探讨隧洞开挖与支护的施工技术

探讨隧洞开挖与支护的施工技术

李欢

陕西金钼建设工程有限公司陕西省渭南市714100

摘要：现如今，我国的国民经济在快速的发展，社会在不断的进步，排洪隧洞是我们尾矿的建设当中的关键环节，采用合理科学的开挖方式以及支护方式，是建设质量过硬引水的隧洞的保证。所以在实际所实行的引水隧道支护以及开挖的时候，需要与工程具体的状况相结合来制定出合理有效的开挖以及支护的措施，确保工程施工的质量能够达成设计的需要。在此基础之上本文对水电站的引水隧洞方面开挖与支护施工的技术进行了详细的分析。

关键词：隧洞开挖；支护；施工技术

引言

在进行小断面引水隧洞开挖及支护作业时，必须要加强对各项技术要点以及手段的控制，强化技术交接要点的分析，进而缩短工期，降低成本，保障小断面引水隧洞开挖及支护作业整体质量与效果。

1我国尾矿库排水系统现状?

根据国家有关部门数据统计显示，我国所有尾矿库运行事故当中，有三分之一以上是由排洪系统造成的，甚至在有色金属矿山采矿中因排洪系统设计不当而引发的灾难几乎占据整体尾矿事故的一半。因此可见矿山尾矿库排水系统设计是多么重要。不管是矿山、工厂还是城镇，时刻都面临着雨水排除的问题，排洪工程由于面积大、战线长且资金投入量大的特征，对整个工程项目的可行性、经济性影响非常大，因此在工作之初必须要做好相关设计工作，以保证真个工程项目开展进度。尤其是对于矿山企业而言，随着开发数量的不断增多、尾矿库建设工程量也在日趋上升，这样给尾矿库排洪系统设计提出了新的要求。但是一直以来矿山尾矿库排洪系统设计并没有引起业界的重视，整个设计标准千差万别、设计资料模糊不清，使得整个工程设计中存在严重问题。

2尾矿库排洪隧洞开挖施工技术

2.1全断面开挖方法

全断面的开挖方法是运用多臂钻机挖掘出一个8~10m高的隧洞，这类方法其优点为可实现多钻机一起开挖，所以开挖的效率非常高，能够使得施工的效果得到提升，开挖速度快。缺点是对于岩体的性能以及结构的要求比较高，其挖掘的高度限制非常大，而且所挖掘出隧洞的断面非常大，这对洞身面控制是非常不利的。除此之外，全断面的开挖方法对于施工机械方面的要求也非常的高，其施工的工艺比较精细，要求有专业操作工作人员来对其机械进行相关的操控。在这类情况的基础之下，全断面的开挖方法仅仅适用在围岩较为稳固而且非常坚固的地区。

2.2断面分部开挖法

断面分部开挖法指的是将总工程量划分成数个小工程量，对隧洞施工按照不同的环节进行施工，分段进行隧洞的开挖施工作业。根据不同的开挖方式，将断面分部开挖法具体分为导洞开挖法和台阶开挖法。前种挖法对施工的诸多条件要求较高，如良好的通风条件、良好的排水条件以及利于施工岩石结构等，其施工步骤大约是：选择施工场所，在隧道的断面上开挖个小洞，再使用各类机械将洞不断扩大，直至完成整个工程。台阶开挖法与导洞开挖法不同，台阶开挖法一般多应用在大型隧洞开挖工程中，有地面向下开挖或地面以下向上开挖的中的方法。

2.3通风、除尘?

需要通过运用装载和运输设备进行除渣工作，运输设备一般用无轨的、有轨的或者传送带，在长的岩石隧洞中必备的运输工具就是通勤列车或车辆。理想的爆破效果应该使岩石爆破后有很少的大块需要处理，但是爆破后的岩石如果太碎就意味着浪费了爆破的能量，可以通过爆破的时间来对堆渣进行控制。?

通风和除尘就是对爆破时产生的炮烟、粉尘和有害的气体进行排除，用这样的方式来保证施工的环境进而保护相关施工工作人员的身体健康，可以减少循环的时间并且加快施工的进度。现阶段我国主要的岩石隧洞的通风方式是机械通风，就是按照岩石隧洞的断面的尺寸，配备相应的施工机械，采用不同功率的通风机械和通风方式来进行，通风的方式基本分为三种：压入式、吸入式和混合式。为了大大减少以及排除粉尘的目的，只通过通风是远远不够的，还需要用湿式凿岩、冲洗孔壁、喷雾洒水和出渣前用水淋石渣，还要做好相关施工人员的防护措施。

2.4不良地质地段的施工?

对于某些地质条件不好的地段的施工时主要以防护为主，一般会采用喷锚、支护、喷射混凝土和衬砌等方式来保护隧洞中岩石的稳定性，进而来保障人员以及行车的安全。而对于不良地质局部的不稳定的部位进行开挖时，应该采用及时加固的方式来保证其稳定性，采用的方法包括浅孔、及时支护弱爆破和对循环，地下水可以采用排、引、截、堵等方式进行处理。可以通过实际的施工环境和地质条件采用合理的施工方法：环向开挖和支护、先墙后拱和边开挖边支护等。如果出现稳定性极其差的情况，可以运用超前锚杆或灌浆加固等方法。

2.5地下水抽排施工方法及施工工艺?

隧洞地质围岩为黄土状壤土隧洞，地下水位高于洞顶设计高程。加上隧洞开挖主要是顺坡向开挖，无法自流出洞，施工时需要加强抽排水。根据实际渗水及结合设计要求，在开挖底面铺筑厚度为0.2m的粒径为20mm～40mm的卵石作为排水通道。为避免施工设备在其上通行时带进杂物、泥巴等对排水通道的影响，在排水通道顶面车辙位置处放置钢板作为施工设备通行道路。洞内纵向每间隔20m左右位置一侧设置一集水井，集水井内架设潜水泵接力将洞内渗水抽排至洞外排水沟。集水井为圆形，内直径为0.5m，集水井底面低于所在位置的排水卵石底面0.3m，顶面同于所在位置的垫层混凝土顶面。集水井采用厚度为12cm砖墙砌筑。集水井和卵石排水通道连接高度范围内预留十字型进水孔。

3尾矿库排洪隧洞隧道支护施工的技术

3.1混凝土泵的隧洞支护方法

混凝土泵的隧洞支护方法其核心就是混凝土浇筑工作。经过混凝土管道把混凝土经过强化压力给挤压至模板支撑仓内部，进而使得混凝土浇筑的工作完成。在应用该混凝土泵的隧洞支护方法时，相关的施工部门需要注意到，混凝土在浇筑至顶拱仓面的阶段，需要将滞留于仓里施工的工具给撤出来，尽量的把仓面两端给筑高。在混凝土已经浇筑至人孔相平的时候，就需要对施工工作人员安全进行相关的保护，把施工工作人员撤离下来。人孔洞在浇筑完成之后，需要使得泵机速率加大，从而使浇筑支护的工作完成。

3.2施工方法

1）钻孔。在施工作业中，主要就是利用潜孔转机进行施工作业。在施工之前要明确具体的孔位位置，确定角度以及立轴的方向，对其进行系统检测，合格之后才可以施工。在作业中保障钻孔直径控制在108mm范围中，综合不同的岩层状况合理进行范围记录分析。在完成钻孔作业之后，利用高压风及时清理孔隙，保障其清洁性。同时，在进行一些大管质量控制以及钻孔作业中要基于既定的草图合理施工，对于不同孔位编号进行精准记录分析。2）送管操作。在进行孔洞钻孔作业以及清理作业结束之后，要进行钢管顶进作业。在施工中保障钢管与既定的设计需求相吻合，综合实际状况合理安装。通过丝扣的方式进行钢管连接，在操作中要将同一个截面中的接头进行错开处理。3）管口注浆孔加工作业。管口注浆孔作业中主要应用的就是镀锌钢管材质，在其中一端与管棚堵头钢板进行焊接作业，其另一个端口则与注浆管进行连接。同时，保障其排气孔在整个镀锌管内侧的上方。4）注浆作业。在进行注浆过程中，其主要的材质就是水泥浆，在注浆作业中保障其持续10min，记录不同孔洞的进浆量、注浆持续时间等信息数据，精准记录；在注浆之后及时堵塞孔洞位置，避免出现浆液外流的现象。

3.3新奥法隧洞支护法

使用新奥义隧洞支护法要考虑到隧洞的施工环境，如岩石的承载能力等。该方法分为三个部分：光面爆破开挖、锚喷支护以及围岩稳定状况检测。在了解岩体的特性后，具体运用该方法的操作是：在隧洞的开挖、支护阶段，充分利用好岩体在挖掘过程中出现的形变，适当的运用带有加固作用的材料、工具加固岩体，使得整个受到加固的围岩具备抵抗外力冲击的能力，为整个隧洞提供支护保护，达到工程施工部门保护隧洞的目的。

结语

水电站建设可以为人们的经济与生活的发展提供稳定清洁的能源，引水隧洞为水电站建设关键环节，施工部门与设计单位需应用合理有效的支护与开挖的方式，建设高质量引水隧洞，提升水电站整体的施工效率，降低建设成本，对于水电站建设有着积极作用。

参考文献:

[1]罗继勇，陈宏明.百色水利枢纽的导流隧洞其主要工程的地质条件与支护措施[J].广西水利水电，2009（2）：26~30.

[2]雷石宾.水电站的引水隧洞开挖与支护施工技术[J].建筑遗产，2013（05）：66~69.

[3]韩涛林.水电站的引水隧洞开挖和支护施工的技术[J].江西建材，2014（02）：131~133.