小断面长距离水工隧洞施工技术探讨

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摘要：由于小断面长距离水工隧洞受施工空间影响，在实际施工中无法进行开挖、衬砌平行施工，因此本文针对小断面长距离水工隧洞工程的具体施工情况，以实际工程为例，分析了水工隧洞先行开挖初期支护，在隧洞贯通之后再实施混凝土衬砌的方法。

关键词：小断面；长距离；水工隧洞；施工技术；混凝土衬砌

本文以甘肃引洮供水二期主体工程施工63标为例，着重探析小断面、长距离水工隧洞工程施工工艺。引洮二期施工63标包括隧洞、倒虹吸、直斗节制闸等多种建筑物，而隧洞是本标段极为重要的管控工程，总体长度为14.7km，断面尺寸为1.6m×1.923m，隧洞围岩以砂质泥岩结构为主，基于铣挖机掘进法实施作业，根据实际施工的开展情况应用相应设备，强化提升工序生产力以及设备利用率，进行小断面长距离水工隧洞工程的施工建设，达到隧洞工程的施工目标。

1施工工期和工程特征

1.1施工工期

由于隧洞工程的距离比较长，本项目的施工工期为33个月，工期安排较为紧张，同时施工任务也较重。

1.2工程特征

此项水工隧洞的施工特征较为突出，断面较小，且距离较长，通风情况不佳，机械作业的空间有限。施工现场有较为丰富的地下水，施工难度比较大，同时因为隧洞距离较长，工期紧张，影响施工作业的因素比较多，施工作业的实际开展受到很大影响[1]。

2施工方案与方法

在水工隧洞的实际施工中，其断面较小，作业空间不足，施工难度非常大，导致施工工作量的增加。因此在施工作业过程中，需要根据水工隧洞工程的实际情况，增加机械化施工技术的应用，以确保工程如期完成。

2.1施工方案

由于本工程隧洞工程的断面较小，且距离较长，需要使用轴流风机进行接力式的通风。为了确保隧洞开挖过程中能够对围岩进行合理管控，采用铣挖机掘进施工技术，对隧洞进行有效开挖。由于断面较小，施工作业操作比较困难，所以为了确保施工作业质量，可使用小型三轮自卸汽车进行运输。因为水工隧道断面较小，无法进行平行作业，因此需要对围岩进行有效支护。

2.2施工方法

在进行开挖时，首先要明确进尺，为水工隧洞挖掘施工提供参数。铣挖机掘进作业的理想深度是由水工隧洞的宽度决定的，因此以实际水工隧洞的宽度确定进尺深度。确定好进尺深度后根据要求实施开挖。合理的铣挖机掘进方案设计能够为隧洞挖掘速度提供保证。通风问题是小断面长距离水工隧洞有序施工作业的关键，为了满足施工方案的要求，保持连续通风，一定要使用满足方案要求的通风管实施接力通风，为水工隧洞工程的施工作业提供优质的通风条件[2]。

3水工隧洞工程施工中关键技术

3.1施工通风

小断面长距离的水工隧洞工程施工中，最难解决的就是通风问题。隧洞中需要良好的供风量，依据隧洞中最多能够承受的人员数量、洞内最小的风速、洞内出渣车、铣挖机掘进等进行最大供风量计算。在对通风设备进行选择的时候，因为隧洞断面过小，直径太大的通风管会对设备作业和运输产生影响，直径较小的通风管会产生大风阻，严重影响供风量以及供风距离，机械设备需要满足配套作业的需求。综合性考量之下，可使用Ф400mm规格的通风筒进行通风，通风机的功率是15kW，供风量是200m3/min，风筒材质为布质，能够起到更加良好的通风作用。在对施工通风设备进行安装时，一定要确保安装位置的合理性，这样才能够获得良好的通风成效。在所有隧洞口安装通风设备，设备从洞口进入洞内时不能有折角与转弯，这样才能保证通风顺畅。实际安装中要保持风筒平顺，风筒截面一定要完整，如果存在破损的位置，要使用专业胶水实施粘结，不可使用普通胶水粘结。通风筒在进行送风的时候，要确保送风口与掌子面的距离超过15m，接力通风中，后边风机要高于前面风机的供风量，且不能同前面风筒进行直接连接，间隔距离一般要保证在30～50m。

3.2铣挖机掘进

铣挖机自行进到掌子面实施开挖，开挖过程当中根据断面种类的不同对开挖旋转半径进行及时调整，降低超挖或者欠挖等问题。为了能够提升开挖速度，在实际开挖过程当中，开挖到隧洞轴线位置的土方时，将掌子面轴线位置挖成凹槽，槽口宽度和铣刀宽度等同，深度方面大概40～50cm。槽口完成之后，可遵照断面的尺寸朝两侧方向对岩土进行旋转切削，如果遇到比较坚硬的岩土，可先对强度较低的一侧进行切削，形成槽口，之后逐渐朝向两侧实施旋转切削，切削的过程当中可对切削速度进行适当调整。完成了断面开挖作业之后，要求及时对断面尺寸进行测量、处理，对开挖程度不足的位置进行欠挖处理，并且在后续循环铣挖作业过程当中，根据铣挖成效、现场具体情况等逐步对施工参数与施工程序等进行完善，及时对铣挖作业方案、技术工艺等进行改进，最后归纳出切实合理、详尽完善的施工技术方案，实施开挖作业。同时要在完成开挖作业之后及时进行检查，为后续施工提供必要的参数数据。

3.3水泥基药卷锚杆

在小断面长距离水工隧洞工程的实际施工中，水泥基药卷锚杆采用手风钻进行钻孔施工，在对锚杆孔进行开孔操作之前一定要进行严谨细致的测量，基于设计方案中的要求对需要开孔的位置进行标记，锚杆孔本身的孔轴依据施工方案相关要求实施开孔，需要和开挖面保持垂直。锚杆孔深度方面，一定要遵照设计方案中的相关规定，用高压风实施冲洗处理，将锚杆孔清扫干净，保证孔中没有石粉。在进行砂浆施工的时候，要使用浓度较高的砂浆，砂浆配合比要依据现场原位实验进行明确与应用，同时一定要秉承随办随用的施工原则，对超过初凝时间的药卷进行报废处理。使用止浆塞让砂浆更为坚固，这样能够保证其可以承受得住锚杆上、锚杆孔塞满水泥基药卷之后的重量要求。

3.4混凝土二次衬砌

在进行混凝土二次衬砌施工作业的时候，要使用自行式液压衬砌台车进行衬砌，同时要配备专门的抗侧偏千斤顶，衬砌施工以前要在隧洞拱部位置上顶上抗浮千斤顶，避免出现防水板与衬砌产生损坏的情况，同时千斤顶的顶端需要进行特殊的设计。从振捣、排气以及抗浮等诸多因素考量工作窗的设置，为了确保顶拱封堵的密实性，需要在顶部位置上设计3个封口器，对顶拱进行密实封堵。台车方面需要使用2套不同的装置：液压收支、丝杆顶升，强化提升台车的灵活性与可靠性。实际施工作业中，为了规避模板产生变形的情况，钢模需要使用8mm厚的钢板，这样既能强化提升结构整体性，更能够满足其防水要求。

4结束语

水工隧洞属于水利项目工程中的关键组成部分，对其施工技术进行探究与分析是非常关键的。小断面长距离水工隧洞工程施工要根据实际情况选择施工工艺，同时要选择合理有效的机械设备，比如铣挖机。基于此，进行科学而合理的施工作业。在进行作业时，要确保施工技术的安全性、环保性以及有效性，以此保证工程的顺利开展，保证施工质量和成效。

参考文献

[1]张剑飞.浅谈长距离小断面隧道施工技术要点[J].四川建筑,2019(2):295-297.

[2]钱锋.大湾引水工程长距离隧洞施工通风、排水、用电技术[J].河北企业,2018(5):149-150.

作者：李龙 单位：甘肃省水利水电工程局有限责任公司