浅谈水利工程特殊地质条件下的隧洞施工技术

摘　要：社会的进步，时代的发展，我国基础建设也要加快前进的步伐，水利工程是我国基础建设中比较重要的一个大环节，在特殊地质的条件下就需要专业性的人才运用专业性的理论对工程项目做出进行具体的分析。隧洞施工技术是水利工程中最重要也是最难的环节。本文就我国目前水利工程中特殊地质条件下的隧洞施工技术做出一些分析。以及施工中需要用到的一些相关技术做出介绍。

关键词：水利工程；特殊；地质条件；隧道；施工；技术
引言
　　随着社会的发展，水利工程的发展也被逐步提上议程。隧洞工程也就是水利工程，在岩层中开挖隧洞，是建筑水利工程要克服的一大难点，随着我国水利工程的发展，施工技术的进步，我国已掌握一些较难问题处理方法技术。我国社会的发展需要水利工程的日益完善，近年来我国在隧道开挖环节上有了很大成果，例如引黄入晋工程，引额济克工程等，经过不断地探索，我国水利工程方面已经掌握在各种地质条件下的隧洞施工技术。可以说水利工程与人们的生活息息相关，好的水利工程会造福人类，水利工程隧洞施工技术是国家发展中的主要事项。隧洞施工技术也受到国家的高度重视，下面就水利工程特殊地质条件下的隧洞施工技术做出分析。
2.特殊地质隧道开挖与边坡的支护
　　隧洞的开挖可以按着“先开挖后模筑混凝土”的施工程序。这种施工程序有利于发挥一些先进设备的作用，减小开挖与模筑在小断面隧洞施工中的相互干扰。在隧洞出口工作面，采用了多臂钻钻孔、小型反铲装渣、汽车运输的施工方案。隧洞开挖均采用全断面钻爆法施工，周边采用光面爆破。隧洞进、出口的工作严格按照有关计划进行。边坡开挖要按照所设计的洞脸开挖坡比进行，进、出口洞脸和两侧边坡宜避免边坡开挖，有的时候需要采取边挖边防护的方法进行。一般情况下，圆形断面的内径不宜小于1.8m，非圆形断面的高度不宜小于1.8m，宽度不宜小于1.5m，可采用掘进机、架钻台车、钢模台车等较大型设备施工，但其断面尺寸应通过技术经济分析确定；为了保护生态环境和保护施工周围建筑物不受影响，在隧洞开挖之前，应该先对外围建筑进行施工，做一些必要的防护，尽最大的努力把危害降到最小。对洞脸进行设计。根据国家有关水利工程隧洞施工规范，洞室开挖严禁欠挖，控制超挖，径向超挖值不大于1 0cm，切要对施工所造成的杂物进行合理的处理，对松散的岩石以及沙土进行及时的清理，超挖回填必须用同标号混凝土回填，且不予计量。
3.特殊地质隧洞围岩的开挖与支护
3.1隧洞V类围岩。Ⅴ类围岩选择上导洞先进、两侧面跟进的环形开挖法，采用喷钢纤维混凝土及挂网；在隧洞进口区明挖支护完毕后，进行隧洞开挖，采用大断面开挖；隧洞开挖炮孔布置，施工时的爆破参数应根据现场爆破试验确定。
3.2隧洞Ⅲ-Ⅳ类围岩。Ⅳ类围岩采用上部台阶先进的分部开挖法，要求短进尺，弱爆破、多循环。可采用挂网锚喷；采用全断面开挖；钻孔深度3．50m，循环进尺3．20m，开挖炮孔布置，施工时的爆破参数应根据现场爆破试验确定。
3.3隧洞Ⅱ类围岩。隧洞Ⅱ类围岩的开挖采用全断面开挖；钻孔深度3．50m，循环进尺3．20m，开挖炮孔布置，施工时的爆破参数应根据现场爆破试验确定
4.特殊地质条件下锚杆的施工技术
　　隧洞施工中要用到锚杆，一般根据需要设计锚杆的使用时机。具体分析施工地的地质情况，从而设计出孔位，并用高科技设施对所测孔位进行明确标记，将误差降到最低，开孔位置允许偏差为10cm；应对地质岩质做出一些必要的研究，在开始钻孔前要就选则好钻头尺寸，运用“选注浆后插杆”的程序，钻头直径应比锚杆直径大15mm以上，若采用“先插杆后注浆”的程序，孔口注浆时，钻头直径比锚杆直径大25mm以上，孔底注浆时，钻头直径应比锚杆直径大40mm以上，根据不同锚杆来确定钻井的深度，钻孔结束后，清理钻井所产生的碎石污水的也是必要的。当成孔困难时，可采用自钻式注浆锚杆或管式锚杆。
5.特殊地质条件下隧洞混凝土的衬砌
　　资源问题也是水利工程应该考虑到的大问题，所有的施工都应该本着利用资源最小，所产生的效率最大原则进行施工。保证工程进度的情况下加大资源的可利用率，实现资源最小化与工程进度最大化的共同发展。洞身的混凝土施工分为两个大部分。底板与边顶拱的施工。边顶拱采用行走式全断面钢模台车，台车长12m，混凝土全部采用泵送入仓。筋拉条固定，使用满堂钢管排架作为模板的承重支撑体系。底板混凝土采用平板振捣器配合插入式振捣器振捣，边顶拱混凝土采用布置在台车上的附着式平板振捣器和插入式振捣器相配合进行振捣。边顶拱钢筋采用钢筋台车进行施工。
6.特殊地质条件下对地下水处理措施
　　在一些特殊地质条件下根据隧洞周围的地层条件和环境条件选择排水法，还是选择止水法，或者选择其它方法，钻孔排水法、排水法、深井降低地下水位法、井点排水法及其他施工法等。地下水的处理又要考虑施工地自然环境，为了维护自然生态，隧洞地下水处理措施应遵循“一疏、二堵、三排”因地制宜、综合治理的原则。应对地下水做出合理的疏导甚至是封堵方案。
7.施工时调压井的开挖和支护
　　调压井的开挖是特殊地质条件下隧洞施工必要的工程之一，为确保挖掘的质量和进度，需要专业性技术人员对地质情况做详细分析，根据得出的结论制定挖掘计划和方案。应对进度的不断进行要时时优化爆破参数，对挖掘地的岩石实施支撑措施，并对井口和底部隧洞交叉处等关键部位进行加固处理。这样才能保证下一步工作的安全进行。采用发钻井机法在竖直中心挖掘导井，然后用手风钻开始进行正井挖掘。调压井有效的保护了工程的施工，调压井边坡采用了从上至下分级开挖的施工工程，并且边挖边保护，挖完以及后就要进行支护施工，支护结束后在进行下一级的开挖。
8.对特殊地质条件下隧洞灌浆
　　安全第一，施工第二的原则是任何施工单位所必须注意的。混凝土及钢筋混凝土衬砌的顶部，为了防止坍塌，防止拱面出现裂痕，必须进行隧洞的回填灌浆。回填灌浆有以下范围，孔距、排距、灌浆压力及灌浆浓度等，在顶部或顶拱中心角900-1200度以内，孔距和排距宜为2m-6m，对混凝土衬砌可采用0.2Mpa-0.8Mpa；对钢筋混凝土衬砌可采用0.3 Mpa-0.5 Mpa；灌浆孔应深入围岩50mm以上；灌浆要分区和分段分两个次序进行，后序孔为顶孔，先灌一 序孔，后灌二序孔，切要按一定施工要去进行。自低的一段开始，向较高的一段堆进，相同步骤的施工可以先钻孔后在灌浆，也可以单独的按照施工要求就行钻孔灌浆。有时施工过程中会出现一些突发状况。例如，出现溶洞，岩石的坍塌，出现施工所留下的挖坑等，这就需要技术人员对具体问题进行具体的分析，从而得出应对问题解决的方案。例如可以再施工前在施工部位预埋灌浆管及排气管，并且在隧洞封堵体顶部进行回填灌浆。
　　总结：时代的发展趋势下水利工程的发展需要得到高度的重视，其中包括技术问题的开发，以及一些安全问题的防护。这些都是不容忽视的，一些技术含量较高的技术还需要技术人员在实践中找到最好的解决方案。
参考文献
[1]《科学之友》2011年11期
[2]《城市建设理论研究》2012年第3期
[3] 万胜.引水隧洞技术浅析.2010.06 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/sklw/slgc/250771.html