水工隧洞建设经验技术综述

杨瑞坤

摘要：水工隧洞对实现水电站的大面积洪水宣泄，助力我国水利工程的相关调配等工作，起到了非常重要的作用。随着科研人员对水工隧洞建设经验的不断增加，随着相关建设技术的不断成熟，近年来，水工隧洞的工程建设工作也取得了长足的进步和发展。本文立足于施工隧洞建设工作的特点和技术，深度剖析了水工隧洞建设过程中存在的主要问题，并进一步对相关技术的应用进行了简要探讨，以期为水工隧洞的建设工作提供参考。

关键词：水工隧洞；建设技术；讨论分析；

引语：在我国南方一带地区，水资源相对充沛，并且在雨水季节来临之际，大量的洪水宣泄需要通过建立水工隧洞或高坝等建筑来进行引水，以此用来调整国家不同地区跨流域调水工程的实施工作。因此，水工隧洞在解决部分地区干旱及其他用水问题方面，发挥着良好的作用和效果。如何在水工隧洞的建设过程中，积极解决关于勘探准确度、设计过程的不合理以及施工过程中的控制脱节等问题，进而更好地运用相关技术做好水工隧洞的建设工作，进一步提高并改善现有的施工质量，保证水工隧洞后期的运行期限，是亟须我们在工作中不断思考的工作方向。

一、水工隧洞建设的特点及主要技术

水工隧洞的良好建设，从一定程度上有效缓解了降水量相对较少的地区的用水量，如新疆地区的年降水量只有150毫米左右，为了解决各地区水资源分配不均的问题，很多水工隧洞工程应运而生。据统计数据表明，我国已经建设完成的长度在5km以上的水工隧洞已经达到了20座，在新疆修建的喀双隧洞全场283.39km，是目前在建的世界最长的输水隧道，还有很多在建的水工隧洞工程，无论是建设长度还是技术应用等方面，都在进一步促进着我国水工隧洞建设实现新的发展和突破。

在我国，很多水工隧洞经过的地区，崇山峻岭较多，地理条件险峻，所以，对于要穿过陡峭的山岭，进行勘察、设计、施工的水工隧洞工程来说，是一件非常困难的事情。因此，工程量巨大、施工难度较高都是水工隧洞建设工程的主要特点。同时，水工隧洞在设计和施工方面，需要严格按照现场的勘察报告来制定科学的施工方案，因此，在水工隧洞的建设过程中还要具备一定的技术性、科学性和严谨性。

我国各个地区都存在着地理环境等方面的差异，因此，在不同地区建设水工隧洞，也要严格按照各地区的地质条件，采用合理的技术进行勘探和施工。其中，在勘探地质的技术方面，对于不易测量的岩体构造地质条件，如小湾水电站坝址附近的堆积体，为了测量出堆积体的厚度和体积，勘测人员采用了地质雷达技术展开地勘工作；如面对崎岖不平的山岭隧洞，可以采用弯线地震反射技术展开前期的地质勘测工作。另外，对于水工隧洞的施工过程，一般会应用到支护和衬砌技术、防渗和排水技术、以及向水流中掺气等，这些技术的合理应用，不仅可以有效改善水工隧道在结构、渗水、排水方面的问题，还能进一步提高水工隧洞的施工效率，保证施工质量，改善水工隧洞工程整体的稳定性。

二、水工隧洞建设工作存在的问题

1、勘探不够精准，地质评价不够正确

水工隧洞在建设的过程中，地勘是最基础的工作，也是最重要的工作，因为地质勘探是为制定水工隧洞设计方案的基础和先决条件。而在部分水工隧洞工程建设的过程中，受限于各个地区勘测技术水平不一，对于施工现场的实际地质勘测，相关技术人员不能对地质条件做出准确的评价，同时，对一些不良地质不能做出精准勘察，为后续的设计及施工过程埋下大量的安全隐患。因此，地质勘测的相关技术人员要依据不同地质条件，采用不同的勘查技术，在水工隧洞建设工程的第一步，要对地质条件做到精准勘探，准确评价。

2、设计方案不合理，与实际施工不符

水工隧洞工程的方案设计，是技术性较高的一项工作，同时也是整个工程建设的重要部分，更是后续建设施工的主要技术依据。但是部分水工隧洞工程项目在进行施工方案设计时，没有结合地质条件以及隧洞的实际结构进行准确设计，造成大量原材料的浪费使用，同时设计的不准确性也会对水工隧洞的建设起到反作用，影响施工进度，大大降低施工建设的安全性和稳定性。因此，在对水工隧洞施工方案进行设计时，需要严格按照施工现场勘探的地质条件，对水工隧洞的结构进行合理设计，包括技术选择、物料选用以及施工设备的配置等等，提高设计方案的可行性，促进水工隧洞工程的建设实现高效、稳定的发展态势。

3、设计与施工过程控制脱节

水工隧洞的施工环节是整个工程建设的关键环节，这个环节是在地勘、设计都完成后，对施工现场进行实操的一个重要步骤。但是在部分工程项目的实际施工过程中，还存在一个主要问题，那就是设计与实际施工过程控制相脱节，造成了工程建设工期延缓，工程质量全面降低的不良后果。在部门水工隧洞的施工建设中，受限于各地区的经济建设水平有限，工程使用的设备情况以及施工人员的技术水平情况都不尽相同，就会产生实际的施工效果不符合设计时的预期效果，出现了施工过程中在控制方面的脱节，不利于提升施工过程的整体效果。因此，在实际施工的过程中，要将实际情况作为施工方案设计的参考，不断提高施工人员的专业能力，选择更加合适的机械设备展开施工，并做好应急预案的设定，进而保证水工隧洞工程的顺利开展。

三、关于水工隧洞建设技术的探讨

1、支护与衬砌技术

在水工隧洞建设的过程中，对于隧洞的承载结构的建设，一般采用支护与衬砌技术，来进一步提高水工隧洞结构的稳定性和坚固性。应用这种技术主要是依据支护原理，通过释放隧洞建设过程中产生的变形和地压，进行柔性支护和刚性支护，进一步提升工程材料的承载力。同时，还要利用钢筋混凝土形成复合结构，对水工隧洞进行衬砌技术施工。

其中，为了限制岩石松动，一般在施工过程中，采用喷锚作为柔性支护，在工程开挖后，进行快速支护，并通过分次支护、调整施工时间等方式，迅速提高工程材料的承载力，进一步提升隧洞结构的稳定性。另外，在衬砌的过程中，要依据围岩的条件和防渗要求，选择合适材料的混凝土，同时，在围岩条件以及防渗要求等方面，设计好混凝土衬砌的厚度，做好抗裂预防等工作。

2、防渗与排水技术

在水工隧洞的建设过程中，防渗及排水工作是整个工程的重要内容，对于水工隧道的防渗及排水工作，一般会依据工程地质、设计要求等条件，采用灌浆、设计排水孔、排水廊道等设计，提高施工隧洞的防水性，提高隧洞的排水能力。

在防渗与排水技术的应用过程中，主要会应用到如固结灌浆等灌浆技术，根据不同项目工程，固结灌浆范围大小的不同，我们一般会将固结灌浆分为全断面固结、部分顶拱固结等类型。总而言之，通过灌浆技术，全面提高了围岩的坚固性和隧洞整体的稳定性，进而有效改善水工隧洞渗水的问题。

对于排水问题，也是水工隧洞建设过程中的重要问题，在制定工程的设计方案时，要考虑周围的环境，在水工隧洞选择合适的位置，进行排水孔、排水管的良好设计，有效进行排水，解决水工隧洞内水外渗导致的地下水位出现升高的现象，避免由于积水使得水位抬高，对周边环境造成滑坡、坍塌等灾害问题。

3、高流速水工隧洞的建设

在我国，高流速水工隧洞是一种比较常见的高水头、大流量的水工隧洞，并且高流速水工隧洞有很多建成的实际案例，如刘家峡、乌江渡等水电站的泄洪隧洞，这些水工隧洞洞内的流速在40m/s，这种比较大的冲流速度，对水工隧洞在抗冲磨、防空蚀等方面提出了巨大的挑战。

对于这种相对特殊的水工隧洞的建设，一方面在建设的过程中，要积极做好防空蚀技术的应用，通过采用合理的梯形设计、更加抗蚀的材料、调整过水表面的不平整度等，提高水工隧洞的防空蚀性，进而全面提高水工隧洞的使用寿命和运行年限。另一方面，对于水工隧洞中过水表面的不平整程度的问题，可以采用在水中设置掺气槽，向水流内部掺气等方法，有效降低过水表面的不平整度。如在乌江渡水电站的泄洪隧洞施工过程中，技术人员采用在反弧段起点设置坎槽混合式掺气槽，并在墙内设置通气管等方法， 有效解决了隧洞表面被空蚀破坏的问题，提高了水工隧洞的运行年限。

结语：近年来，无论是降水量较少的新疆地区，还是降水量充沛的南方地区，水工隧洞都在水利工程建设和发展的过程中，发挥着重要的作用。通过我们在日常的工作过程中，对水工隧洞建设工程技术的研究以及一些实际案例的分析，对我国未来水工隧洞的建设提供重要的指导作用。文中通过了解水工隧洞建设工作的特点及技术种类，进一步分析水工隧洞的技术应用及工程实例。寄期未来，随着我国水工隧洞建设水平的不断提高，会使得水工隧洞的防腐蚀性及抗空蚀性能得到进一步的改善，进而全面提高水工隧洞的运行及使用期限。

参考文献：

1. 梁秋.水利工程引水隧洞施工技术探析[J].江西建材,2021(11):194-195.

2. 谢英国.水工隧洞施工技术研究[J].低碳世界,2017(10):73-74.

3. 赵鑫.水电站引水隧洞开挖及支护的施工技术[J].山东工业技术,2016(13):135.