小斷面長距離水工隧洞施工技術探討

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摘要：由于小斷面長距離水工隧洞受施工空間影響，在實際施工中無法進行開挖、襯砌平行施工，因此本文針對小斷面長距離水工隧洞工程的具體施工情況，以實際工程為例，分析了水工隧洞先行開挖初期支護，在隧洞貫通之后再實施混凝土襯砌的方法。

關鍵詞：小斷面；長距離；水工隧洞；施工技術；混凝土襯砌

本文以甘肅引洮供水二期主體工程施工63標為例，著重探析小斷面、長距離水工隧洞工程施工工藝。引洮二期施工63標包括隧洞、倒虹吸、直斗節制閘等多種建筑物，而隧洞是本標段極為重要的管控工程，總體長度為14.7km，斷面尺寸為1.6m×1.923m，隧洞圍巖以砂質泥巖結構為主，基于銑挖機掘進法實施作業，根據實際施工的開展情況應用相應設備，強化提升工序生產力以及設備利用率，進行小斷面長距離水工隧洞工程的施工建設，達到隧洞工程的施工目標。

1施工工期和工程特征

1.1施工工期

由于隧洞工程的距離比較長，本項目的施工工期為33個月，工期安排較為緊張，同時施工任務也較重。

1.2工程特征

此項水工隧洞的施工特征較為突出，斷面較小，且距離較長，通風情況不佳，機械作業的空間有限。施工現場有較為豐富的地下水，施工難度比較大，同時因為隧洞距離較長，工期緊張，影響施工作業的因素比較多，施工作業的實際開展受到很大影響[1]。

2施工方案與方法

在水工隧洞的實際施工中，其斷面較小，作業空間不足，施工難度非常大，導致施工工作量的增加。因此在施工作業過程中，需要根據水工隧洞工程的實際情況，增加機械化施工技術的應用，以確保工程如期完成。

2.1施工方案

由于本工程隧洞工程的斷面較小，且距離較長，需要使用軸流風機進行接力式的通風。為了確保隧洞開挖過程中能夠對圍巖進行合理管控，采用銑挖機掘進施工技術，對隧洞進行有效開挖。由于斷面較小，施工作業操作比較困難，所以為了確保施工作業質量，可使用小型三輪自卸汽車進行運輸。因為水工隧道斷面較小，無法進行平行作業，因此需要對圍巖進行有效支護。

2.2施工方法

在進行開挖時，首先要明確進尺，為水工隧洞挖掘施工提供參數。銑挖機掘進作業的理想深度是由水工隧洞的寬度決定的，因此以實際水工隧洞的寬度確定進尺深度。確定好進尺深度后根據要求實施開挖。合理的銑挖機掘進方案設計能夠為隧洞挖掘速度提供保證。通風問題是小斷面長距離水工隧洞有序施工作業的關鍵，為了滿足施工方案的要求，保持連續通風，一定要使用滿足方案要求的通風管實施接力通風，為水工隧洞工程的施工作業提供優質的通風條件[2]。

3水工隧洞工程施工中關鍵技術

3.1施工通風

小斷面長距離的水工隧洞工程施工中，最難解決的就是通風問題。隧洞中需要良好的供風量，依據隧洞中最多能夠承受的人員數量、洞內最小的風速、洞內出渣車、銑挖機掘進等進行最大供風量計算。在對通風設備進行選擇的時候，因為隧洞斷面過小，直徑太大的通風管會對設備作業和運輸產生影響，直徑較小的通風管會產生大風阻，嚴重影響供風量以及供風距離，機械設備需要滿足配套作業的需求。綜合性考量之下，可使用Ф400mm規格的通風筒進行通風，通風機的功率是15kW，供風量是200m3/min，風筒材質為布質，能夠起到更加良好的通風作用。在對施工通風設備進行安裝時，一定要確保安裝位置的合理性，這樣才能夠獲得良好的通風成效。在所有隧洞口安裝通風設備，設備從洞口進入洞內時不能有折角與轉彎，這樣才能保證通風順暢。實際安裝中要保持風筒平順，風筒截面一定要完整，如果存在破損的位置，要使用專業膠水實施粘結，不可使用普通膠水粘結。通風筒在進行送風的時候，要確保送風口與掌子面的距離超過15m，接力通風中，后邊風機要高于前面風機的供風量，且不能同前面風筒進行直接連接，間隔距離一般要保證在30～50m。

3.2銑挖機掘進

銑挖機自行進到掌子面實施開挖，開挖過程當中根據斷面種類的不同對開挖旋轉半徑進行及時調整，降低超挖或者欠挖等問題。為了能夠提升開挖速度，在實際開挖過程當中，開挖到隧洞軸線位置的土方時，將掌子面軸線位置挖成凹槽，槽口寬度和銑刀寬度等同，深度方面大概40～50cm。槽口完成之后，可遵照斷面的尺寸朝兩側方向對巖土進行旋轉切削，如果遇到比較堅硬的巖土，可先對強度較低的一側進行切削，形成槽口，之后逐漸朝向兩側實施旋轉切削，切削的過程當中可對切削速度進行適當調整。完成了斷面開挖作業之后，要求及時對斷面尺寸進行測量、處理，對開挖程度不足的位置進行欠挖處理，并且在后續循環銑挖作業過程當中，根據銑挖成效、現場具體情況等逐步對施工參數與施工程序等進行完善，及時對銑挖作業方案、技術工藝等進行改進，最后歸納出切實合理、詳盡完善的施工技術方案，實施開挖作業。同時要在完成開挖作業之后及時進行檢查，為后續施工提供必要的參數數據。

3.3水泥基藥卷錨桿

在小斷面長距離水工隧洞工程的實際施工中，水泥基藥卷錨桿采用手風鉆進行鉆孔施工，在對錨桿孔進行開孔操作之前一定要進行嚴謹細致的測量，基于設計方案中的要求對需要開孔的位置進行標記，錨桿孔本身的孔軸依據施工方案相關要求實施開孔，需要和開挖面保持垂直。錨桿孔深度方面，一定要遵照設計方案中的相關規定，用高壓風實施沖洗處理，將錨桿孔清掃干凈，保證孔中沒有石粉。在進行砂漿施工的時候，要使用濃度較高的砂漿，砂漿配合比要依據現場原位實驗進行明確與應用，同時一定要秉承隨辦隨用的施工原則，對超過初凝時間的藥卷進行報廢處理。使用止漿塞讓砂漿更為堅固，這樣能夠保證其可以承受得住錨桿上、錨桿孔塞滿水泥基藥卷之后的重量要求。

3.4混凝土二次襯砌

在進行混凝土二次襯砌施工作業的時候，要使用自行式液壓襯砌臺車進行襯砌，同時要配備專門的抗側偏千斤頂，襯砌施工以前要在隧洞拱部位置上頂上抗浮千斤頂，避免出現防水板與襯砌產生損壞的情況，同時千斤頂的頂端需要進行特殊的設計。從振搗、排氣以及抗浮等諸多因素考量工作窗的設置，為了確保頂拱封堵的密實性，需要在頂部位置上設計3個封口器，對頂拱進行密實封堵。臺車方面需要使用2套不同的裝置：液壓收支、絲桿頂升，強化提升臺車的靈活性與可靠性。實際施工作業中，為了規避模板產生變形的情況，鋼模需要使用8mm厚的鋼板，這樣既能強化提升結構整體性，更能夠滿足其防水要求。

4結束語

水工隧洞屬于水利項目工程中的關鍵組成部分，對其施工技術進行探究與分析是非常關鍵的。小斷面長距離水工隧洞工程施工要根據實際情況選擇施工工藝，同時要選擇合理有效的機械設備，比如銑挖機。基于此，進行科學而合理的施工作業。在進行作業時，要確保施工技術的安全性、環保性以及有效性，以此保證工程的順利開展，保證施工質量和成效。

參考文獻

[1]張劍飛.淺談長距離小斷面隧道施工技術要點[J].四川建筑,2019(2):295-297.

[2]錢鋒.大灣引水工程長距離隧洞施工通風、排水、用電技術[J].河北企業,2018(5):149-150.

作者：李龍 單位：甘肅省水利水電工程局有限責任公司