王正虎

（甘肃省水利水电工程局有限责任公司， 甘肃 兰州 730000）

隧道工程是我国社会经济发展的主要形式，是土木工程的分支，和水利水电工程的建设相辅相成，洞身开挖与衬砌施工是水利隧道工程施工的重要形式，深刻影响整个水利隧道工程的施工质量。但是从当前发展实际情况来看，洞身开挖与衬砌施工在具体实施中会受到外界环境因素的影响出现隧道变形和坍塌等问题，这些问题严重制约了水利隧道工程的施工建设质量。因此，文章结合某水利隧道工程施工建设实际情况，就该工程中洞身开挖与衬砌施工方法的应用问题进行探究。

1 水利隧道工程洞身开挖的主要应用形式

隧道是修建在地面以下的通路和空间，具体内涵是以某种用途为设计要点，在地面下使用规范的方式，按照规定尺寸和形状设计出来的洞室。水利隧洞工程是土木工程的重要组成，伴随人类社会的进步发展，隧道工程不仅被利用在水工隧洞中，也开始被人们应用到上下水道、输电线路等大型管路通道中，在多个领域得到了广泛的应用【1】。

1.1 台阶开挖技术形式

在水利隧道工程施工中，施工单位需要根据施工场地的实际情况来选择适合的洞身开挖技术开展施工。其中，台阶开挖技术形式十分适合被应用到地势结构复杂的水利隧道工程中。在具体施工中施工人员需要对施工地点开展必要的保护措施，通过台阶的方式来对石土方进行挖掘，在挖掘的过程中施工人员还需要对台阶的高度做出全面的控制，将台阶的长度控制在50m 到80m之间，形成围绕环型，从而更好的提升水利隧道工程的施工质量【2】。

1.2 光面爆破技术形式

水利隧道洞身开挖深受外界多个环境因素的影响，在外界因素的干扰下容易出现变形、坍塌的问题。在水利隧道工程施工的过程中施工人员还需要对隧道洞身本身所使用的技术形式进行全面的分析。从实际应用情况来看，爆破施工技术也是水利隧道工程施工中的常用技术形式，在应用这项技术的时候需要做好施工现场保护工作，从中心地开始光面爆破工作。在实施爆破操作的时候需要预留相应的核心土层岩柱，将土层岩柱的高度设定在5m左右，预留厚度在70cm到100cm之间【3】。

2 水利隧道工程衬砌施工技术的应用形式

2.1 测量放线中的应用形式

在基本渠坡建设完成之后需要施工人员 在施工现场开展全方位的测量工作，在实施测量操作的时候施工人员要注重保持测量线之间的水平高度，即将水平高度控制在2.6m左右，将测量线之间的间隔距离控制在9m左右。另外，在隧道测量放线工作中施工人员需要在适合的位置设定高程点，并通过对高程点的合理利用来提升衬砌施工质量。

2.2 工程养护应用形式

混凝土材料水利隧道工程衬砌施工的常见技术形式，在使用这类材料施工之后施工人员还需要做好施工现场的后期维护管理，严格关注和把控混凝土振捣、混凝土密实处理工作。在实施养护操作的时候施工人员可以利用喷雾的形式来完成混凝土表面的保护工作，使混凝土表面始终保持湿润的状态。

2.3 一次支护中的应用形式

水利隧道工程施工量和施工规模庞大，所涉及的施工环节也比较多，一次支护就是一项重要对施工环节。在实施一次支护的时候要求施工人员能够应用先进的施工设备来将工模运输到施工现场，对工模实施全面的剪裁，而后完成铺设工作，并做好支护边缘的压实处理【4】。

在实施一次支护施工操作的时候需要施工人员严格按照规范的标准来控制土层面层之间的间隔距离，一般每一个土层面间的距离为10cm，最大程度上避免发生干扰的现象。在水利水电隧道一次支护过程中，施工人员要对每一个土层进行全面的连接。

在实施土层连接和一次支护施工操作的时候还需要安排专门的人员来完成连接操作，一般情况下双缝连接是一次支护施工的常用连接形式。在连接施工结束之后，施工人员还需要在连接地点开展后续的打孔工作，并在打孔操作中检验其质量是否合格，避免出现质量相对较差的工程【5】。

3 某水利隧道工程施工建设的实际情况

文章所研究水利隧道工程的总体程度为10.932千米，工程的等级设定为一级，正线施工为单数，限制倾斜坡度为12%，最小曲线半径为120mm，牵引线为内燃线，牵引质量为1350吨。隧道工程项目包含笔架山二号隧道、北衙隧道。北衙隧道是整个工程施工的难点，在施工中隧洞全程会涉及到两个施工横洞，长度分别为190.54m和695.79m。

3.1 地形地貌

二号隧洞为中山地貌，出口端位于中山峡谷区域，地势呈现出左边高右边低的特点，进出口端陡峭，地面高程为1980m到2370m。，隧洞的高度差为390m，洞身地段比较平缓，起伏坡度在10度到25度之间。北衙隧道为溶蚀、剥蚀构造的中山地貌，进出口位于中山峡谷地貌区。地势左边高右边低，自然坡度在30度到50度之间，高程范围在2000m到2500m之间。地区周围交通便利，但是洞身和出口端的交通不够便利【6】。

3.2 地质

隧道所在区域为第四系全新统滑坡堆积、崩积、错落堆积的地貌，在整个区域范围内分布了比较多类型的土质。隧道所在区域地震峰值的加速度为0.2g。测试地区多数沟槽属于季节性水流，区域范围内没有出现大面积的地表水体，地表水质会对混凝土带来腐蚀。地区范围内存在的不良地质包含滑坡、错落、岩堆、泥石流、岩溶。

4 文章所研究水利隧道工程洞身开挖方案的选择和设计

4.1 水利隧道洞口施工方案

隧道洞口段按照短进尺、弱爆破、强支护、频测量的原则来开展施工，在施工的过程中还需要及时做好洞口边坡防护和洞顶截排水设施的安排。

4.2 正洞洞身的开挖施工

整个工程三级围岩结构采取了全断面开挖的模式，在断面开挖的过程中采用了多功能台架配合人工手持风钻钻研的开挖模式，所有全面光面爆破一次成型。四级围岩采取了台阶法开挖形式，上下台阶采用了多功能台阶和人工手持风钻配合的爆破形式。

4.3 装渣运输方案

整个标段隧道除了车场滩斜井、一号斜井之外的其他正洞好辅助坑道都是用了无轨运输模式，单线采用了装载机装渣，双线采用了挖掘装载机装渣。自动卸载车辆会将工程多余的残渣运输到垃圾场之外到地区。正洞隧道出渣专门使用了装载机设备，汽车在将废弃料运输到斜井井底的渣场之后还需要通过转运措施来将其运送到矿车上，在斜井提升机的作用下将其运输到废弃渣栈桥之外的地方。

5 文章所研究水利隧道工程衬砌施工技术

5.1 初期支护施工方案

基于地区的地质环境特点，文章所研究水利隧道工程在建设的初期阶段就配合使用多个类型的台阶和人工风钻孔、锚杆、立拱架来完成材料的喷灌。在整个工程开挖施工之后还需要在初期阶段做好必要的封闭围岩管理工作。

5.2 仰拱填充、结构防水、二次衬砌施工

仰拱和隧底施工在隧道底部开挖支护完成之后进行，在完成这项工作之后还需要施工人员能够对现场施工做出必要的指导，从而保证施工过程中的交通不间断。排水盲管和防护板会采用专用作业台架和人工铺设的结合作用模式，拱墙衬砌采取12m液压模板台车完成整体全断面的衬砌施工，混凝土被运输到搅拌站完成生产加工。

5.3 水利隧道工程施工设施的配备

第一，施工排水方案。顺坡开挖隧道排水采取的是顺坡自然排水的形式，在具体实施操作的时候仅仅在开挖面和仰共区间来设置抽水设备，将施工过程中产生的废水抽到成型的水沟内部，沿着自然顺坡排出到隧道外的污水池中，由专业人员处理污水池中的污水，在处理达标之后将其对外排放。

后坡开挖隧道排水主要采取的是潜水泵紧跟开挖作业面的形式，在隧道洞内部会设置移动水厂，开挖作业面所涉及到水会被抽送到移动水仓内部，借助移动水仓中的抽水机将水抽送到洞口或者顺坡地段，而后引导洞外的污水处理池中，经过一系列的处理之后最终排放出来。第二， 施工现场的通风方案。在文章所研究的水利隧道工程中采用独头压入的通风方式，根据施工现场的实际情况综合选择应用巷道式通风方案和接力通风方案。第三， 不同地址地貌施工方案的制定。在水利隧道工程施工中对于断层破碎带、软弱围岩地段、洞口浅埋地段要做好前期地质预测预报工作，按照短进尺、强支护、弱爆破和分布开挖操作的原则来组织施工人员开展施工。对于碳质板岩变形较大的地段则是需要做好前期阶段的地质勘查预测和监督控制工作，根据监督控制的结果来开展超前支护施工，提升水利隧洞工程的初期支护强度和刚度。第四，水利隧道工程的超前地质预报和监督测量。①超前地质预报。不同地质、水文环境下水利隧道施工所面临的情况不同，为了能够确保水利隧道工程施工的顺利进行，需要施工人员做好隧道超前地质预测预报工作。在工作预报中常用的预报方式有地质素描、地质调查、地质雷达、长距离地质超前预报、炮眼超前钻孔预报等。②监督测量。在水利隧道工程的过程中需要做好洞内外观察、地表下沉和水平监测工作。在施工的过程中为了能够更好的反映出围岩支护结构的变形情况，可以使用无尺量测量方式来测量拱顶下沉情况，在监测之后还需要综合整理监测数据信息绘制拱顶下沉、水平位移参数曲线，并由施工人员应用先进的学科知识对隧道工程初期阶段的时态曲线开展回归分析。第五，机械化配套方案的实施。①钻爆作业线。在水利隧道工程施工的过程中选择使用多功能作业架实施光面爆破施工。②装运作业线。无轨运输使用侧卸载机装渣设备，配合反铲完成施工。有轨运输斜井使用反铲装渣，卷扬机牵引矿产运输车运输。③喷锚施工。在实施喷锚施工作业的时候要使用到多功能作业台架、风动打锚杆眼。④衬砌作业。在隧洞外设置专门的混凝土自动化计量拌合站来生产混凝土，使用12m的液压模板台车完成衬砌施工，并使用专门的运输车辆来完成混凝土运输。

6 结束语

综上所述，隧道洞口开挖拟采用机械施工，洞身开挖使用简易自拼装台车钻眼，多段毫秒雷管引爆，为了提高周边眼的光面爆破效果，周边眼使用专用导爆管引爆。文章结合某水利隧洞工程施工发展实际情况，从洞身开挖和衬砌施工方式应用两个角度着重分析了优化隧道工程施工的具体对策，根据不同围岩等级来采取不同的开挖方式，开挖之后还需要及时做好初期支护封闭围岩和二次衬砌处理，从而使得整个工程施工能够达到预期的衬砌施工效果。