浅谈水库输水隧洞施工技术

夏涌涛

摘要：本文根据本人在乡水利工作多年的施工管理，结合自己的见解，对水利工程中输水隧洞的施工方法和技术进行阐述，方便大家在今后的输水隧洞施工中，参考与借鉴。

关键词：水利工程输水隧洞施工方法技术要求

一前言

水库作为目前解决人们生产、生活用水和工业生产供水问题的主要基础设施，其施工方法、施工质量越来越受到人们的关注和重视。输水隧洞是主要的建筑物，施工方法选择的正确与否，直接关系到水库大坝的安全。本文以弥渡县桂花箐水库新建工程为例，分析了水库隧洞施工技术。

二.工程概况

弥渡县桂花箐水库位于弥渡县密祉乡，桂花箐水库是以农田灌溉为主，兼顾农村安全饮水的小（一）型水库，工程建设主要内容包括枢纽工程和输水工程两大部分。枢纽工程由大坝、溢洪道、输水隧洞三大建筑物组成。

本合同段内有一个隧道，输水隧洞全长266.35m，导流洞一个，导流洞全长298.35m，隧道净空（宽×高）：2×2.6，输水隧洞设龙抬头一个，两端位于半径R=15.00m的圆曲线内，该隧道为泥质粉砂岩夹砂质泥岩，围岩类别多为Ⅱ类。隧道的地下水主要来源于大气降水，输水隧洞尾端的安乐村引水沟渗漏补给，受地形、地貌、岩性、构造和降水方式的控制。隧道区内地下水补给较多，地下来水丰富。隧道尾端涌水量较大，分布均匀，时常出现淋水或股流状态。

桂花箐水库隧道多为Ⅱ类围岩，地质条件较差，施工中以“弱爆破、少扰动、强支护、早封闭、适时衬砌”为原则，并根据围岩监测结果及时调整施工方案，确保施工安全，保证工程质量。

三.主要施工方法

1、明洞施工

隧洞进出口处各开挖一段明洞，采用明挖法施工。开挖时要根据现场工程情况，根据地形、地质条件，本着“早进、晚出”的原则进行开挖。开挖后及时进行明洞钢筋砼施工，锁口，以保证进洞施工安全。明洞土方采用机械开挖，石方采用7655风枪钻孔，控制爆破。施工过程中对洞门仰坡及边坡尽量避免扰动，并加强对该处坡面的观测，如在开挖过程中有滑坡迹象应及时采取加固措施，并采取保留核心土的办法，先将明洞和洞门衬砌好，再挖除核心土。

２、进洞施工

待洞口边坡防护及初期支护完成，明洞浇注完成后，砼达到允许强度时，进行中墙导洞开挖及边墙导洞开挖。

3、掘进

开挖方法：为了确保施工安全及建筑物的安全，隧洞进洞之前，最好先施工洞外建筑物，稳定洞脸及提高洞口施工的安全系数；桂花水库进口0+170——0+241段由于土体结构较差，加之隧道上方有安乐村输水沟，隧道开挖时时常塌方，使得开挖较困难及不安全，根据土体结构我们采用打超前锚杆，架设钢支撑，按照水利工程隧洞施工规范规定，洞室开挖严禁欠挖，控制超挖，径向超挖值不大于10cm，且所有松散岩块要彻底清除，超挖回填必须用同标号混凝土回填。

4、钻孔

钻孔施工在隧洞开挖时采用人工搭建施工平台配多台7655型风动凿岩机钻孔，正洞开挖时，使用自制简易台车配多台7655型风动凿岩机钻孔。钻孔前，先进行钻爆设计，钻工要熟悉炮眼布置图，施工时严格按钻爆设计实施，钻工要熟悉炮眼布置图，定人、定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的钻工司钻，确保位置和角度的正确。

严格控制炮眼间距，误差不得大于5cm，特别是掏槽眼和周边眼，采用斜眼掏槽时，外插角必须控制好，严禁相互交错穿孔。采用直眼掏槽时，钻孔要相互平行，且垂直于开挖断面。

周边眼数量，间距要严格按照钻爆设计施作。爆破后要求硬岩残眼率达80%以上，中硬岩达到70%以上，软岩开挖轮廓要圆顺，符合设计轮廓，周边眼外插角应严格控制，并根据钻孔深度进行调整，使相应邻两茬炮之间错台不大于15cm。

5、爆破

采用预裂爆破，并按微震控制爆破设计，用塑料导爆管非电起爆。施工中根据预裂爆破设计，结合现场地质情况进行爆破试验，并不断修正设计参数，以达到最佳爆破效果。施工时，必须编制爆破设计，按爆破图表和说明书严格施工，并根据爆破效果及时修正有关参数。

6、出碴

隧道出碴采用装载机装碴，自卸汽车运输。出碴前准备工作，应根据隧道的宽、高，来选择不同规格、不同型号，能在隧道内工作的装载机。

7、测量放线

洞内施工测量采用中线法，中线测桩间距不短于50m，每100m设一水准点，根据需要适当加密。在每排炮开钻前准确绘出开挖轮廓线，周边眼、掏槽眼的位置。每次测量放线的同时，对上一次爆破断面进行检查，及时调整爆破参数，以达到最佳爆破效果。

四、隧道初期支护

1、隧道支护采用新奥法施工，初期支护作为永久支护的一部分是施工的重要一环，必须在开挖后立即进行，初期支护根据土体结构，对不同的土体采用不同的支护方式，采用挂钢筋网，安装锚杆，架设钢支撑，喷射混凝土等支护。

2、锚杆的施工工艺

（1）锚杆的类型及其设置

锚杆：采用直径20、25杆体，L=2.00米，施工范围内梅花型布置，间距：100×100厘米。

（2）钻孔

钻孔采用风钻钻孔，孔眼方向垂直于岩石面，钻孔直径50mm.

（3）锚杆的施工

根据设计要求和喂岩情况确定孔位，并做出标记，开孔位置允许偏差为10cm；钻孔前要选好钻头尺寸，采用“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；而钻孔的深度则由不同的锚杆而有不同的规定；在钻孔结束后，应清除干净孔内的岩粉和积水。

（4）在Ⅳ、Ⅴ级围岩及特殊地质围岩中开挖隧洞，锚喷支护必须紧跟开挖工作面，应先喷后锚再复喷，喷射混凝土厚度不应小于50mm，锚杆施工宜在喷射混凝土终凝3h后进行。锚杆杆体露出岩面的长度不应大于喷射混凝土的厚度。

（5）隧洞喷射混凝土施工

应根据工程量、进度要求、工艺流程等条件选择喷射机，优先选用湿式喷射机，则其对所用的黄砂对细度模数、含泥量及含水量要求较高，施工时应严格把好黄砂质量关。喷射混凝土前，应清除开挖面的浮石和墙角的石渣、堆积物，用高压风水将受喷面冲洗干净，对于遇水易潮解、泥化的岩层，应用高压风清扫岩面。隧洞喷射混凝土施工时，按先底拱--边拱--顶拱的顺序分段、分次进行，喷射进行，各段间的结合部和结构的接缝处要做好妥善处理，不得存在漏喷部位。喷头与受喷岩石面垂直，螺旋式喷射，喷射距离控制在0.6m～1.2m。一次喷射厚度控制在5cm左右，第一层喷射混凝土终凝后，第二层喷射应在前一层喷射混凝土终凝后进行，直至达到设计厚度，如遇终凝超过1小时，则用高压水冲洗干净后，再进行第二层喷射。喷混凝土终凝2h后即进行喷水养护，一般工程不得少于7d的养护，重要工程不得少于14d的养护。当气温底于50时，不得喷水养护，必要时还需采取保温防冻措施。

五、隧洞二次衬砌施工

1、施工前期准备

首先找出控制点，测量、放线、定位；其次，施工机械做好维修养护，做好施工准备，达到足够的安全。

2、开始支护时隧道开挖面的处理

开始支护时表面要平整，对影响模板安装的位置要处理，对于喷射混凝土不平部分要补平。

3、钢筋安装

隧道所用钢筋，首先根据图纸，在加工厂把钢筋加工好，然后再运至隧道内进行板扎，焊接，焊缝要饱满。

4、预留伸缩缝，安装橡胶止水带

伸缩缝宽2厘米，预埋橡胶止水带，闭孔泡沫塑料板填缝、密封胶，伸缩缝表面涂抹密封胶，平整度必须满足洞内施工的要求。

六、隧洞回填灌浆施工

混凝土及钢筋混凝土衬砌的顶部（顶拱），必须进行回填灌浆，目的是充填混凝土衬砌与拱部岩面的空腔，防止通水后拱部塌方砸坏拱圈，危及供水；而回填灌浆的范围、孔距、排距、灌浆压力及灌浆浓度等都和隧洞的衬砌结构型式、运行条件等有着密切的联系。

（1）回填灌浆

回填灌浆应在衬砌混凝土达到70%设计强度后进行。

（2）灌浆压力应根据现场灌浆实验综合分析确定；土洞钢筋混凝土衬砌宜采用低压灌浆，灌浆压力宜为0.1MPa～0.2MPa；岩洞钢筋混凝土衬砌宜采用0.3MPa～0.5MPa。

（3）灌注要分区段进行，且要分两个次序进行，后序孔为顶孔，先灌一序孔，后灌二序孔，施工应自低的一段开始，向较高的一段堆进，同一区段的同一次序孔可全部或部分钻孔后在灌浆，也可单孔分序灌浆。

七、结束语

由于每一个水利工程隧洞的施工技术受所实施的工程状况、环境、地质、围岩等不同情况的影响，则其具体的施工方法、施工技术也会有所不同，所以在具体的工程施工时，应结合具体的情况因地至宜、具体施工，来提高施工进度和技术水平。