绵阳市水利规划设计研究院 四川绵阳 621000
摘要：伴随着我国水利事业的快速发展，人们对水利工程建设的要求也在逐步提升。在水利工程的建设之中，最重要的工作就是引水，隧洞工程的开挖和支护工作，既是引水的有效保证，也是隧洞工程得以正常施工的先决条件。而隧洞工程的建设工作由于施工工序繁杂，施工难度较大，因此需要通过相应的举措来确保隧洞工程的建设质量，满足实际建设需求。
关键词：隧洞工程；开挖；支护；施工方法
前言
我国一向注重水利工程的建设工作，因为做好水利工程建设能调节水资源时空分布不均的问题，促进当地经济水平提升。但由于水利建设中的隧洞工程会受到来自自然界的气候、水土等多方面因素的影响，隧洞开挖将贯穿地质薄弱带、富水区、断层、煤层等地质不良区域，隧洞开挖施工难度大，安全风险高[1]。隧洞工程不仅施工难度较大，而且还涉及到周边居民的生命财产安全，如果某一施工环节出现问题，就极有可能造成不可挽回的财产损失。所以对施工期间的开挖和支护工作多加关注，一方面是为了保证工程施工安全，另一方面是为了减少外界风险因素的影响。
1 常见的隧洞工程施工问题
1.1 施工现场交通不便
一般情况下，隧洞工程的施工现场都远离城市，处于乡间或偏远山区，这些地方由于陆运交通系统不发达，因此在运输建设材料和设备进场时需要耗费较大的人力、物力和财力。交通不便的特点集中体现在路况复杂，多曲折弯路，道路不平且狭窄。在运输过程中通常只能单方面通行，使得大型设备设施需要先行拆解，运抵现场后再组装作业，浪费大量的时间；而且由于道路颠簸的干预，还会造成一定的运输途中损耗，直接影响隧洞工程施工的整体质量。
1.2 施工现场地质状况复杂
施工现场复杂的地质结构同样会影响到建设工程的施工进度，所以在施工前夕需要根据工程地质勘察报告，分析研究工程现场的地质构造，做好施工工程的洞口定位准备。如果隧洞围岩的坚硬等级不达标，则会影响到岩体的整体稳定性，很有可能会引起岩石破碎脱落，导致工程塌方，对施工人员的人身安全构成极大威胁。如果挖至地下暗河，施工人员还会面临被冲走的风险。因此，事先做好隧洞工程所在地的地质勘探工作，在保障人员安全和施工进度等方面均有较大的帮助。
1.3 施工现场容易受到地下水影响
隧洞施工最大的影响因素便是地下水，在这一方面需要做好充分的准备工作，隧洞施工前需要了解当地的雨季持续时间，避开雨季抓紧时间施工。因为隧洞是地下作业，雨季建设会加大施工排水难度，并且会增加地下水的水量，让地下水上涨淹没施工现场，同时，降水量过大还会导致雨水倒灌隧洞，影响正常的施工工序，对隧洞工程的施工作业造成严重的阻碍。
2 隧洞工程开挖施工方法
在隧洞开挖施工中，施工人员需要对施工现场、施工周围环境、施工设备装置等进行全面、有效分析，制定出具有一定合理性、可行性的施工方案，从而保证整体施工作业的有序、顺利进行。而隧道工程经常会运用断面分部以及全断面的开挖方案，主要会涉及到钻孔爆破法、新奥法、盾构法以及顶管法等施工方法[2]。而隧洞施工由于作业面狭长、施工工序复杂、干扰因素较多等条件的限制，在开挖阶段容易造成安全事故，因此需要格外关注隧洞工程开挖的施工方法选择。
2.1 钻孔爆破法
钻孔爆破法是目前隧洞工程开挖中最常用的一种方法，这种方法可以将隧洞开挖的断面慢慢扩大，尤其是在硬性岩性质的山体中进行开挖施工，可以有效避免开挖导致坍塌的情况发生。在运用钻孔爆破法进行隧洞工程引水开挖施工的时候，主要是利用钻孔爆破的方式将管子慢慢顶入到山体当中，在进行实际操作的时候，需要利用相关的装碴设备装置来开展装碴作业，在最大程度上降低碴渣对施工作业的影响。此外相关人员在运用钻孔爆破技术进行施工作业的时候，还需要做好相关的支护保障工作，再利用中小型的机械设备进行开挖作业，尽量把衬砌以及围岩当做整体的开挖部分[3]。
2.2 新奥法
新奥义法作为隧洞的支护技术，通常被分为锚喷支护、光面爆破开挖、围岩检测三个部分。
施工人员首先要对施工岩体进行各个方面的检测，确定运用新奥义支护技术来进行施工作业的时候，需要做好岩体的加固工作，如果发现在进行引水隧洞开挖支护过程中，发生了变形的问题，就要及时利用相关的加固性材料以及设备来将相关的岩体进行加固，在最大程度上保证围岩有充足的抗外力能力以及抗压力能力，从而让隧洞施工作业可以顺利进行，为隧洞施工作业人员的生命安全提供保障。
2.3 盾构法
盾构法适用于破损岩层或软质地基的施工现场，其应用原理即通过推进盾构机械，以盾构外科和管片作为支撑，预防隧洞内部的围岩塌落，进而实现隧洞土方开挖。出碴方式多以机械传输为主，该法能在保证施工安全性的同时，有效降低振动和噪音的产生，并且摆脱了气候条件对施工进度的制约。
2.4 顶管法
顶管法属于暗挖式的一种开挖方式，这一方式是用液压千斤顶把管道压入土层，随后将管内泥土全部清除，紧接着顶进另一节管道，处理好管道接口，形成连接型涵管，多用于河湖或建筑物底层开挖，随着施工技术的不断进步，顶管法的开挖长度也在不断增加。
3 隧洞工程支护施工方法
隧洞工程的支护施工需要遵循“早进洞、晚出洞”的原则，最大程度保持洞口周边岩石的稳定性[4]。所以在支护施工过程中，最常用的支护方法为：分层开挖和分层支护，支护的顺序通常是自上而下[5]。现有的支护方法因施工时间不同、施工地域不同而分很多种，所以在进行围岩支护时，施工人员要根据具体的情况来选定支护类型，避免因操作不当导致隧洞坍塌[6]。
3.1 喷射砼施工
喷射砼施工首先要将砼在隧洞外进行集中拌料，然后使用运料车运进洞内，先经水或风扫除洞内岩壁上附着的粉尘等杂物，去除松动岩块，维持岩壁湿度，利用湿喷机由下至上分批、分段喷洒施工。
3.2 锚杆施工
锚杆施工的注意事项包括需要提前在洞外加工制造，及时去除锚杆上的锈迹及油污，明确锚杆施工的钻孔定位及深度要求等。通过凿岩机按照设计要求钻取孔眼，之后清扫孔内碎屑，将配制好的砂浆经注浆泵注入孔中，紧接着插入锚杆杆体，待砂浆强度符合设计标准后，随即安装垫板、螺帽。
3.3 钢筋网施工
钢筋网的加工同样需在隧洞外完成，而且需要制造成片的钢筋网。等锚杆施工作业完成后，将钢筋网贴紧隧洞的初喷面，钢筋网主要的固定工具是螺栓，通过电焊技术把其与锚杆尾部焊接在一起，做好加固处理即可完成钢筋网施工整个流程。
3.4 钢拱架
开挖面经初喷后，便可测量放线，而钢拱架的搭建则依赖于人工安装，经纵向钢筋连接后，把拱脚放置在基础上。隧洞围岩和钢架之间的空隙应当使用喷砼填充，如果空隙过大，则要借助砼楔块顶紧，如有必要，亦可设置锁脚锚杆、加大拱脚等方式实现连接。
4 结语
从隧洞工程施工过程中的现有问题出发，能帮助我们找出建设层面的不足之处。再有针对性的加以改进，可有效改进当前隧洞施工所面临的问题，而开挖和支护作为隧洞施工中的一项重要步骤，更应当引起施工人员和管理人员的特别关注。只有采取科学、合理的开挖施工方法，才能提升工程施工的整体效率，为隧洞工程建设扫清障碍，促进我国水利建设事业又好又快发展。
参考文献
[1]王涛,孔买群,万新等.中小型水利工程隧洞下穿煤层段开挖支护方法[J].云南水力发电,2019,35(4):102-107.
[2]赵文库,杨平金.浅谈水工隧洞无压段洞室开挖施工方法[J].建材与装饰,2020,(17):240-241.
[3]阎倩倩.隧洞工程开挖支护施工方法[J].河南水利与南水北调,2020,49(5):41-42.
[4]杨东.太湖山隧洞洞口支护施工方法[J].河南水利与南水北调,2020,49(8):51-52.
[5]尚琰.水库引水隧洞开挖与支护施工方法[J].珠江水运,2018,(22):67-68.
[6]潘玉伟.浅析水电工程引水隧洞开挖与支护施工技术与方法[J].百科论坛电子杂志,2020,(8):1806.