四川洲桥水电工程有限公司 610036
摘要：水工隧洞工程的建设周期比较长，平均建设长度也较长，其需要在恶劣的地质条件下完成项目建设。在项目施工操作过程中，时常会遇到各种复杂的地质条件，例如，地下水文丰富情况，也会受到高压涌水、岩爆、高外水压与高地应力等因素的影响。对此，我们需要加强对水工隧洞工程在不良地段施工技术的分析，确保施工技术的基本特征与应用水平。
关键词：水工隧洞；不良地段；施工技术
水工隧洞工程的特征相对复杂，如地下水丰富、地质条件多变等，因此，施工单位在开展施工时，应全面考虑各种因素，因为任意一个因素都会阻碍项目施工的顺利开展。对此，相关人员需要根据隧洞的地质条件来制定出科学的施工方案与处理对策，既可保证施工质量与施工进度，还可为后续相关工程建设提供重要的参考信息。
一.工程的基本概况
以某水工隧洞工程为例，该工程整体施工主要是选择钻爆法展开施工，其在区分上台与下台的条件下还会形成相对统一的项目施工方案。引水隧洞结构的开挖直径为13.0m，气哦周边围绕着三段圆弧曲线，整个结构表现为马蹄形断面。结合具体的项目工期规划，月掘进速度需控制在≥350.0m。在操作过程中，由于引水隧洞工程会通过地质水文条件相对复杂的区域，因此，应在确保掘进速率的基础上，确保施工操作的规范性和稳定性，还要确保工期能够处于完成状态。
二.施工方案的选择
1、施工原则
结合具体的项目工程地质资料，充分借鉴一些成功的国内外隧道施工经验，不良地段的施工重点是提升围岩短期内的自稳能力，实现对地下水的科学治理，确保隧洞开挖与安全支护工作的高效开展[1]。同时，还要坚持短进尺、超前支护、早封闭、勤量测、强支护与弱爆破等基本原则。通过反复的论证，结合项目实况与施工人员的施工能力，确定在项目施工过程中采取超前预报、超前小管棚、注浆止水加固好围岩、强化支护与监测的基本施工方案。
2、施工程序
在不良地质施工段需要实现拱部超前，下部跟进，预留好核心土的短台阶方式进行开挖。拱部施工程序主要表现为：超前注浆小管棚→上一循环喷射C20 砼→测量与放样→顶拱开挖→安全处理→出渣→顶拱支撑支立→测量复核→喷射C20砼[2]。
下部施工程序是：测量放样→开挖边墙→出渣→边墙的支撑与支立→喷射C20砼→核心土的开挖→出渣。
三.水工隧洞通过不良地质段的施工技术
1、超前地质预报
在水工隧洞施工过程中，若想确保地质超前探测技术的指导性能与执行效果，还要充分分析相关的操作方法，还要结合现场实况与施工建设条件选择科学的应用方案，以保证数据信息采集的精准性，从而更好的管理预测内容。在地质勘测过程中，需选择地质钻进设备，旨在开展超前地质钻探工作，顺着隧道设计轴线的基本方向设置相对独立的超前掘进探孔[3]。通过一定的探孔结构，确保相关预测工作的顺利实施，也能保障数据超前采集的精准度。该超前探测孔结构要求测孔的长度控制到约15.0m，结合实际的探测设备设置好孔洞的实际宽度与各种规格信息。此外，充分发挥出探孔结构的实际功能与作用，利用其超前性特征，探测和分析地下水文的基本结构。在超前预测处理过程中，需要结合钻孔的实际掘速度，科学分析超前预测工作的具体开始时间点，应选择1-2个孔结构，需要提前进入2.0m的进控操作。若掘进速度比较快，极易发生孔洞内部结构坍塌的情况，还会发生有浑浊水体排出的情况。出现此现象时，表明前方地质条件发生恶化，这就需要对其开展进一步的安全管理与防护，从而确保掘进的高效性。在处理掌子面时，必须由专业地质工程师操作，预测掘进方向的实际地质条件，其在绘制相关的掘进地图的基础上，还要开展详细而具体的地质预报，还要再完成数据信息图像化处理的条件下储存好相关的施工资料。
2、超前注浆管棚
在引水隧洞施工操作过程中，对于不良地质段，其会在涌水量大、岩土脆弱破碎与涌水点多的条件下，将超前小管棚注浆处理方式应用其中，以加固围岩结构，以保证一个相对完整的岩层胶体状态，可则通过加设钢管外围岩体结构的实际抗剪力程度，还要对类梁性质结构进行组合，防止围岩周边出现松弛和坍塌的情况，以谐同做好地下水的封堵工作。在设置导管结构时，应选择无缝钢管材料，确保管径控制到50.0 mm，壁厚需控制到3.5mm[4]。在该案例中，需要根据不良地质段的具体施工条件，将管材长度控制到450.0cm，还要顺着掌子面结构来将顶拱设置成180°。为了更好的进行固结，可将堵水作用范围提高至1-1.2m，在开展技术管理时，应把管外插脚结构调整为5°或20°，以更好的对应40.0cm、150.0cm插脚长度。对于导管头部间距部分，要确保各项数据的精准度，把40.0cm作为统一的参数进行设定。在项目施工处理过程中，每掘进150.0cm就需要设置一排超前导管结构，还要预留出200.0cm的距离，将其作为注浆的操作基盘。
在钻孔安装施工过程中，应采取先钻孔后安装的方式，需要紧贴着掌子面，科学设置钢支撑结构，将导管钻孔作为重要的导向条件，从而做好相关的施工处理工作。在施工处理时，要先开展测量和复核工作，旨在保证距离、角度与方向等参数的精准度。同时，为保证钻孔之后导管结构的实际刚度，需要在管结构中设置直径为25.0cm的钢筋，旨在保证管道结构的实际支撑能力。而在长度层面，钢筋结构可以和管道结构保持高度一致。
管棚的注浆操作需要统一选择C20型号的混凝土，高效完成厚度为50.0cm的喷射操作，确保注浆口和掌子面结构的封闭情况，等到达到一定的建设要求后才可注浆操作。需要注意的是，在实际注浆过程中，对于小导管的一端应使用木质的止浆塞予以封堵，避免浆体从管壁结构内渗出。从技术条件角度，注浆处理主要是选用FBY-50/70型号的双液注浆机来开展此项工作。在设备使用过程中，可选择型号C42.5的普通硅酸盐水泥，还要严格控制好水玻璃数值。操作人员不仅要将胶凝实践控制到30-120s，还要管理好扩散半径，让其处于0.8m标准数值之下。
3、拱部支护
等到珠江结构达到标准后，可开挖隧洞。开挖隧洞时，需要对拱部结构进行开挖，预留好拱部结构的核心土，应在环形开挖基础上提升掌子面结构的稳定性。在拱部掘进中，需要将尺寸结构控制到50-75cm间，还尽可能选用人工开挖方式，以降低对周边结构的影响。在人工掘进时，应选择人工出渣技术，把残土转移到拱部下部，并运输到隧道外。还要控制防爆技术，必要情况下可选择局部松动爆破技术。
在开挖隧洞后，需要进行初喷操作，确保混凝土的厚度控制在3-5cm，并对岩土结构开展封闭性处理。开挖后，需要结合塌方体结构的荷载情况，科学选择拱架支护技术方法，充分发挥出拱架的实际支撑作用，以达到支护的目的。两个拱架支撑结构间距需控制到50.0cm/榀，还要在每个拱结构的拱腰位置设置四根施工锁脚锚杆。
4、下部支护
在小型的松动爆破基础上，需设置直径为22.0cm、长度为2-3m的锁脚锚杆，还要在四根端部结构焊接处理的基础上提升拱部系统的实际连接强度。在喷射操作方面，可应用C20混凝土材料，实现对结构面层的加固处理。同时，由于底部结构相对特殊，底板结构需要设置厚度是20.0cm的C20混凝土板。
结束语：
综上所述，由于引水隧洞工程会通过地质水文条件相对复杂的区域，因此，应在确保掘进速率的基础上，确保施工操作的规范性和稳定性，还要确保工期能够处于完成状态。因此，开展水工隧洞通过不良地质环境施工时，应根据地质和水文条件实况形成一定的预报系统，制定出更为科学的技术执行方案，进而保证工程可以保质保量的完工。
参考文献：
[1]张怡.水工隧洞通过不良地质段施工技术探讨[J].建材与装饰，2019（30）：248-249.
[2]潘选明.浅析水工隧洞通过不良地质段施工技术[J].低碳世界，2018（12）：81-82.
[3]宋立宝.引水隧洞不良地质段中空潜孔钻杆施工技术[J].建筑机械，2018（04）：84-86.
[4]鄢磊.不良地质段输水隧洞施工技术探讨[J].红水河，2018，37（01）：32-35.