1中国水利水电第四工程局有限公司；
2中国水利水电第四工程局有限公司；
摘要：随着水利工程建设的快速发展，隧洞群成为了水利工程的重要组成部分，由于地区不同，地质条件差异较大，煤层瓦斯隧洞频繁地出现在水利工程中。瓦斯危害性大，达到一定浓度后遇火会燃烧和发生爆炸，给瓦斯隧洞施工带来极大的安全隐患。夹岩水利枢纽及供水工程隧洞繁多，水打桥隧洞瓦斯含量大，给施工带来了极大地安全隐患，工程参建各方认真研究分析，在隧洞通风、供电、设备改造、安全监测等方面采取合理、科学的控制措施和施工方法，最终安全地完成了瓦斯洞段施工，保证合同工程工期。
关键词：水利工程；隧洞施工技术
中图分类号：TV554文献标识码：A
引言
水利工程隧洞对引水、排水有重要作用，是工程设施重要组成部分，但在施工中由于各方面因素的影响容易出现坍塌，不仅影响后续施工，还会造成人员伤亡与巨大的经济损失。
1、工程概况
某工程以城乡供水和农田灌溉为主要任务、兼顾发电的综合性I等大（1）型工程，由水源工程区、毕大供水区和灌区骨干输水区三部分组成。水源工程混凝土面板堆石坝最大坝高154m，水库正常蓄水位1323m，总库容13.23亿m3；灌区骨干输水由干渠、分干渠、支渠（管）及灌区泵站等组成，干渠总长267km。干渠前段近100km主要由多条隧洞组成，隧洞长度1.9～20.36km，埋深25～460m，多处于地下水位线下。
2、水利工程隧洞施工技术分析
2.1、隧洞开挖施工技术
通常来说，较为常见的开挖技术通常有全断面开挖法以及导洞开挖法两种。其中全断面开挖法主要适合用在围岩条件良好的隧洞当中。如若围岩质地较硬，则可以采用钻爆的方法来施工，根据围岩的地质情况来确定钻孔及装药布置图，随后实施相应的支护措施。该种方法的特点主要是能够有效提高施工效率，不但能够确保施工质量，而且还能有效减少作业周期。在具体作业时，需要切实根据制定方案来实施作业，防止受到交叉施工等问题的影响。而导洞开挖法和全断面开挖法的区别在于其开挖工作要求在隧洞断面上进行，随后结合实际设计方案来将导洞的具体形状和尺寸确定下来。该项技术其灵活性更强，能够在具体作业环节有效探明前方的地质情况，有助于排水工作的开展，并且还可以为后续的隧洞通风提供便利。
2.2、隧洞施工设备技术改造
根据《瓦斯隧道技术规范》规定，结合现场实际情况对电气设备与作业机械使用防爆型，隧道开挖进入煤层瓦斯段，对所使用的机械设备进行防爆改装，主要包括：挖掘机、装载机、自卸汽车等，机械设备改装选择了有资质的专业公司对机械进行防爆改装。针对瓦斯隧洞内燃施工机械设备，选配了一套适合于车载的瓦斯自动监测报警闭锁系统。该系统安装于内燃施工机械设备上，实时监测其周围环境空气中的瓦斯浓度，当环境瓦斯浓度超过报警限值，系统发出声光报警；当浓度继续上升时，超过断电上限后，监控系统发出车辆自动断油断电信号，控制车辆的相关电子装置实现自动断电熄火功能。当环境瓦斯浓度降到安全限值以下报警解除，该内燃施工机械设备方可再次进行启动。
2.3、钢拱架施工
在水利工程隧洞施工过程中，其隧洞支护的钢拱架种类较多，其中以格栅和工字钢的形式比较常见。需要结合具体隧洞断面轮廓来加工钢拱架，并采用冷弯机制成弯曲的模型。切实根据设计要求对钢拱架进行加工，通过开展组织实验来判断具体尺寸等参数与设计要求是否相符。在具体加工时，应当要控制外围轮廓误差在3cm以内，平面翘曲度在2cm以内，从而保证钢拱架与实际要求相符。钢拱架单元要求将具体单元类型和单元号明确出来，且尽可能储存在无水干燥的地方。不仅如此，还需要包裹在钢拱架外围的保护层厚度充足，当喷浆厚度到5cm后实施安装。如若钢拱架和隧洞围岩间存在间隙，则需要将垫块垫于缝隙处。将围岩和钢拱架使用定位筋有效连接起来。在具体作业时需尽量采用锚杆实施定位。当完成上述准备工作后就能够实施安装。具体安装流程如下：首先，采取人工方式来完成分片钢拱架的安装，并将钢拱架组装在隧洞的掌子面，并且将连接螺栓拧紧。其次，在安装前，要求能够全方位仔细检查掌子面，并且清除掉钢拱架地段的残渣，随后采用方木或石块来调整高度。再者，校验完毕钢拱架后，需要每间隔2m对其进行加固，保证围岩鞥能够和钢拱架有效贴合，如若部分部位不能贴合则要求采用石块来予以填充。在实际安装时，一项重要的工艺就是焊接，其作业要求主要如下：①在开始焊接前，要求详细检查接头，保证接头与相关规范要求相符。②在实际焊接时，所采用的焊剂、焊条等材料务必要与有关规定要求相符，且其型号与性能都要能够和设计要求相一致。③在开始进行焊接作业前，要求能够系统处理焊接部位，将其表面的油渍与锈迹清除干净，保证焊接完毕后不会产生缺口等情况。④在开展焊接作业前要求能够根据实际施工条件来实施试验。
2.4、超前钻孔探测煤层瓦斯含量
采用超前水平钻探法对开挖面前方50m范围内的煤层瓦斯含量进行探测，钻孔采用MDL-200多功能全液压履带钻机，钻孔直径?108mm，每断面布设3个超前水平探测孔，见图2。其中一孔取岩芯，对掌子面前方围岩和煤层结构进行取芯分析，探孔45m一环，单孔长为50m，相邻探测孔之间的搭接长度为5m，对有异常现象出现的工作面增加探测孔并结合其他手段进行综合性分析。实施过程中对每一个探测孔进行连续性瓦斯检测，由专业瓦斯检测员每钻孔5m深度量测一次，对于瓦斯浓度含量低（孔口检测小于2%）时，按照常规的通风方法进行稀释排出洞外，对于瓦斯浓度含量高（孔口检测大于2%）时，采用加强通风方式进行稀释排放，并根据现场的实际情况延长通风时间，直至瓦斯浓度符合要求时才进行工作面开挖作业施工。
2.5、水利工程隧洞塌方的处理和预防措施
第一，将开挖进尺缩短。对于部分隧洞其岩性发育情况较差，所以在具体施工时需要编制一套系统、可行的进度控制计划，在具体爆破环节需要尽量将装药量减少，且做到放小炮或不放炮。如若现场作业情况允许，就能够采用多人开挖的方式来进行，不过要确保断面规整，切实减少出现塌方等情况。第二，需要对隧洞情况进行实时观测。在进行隧洞施工时，需要定期量测和观测现场的水文地质以及地质条件，对二者的实际变化规律进行全面分析，并制定出一套切实可行的施工方案。第三，需要做好围岩支护工作。在隧洞施工中一项重要环节就是加强围岩支护，其能够有效避免出现隧洞塌方的问题。在实际施工中要求能够根据实际情况来采取相应的围岩支护方式，确保支护的有效性。
结束语
水利工程输水干渠多条隧洞单洞长且埋深深，地下水位高，区域地质条件复杂，隧洞开挖施工时遇涌水涌泥等复杂地质条件的可能性大，加强施工期围岩、支撑变形监测能有效预防事故发生，为确保施工安全，开展超前预报，如超前钻探等是有必要的。涌水涌泥等问题出现后，加强或补充勘察查明情况，收集资料综合分析并拟定处理方案是成功应对特殊问题的常用方法。
参考文献
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作者简介
赵志刚（1984-），男，河北省承德市人，一级建造师，项目经理，主要从事房建施工管理工作，爱好讲课，施工实战类课程网络培训第一人。