摘要：隧洞的開鑿因為受地質條件、施工條件以及安全穩(wěn)定性等因素的制約而成為水利工程建設中的難題。本文著重討論隧洞施工中的技術要點。

關鍵詞：水利水電工程；隧洞；施工

中圖分類號：F407.9文獻標識碼：A水工隧洞大致分為四種類型，即小、中、大和特大型隧洞。其中中小型隧洞在水電站及引水工程中所占的份額最多，故為水工隧洞之重；又因中大型隧洞具有單位長度開挖量少、出渣量少、受地質影響較小，洞口安全支護比較方便等特點，設計施工方案時可采用標準方案或同類工程類比法。

1 開挖方式

隧洞開挖方式有全斷面開挖法和導洞開挖法兩種。開挖方式的選擇主要取決于隧洞圍巖的類別、斷面尺寸、機械設備和施工技術水平。合理選擇開挖方式，對加快施工進度，節(jié)約工程投資，保證施工質量和施工安全意義重大。

1.1 全斷面開挖法

全斷面開挖法是將整個斷面一次鉆爆開挖成洞，待全洞貫通后或待掘進相當距離以后，根據(jù)圍巖允許暴露的時間和具體施工安排再進行襯砌和支護；這種施工方法適用于圍巖堅固完整的場合。全斷面開挖，洞內工作面較大，工序作業(yè)干擾相對較小，施工組織工作比較容易安排，掘進速度快。全斷面開挖可根據(jù)隧洞斷面面積大小和設備能力采用垂直掌子掘進或臺階掌子掘進。垂直掌子掘進因開挖面直立，作業(yè)空間大，當具有大型施工機械設備時，作業(yè)效率高，施工進度快；臺階掌子掘進是將整個斷面分為上下兩層，上層超前于下層一定距離掘進，為了方便出渣，上層超前距離不宜超過2～3.5m，且上下層應同時爆破，通風散煙后，迅速清理上臺階并向下臺階扒渣，下臺階出渣的同時，上臺階可以進行鉆孔作業(yè)。由于下臺階爆破是在兩個臨空面情況下進行的，可以節(jié)省炸藥；當隧洞斷面面積較大，但又缺乏鉆孔臺車等大型施工機械時，可以采用這種開挖方式。

1.2 導洞開挖法

導洞開挖法就是在開挖斷面上先開挖一個小斷面洞（即導洞）作為先導，然后再擴大至設計要求的斷面尺寸和形狀。這種開挖方式，可以利用導洞探明地質情況，解決施工排水問題，導洞貫通后還有利于改善洞內通風條件，擴大斷面時導洞可以起到增加臨空面的作用，從而提高爆破效果。

根據(jù)導洞與擴大部分的開挖次序，有導洞專進和導洞并進兩種方法。導洞專進法是將導洞全部貫通后，再進行擴大部分開挖，有利于通風和全面了解地質情況，但洞內施工設施一般要進行二次鋪設，費工費事；除地質情況復雜外，一般不采用。導洞并進法是將導洞開挖一段距離(一般為10～15m)后，導洞與斷面擴大同時并進。導洞開挖法一般是在工程地質條件惡劣、斷面尺寸較大、不利于全斷面開挖時才采用的開挖方法。

1.2.1 上導洞開挖法

導洞布置在隧洞的頂部，斷面開挖對稱進行。這種方法適用于地質條件較差，地下水不多，機械化程度不高的情況。其優(yōu)點是安全問題比較容易解決，如頂部圍巖破碎，開挖后可先行襯砌，從而安全施工；缺點是出渣線路需二次鋪設，施工排水不方便，頂拱襯砌和開挖相互干擾，施工速度較慢。

對開馬口是將同一襯砌段的左右兩個馬口同時開挖，隨即進行襯砌。為安全起見，每次開挖馬口不應過長，一般以4～8m為宜。在地質條件較好，圍巖與拱圈粘結較牢的條件下，采用對開馬口，可以減少施工干擾，避免爆破打壞對面邊墻。當圍巖較松散破碎時，應采用錯開馬口方法。即每個襯砌段兩個馬口的開挖不同時進行，一個馬口開挖后立即進行襯砌混凝土澆筑，待其強度達到設計強度的70%時，再開挖和澆筑另一個馬口，各段馬口的開挖可交叉進行。也有把隧洞頂拱挖得大一些，使頂拱襯砌混凝土直接支承在圍巖上，而不需要再挖馬口。

1.2.2 下導洞開挖法

導洞布置在斷面的下部。這種開挖方法適用于圍巖穩(wěn)定、洞線較長、斷面不大、地下水比較多的情況。其優(yōu)點是洞內施工設施只鋪設一次，斷面擴大時可以利用上部巖石的自重提高爆破效果，清理方便，排水容易，施工速度快；缺點是頂部擴大時鉆孔比較困難，石塊依自重墜落，巖石形狀不易控制，如遇不良地質條件，施工不夠安全。

1.2.3 中間導洞開挖法

導洞在斷面的中部，導洞開挖后向四周擴大。這種方法適用于圍巖堅硬，不需臨時支撐，且具有柱架式鉆機的場合。柱架式鉆機可以向四周鉆輻射炮眼，斷面擴大快，但導洞與擴大部分同時并進，導洞出渣困難。

1.2.4 雙導洞開挖法

雙導洞開挖又分為兩側導洞法和上下導洞法兩種。兩側導洞開挖法是在設計開挖斷面的邊墻內側底部分別設置導洞，這種開挖方法適用于圍巖松軟破碎、地下水嚴重、斷面較大，需邊開挖邊襯砌的情況。上下導洞法是在設計開挖斷面的頂部和底部分別設置兩個導洞，這種方法適用于開挖斷面很大、缺少大型設備、地下水較多的情況，其上導洞用來擴大，下導洞用于出渣和排水，上下導洞之間用豎井連通。

導洞一般采用上窄下寬的梯形斷面，這樣的斷面受力條件較好，并且可以利用斷面的兩個底角布置風、水、電等管線；導洞的斷面尺寸應根據(jù)開挖、支撐、出渣運輸工具的大小和人行道布置的要求確定；在方便施工的前提下，導洞尺寸應盡可能小一些，以便加快施工進度，節(jié)省炸藥用量；導洞高度一般為2.2～3.5m，寬度為2.5～4.5m(其中人行道寬度可取0.7m)。

2 隧洞塌方預防和處理措施

在水利水電工程隧洞施工中最易出現(xiàn)的安全事故就是隧洞塌方。對待水利水電工程隧洞塌方，認真搞好預防工作，將會取得良好的效益。預防隧洞塌方，主要從以下三點著手：

首先，認真搞好勘測設計。在隧洞工程的勘測設計工作中，深入細致調查和勘探隧洞所在區(qū)域的地質環(huán)境，詳細掌握隧洞軸線和進出口的地質資料，對隧洞穿越埡口、溝谷和山體認真分析，盡可能全面掌握所有可能發(fā)生塌方的不良地質情況。選擇洞線時，盡量避開斷層、溶洞、堆積體流砂、地下水和軟弱破碎帶等不良地層，若必須通過時，應事先考慮相應的技術措施，正確選定施工方法，認真搞好施工組織設計，以便指導工程施工。

其次，施工中應正確合理選擇施工方法和防塌技術措施，準備必要的材料和工具。防塌措施有：搞好施工排水、采用弱爆破或不爆破開挖技術、合理掌握開挖進度、加強支撐和襯砌進度等。

再次，施工過程中應經(jīng)常進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)發(fā)生塌方的種種預兆，及時采取工程技術措施，防止塌方事故的發(fā)生。

3 隧洞塌方處理措施

塌方發(fā)生后，應首先加固未塌地段，以防塌方蔓延，讓搶險工作有一個安全的空間；同時，要組織相關人員到塌方現(xiàn)場調查研究，查明塌方的范圍、性質以及塌方區(qū)圍巖的地質構造和地下水活動情況，認真分析形成塌方的原因，及時制定出可行的塌方處理方案。

根據(jù)塌方的規(guī)模和塌碴的補給情況，塌方可分為大塌方和小塌方。當塌方體厚度大，范圍長，已將開挖坑道堵死，或塌方還繼續(xù)不停的擴展，人員不能或不易進入塌穴的，屬于大塌方；反之，當塌方體不足以將坑道全部堵塞，塌方在較長的時間內不再發(fā)展或基本停止，人員有可能進入塌穴觀察處理的，屬于小塌方。根據(jù)塌方的危害程度，塌方亦可分為嚴重塌方和輕微塌方。對于塌方后造成很大的人員傷亡或損失的，屬于嚴重塌方；反之，屬于輕微塌方。無論是何種塌方，我們都應認真對待，并根據(jù)塌方的實際情況制定相應的塌方處理技術措施。

結束語

水工隧洞是水利樞紐中的重要組成部分之一，隧洞線路必須與水利樞紐的建設任務相適應，并須根據(jù)地形、工程地質和水文地質、水文等條件選定。

參考文獻

[1]鐘漢華.水利水電工程施工技術.2004.

[2]宗敦峰.水利水電施工.2008.

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