1、水利工程隧洞开挖施工中的技术问题和对策　　摘要：水工隧洞是水利枢纽中的重要组成部分之一，隧洞线路必须与水利枢纽的建设任务相适应，并须根据地形、工程地质和水文地质、水文等条件选定。隧洞的开凿因为受地质条件、施工条件以及安全稳定性等因素的制约而成为水利工程建设中的难题。水利工程隧洞大致分为四种类型，即小、中、大和特大型隧洞。其中中小型隧洞在水电站及引水工程中所占的份额最多，故为水工隧洞之重；又因中大型隧洞具有单位长度开挖量少、出渣量少、受地质影响较小，洞口安全支护比较方便等特点，设计施工方案时可采用标准方案或同类工程类比法关键词：水利工程隧洞；施工

2、开挖；技术问题；处理对策中图分类号：TV文献标识码：A1、水利工程隧洞开挖的工作特点91.1水流特点。泄水隧洞出口流速高，单宽流量大，能量集中，消能防冲措施要求较高。隧洞进口位于水下较深处，闸门承受的水压力大，要求闸门刚度大，启闭机容量大。高水头无压泄水隧洞，容易在高速水流的作用下引起振动及洞身空蚀破坏。有压隧洞往往承受较大的内水压力，若衬砌漏水，压力水将渗入围岩裂隙，形成附加的渗透压力，破坏岩体稳定。因此要求有一定厚度的围岩和足够强的衬砌。1.2结构及施工特点。水工隧洞是从山体中开挖出来的地下结构，其结构形状、受力与围岩密切相关。隧洞开挖后改

3、变了岩体原来的平衡状态，引起孔洞附近应力重分布，岩体产生变形，严重的甚至发生崩塌。因此，隧洞中常需设置临时性(施工期)支护和永久性衬砌，以确保隧洞施工期和运行期的安全。与地面建筑物相比较，长、工序多，施工干扰较大。1.3洞线选择（1）地质条件是隧洞线路选择的决定性因素，隧洞应尽可能布置在坚硬的岩基中，避开严重的破碎带和地下水丰富的地段。线路轴线与岩层层面、构造断裂面和主要节理裂隙面应具有较大的夹角，使洞线通过岩层倾角较陡的地段。隧洞进出口要选在山岩完整稳定无滑坡的位置。（2）隧洞路线应力求短而直，以减少工程费用和水头损失。如由于地形、地质条件和

4、枢纽布置的原因必须转弯时，其弯曲半径要大于5倍的洞径或洞宽，使水流平顺。（3）隧洞应有一定的埋置深度，以减小衬砌厚度。一般顶部及侧面的岩层厚度应大于3倍隧洞的洞径或洞宽。9（4）应兼顾施工方便。对于长洞应考虑便于设置施工竖井或支洞，增加开挖工作面加快施工进度，并便于出渣和进料。2、水利工程隧洞的进口开挖一般情况下，水工隧洞的进口开挖时经常遇到的技术问题有：开挖的坡度比较陡，岩体破碎容易产生塌方，或者有断层或滑坡体存在。如果要全部挖掉至完整的新鲜岩面，其工程量较大且工期较长、费用较高，也很不经济。在开挖前要注意以下几个方面问题：一是如果存在有滑坡

5、体，应该要对坡面做削坡处理，使坡面基本稳定以后再进行开挖洞口；二是在洞脸的上部修建排水沟，以防止雨水沿着裂隙渗入到软弱的岩体产生塌方；三是在洞口的地方先修建一段明洞，从明洞进入至开挖面继而进行开挖，此举即使有小量的塌方，也不会导致掩埋进口而影响施工的安全及开挖。2.1短掘进勤支护爆破的时候要尽量采用小爆破，要对爆破参数和爆孔的装药量进行严格的控制，以减少或者避免隧洞的周边岩体因为爆破的震动过大而导致塌方。每次的循环进尺不宜太长，一般不超过2米，随着开挖的进度及时进行支护。灵石石膏山水电站的引水隧洞就是采用这个办法开挖的。石膏山水电站隧洞全长30

6、0余米，断面是城门洞型，高为2.2米，直径为1.8米，进出口处上方为土砾石覆盖，下部是页岩。使用这一施工方法取得了预期的施工效果。2.2管棚支护超前灌浆9隧洞的进口开挖之前，沿洞脸的周边钻孔，埋入适量的钢管，直径为5厘米左右，伸入岩体6至10米，间距约为50厘米。要在管内插入小导管进行固结灌浆。当破碎岩层厚度不大的时候，也可使用锚筋或者锚杆，锚筋直径不能小于1.6厘米，伸入岩层的长度4至6米。间距为30至40厘米，要在锚筋的周围打孔进行固结灌浆，等到浆液凝固到一定强度以后，然后再进行开挖。横泉水库泄洪洞进口，引黄入晋工程南干线7号隧洞的出口段，

7、都因为岩层比较破碎，很难开挖。所以采用这种措施，使得施工可以顺利进行下去。2.3对坡面进行喷混凝土固结灌浆为维护坡面的稳定，通过喷混凝土处理。每一层喷混凝土厚度5至6厘米，总厚度通常不超过20厘米。比如加设钢筋网、锚筋及固结灌浆的时候，都要注意灌浆的压力，以不顶起喷锚混凝土为宜。比如南水北调的中线，快要进入北京段的下车亭输水隧洞，这个隧洞是双洞，单洞长为500多米，断面是城门洞型，洞的直径是8米，两洞的间距为24米。左洞的进口段是半土半页岩状，进口处还有断层，岩体破碎。右洞的左侧到左洞22米的范围内是土状全风化页岩。在施工中采用的方法是：在洞脸

8、的上部二马道和一马道间喷混凝土，厚为15厘米。在二马道以下打土锚钉并且喷混凝土，厚20厘米。土锚钉用直径48的钢管，长6至9米，间距的排距都是19米，