水利工程引水隧洞地质超挖研究与应用

水利工程引水隧洞地质超挖研究与应用

魏东

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摘要：近些年来，我国的水利工程逐渐扩大发展，而引水隧洞是水利工程中无法缺少的基础设施，其建设过程中地质超挖是一个关键的环节，也是一个重要的研究方向。地质超挖是指在钻掘隧洞的过程中，为了保证隧洞的安全和稳定，采取超过设计截面尺寸的钻掘方式，使其留有适当的余量，避免地质灾害的发生。地质超挖对于隧洞的加固和抗震能力起到了非常重要的作用，因此对于水利工程引水隧洞地质超挖的研究与应用尤为重要。

关键词：水利工程 引水隧洞 地质超挖 应用

引言

水利工程建设是我国现代发展的重要基础设施，而隧道开挖是水利工程建筑中的一个重要环节。在隧洞开挖的过程中，无法避免会出现地质超挖的现象，即隧洞周围的岩石破坏范围超过了所设计的范围。这种现象如果不能得到及时有效的处理，就会严重影响水利工程的稳定性和安全性。因此，对水利工程引水隧洞地质超挖研究及其应用是非常重要的。

1引水隧洞工程的意义

随着城市化的发展，城市人口增长和经济发展需要更多的水资源来支持。引水隧洞工程能够将远离城市的山区或水库等水源地的水资源引入城市，以解决城市用水不足的问题。而引水隧洞的建设可以有效解决水资源短缺的问题，使水源地的水能够顺利地输送到用水地，满足人们日常生活、农业生产和工业生产的用水需求。但是，引水隧洞在实际的建设的过程中会需要涉及多方面的工程技术，必须考虑到隧洞的纵向和横向控制，要保证建设的精度、质量，以及水流的控制和调节，以确保隧洞的安全和稳定运行。

2引水隧洞地质超挖概述

引水隧洞地质超挖的目的是适应水利工程建设的需要，它主要涉及隧洞的断面大小、偏差、地质结构和水文条件等一系列要素。在进行引水隧洞地质超挖时，需要对隧洞的地质情况进行充分的了解和分析，以保证开挖质量和安全。在引水隧洞地质超挖过程中，需要考虑隧洞岩层的稳定性、地下水的流动、隧洞的断面形状等。其中，地质条件是决定引水隧洞地质超挖成功与否的关键因素。如果隧洞的地质条件不好，那么超挖难度就会较大，同时超挖导致的地下水流量会增多，对隧洞稳定性的影响也会更大。因此，在进行引水隧洞地质超挖时，需要对隧道进行详细的勘察和地质调查，了解隧道地质结构和地下水情况，然后再根据实际情况对超挖的范围和方案进行确定，并制定详细的施工方案，确保施工过程中的安全和质量[1]。

3超挖影响因素

3.1地质条件因素

地质条件是引水隧洞地质超挖的最主要影响因素。由于地质结构的不稳定性，在岩石类地质条件下，隧道中的节理和岩层裂隙相对较少，相对而言稳定性较高。而在软土类地质条件下，隧道开挖后易产生变形和塌陷现象，稳定性较差。这些地质变化可能导致超挖后的地下岩层不稳定，从而对隧道建设带来安全隐患。

3.2钻孔爆破因素

钻孔爆破是水利工程引水隧洞地质超挖过程中常用的一种施工方法，其工作原理是通过对钻孔进行爆破，将超挖范围内的岩石和土壤进行破碎和开挖。但是，在进行钻孔爆破时，也存在一些影响因素。例如岩石的硬度、断裂和节理的分布等岩石性质会直接影响钻孔爆破的效果。不同类型的岩石对爆破的抵抗性也不同，需要根据具体情况选择合适的爆破参数和技术。

3.3施工管理因素

施工因素包括施工设备、人员技术、施工方法等多个方面。首先，施工设备的选择和使用对超挖效果有直接影响。例如，钻机的性能和稳定性、爆破器材的质量和精准度、开挖机械的功率和灵活性等都会影响超挖的效果。其次，施工人员的技术水平和经验对超挖效果有重要影响。施工人员需要具备足够的专业知识和技能，能够准确地进行钻孔、爆破和开挖操作。他们需要根据地质情况和超挖要求，灵活地调整施工方法和技术，以达到最佳的超挖效果。最后，施工方法的选择和实施也是影响超挖效果的重要因素[2]。不同的施工方法对超挖的影响会有所不同。例如，钻孔爆破和机械开挖是常用的施工方法，它们在超挖过程中需要进行合理的协调和组合。

4超挖控制技术

4.1不良地质洞段处理措施

为了控制水利工程引水隧洞地质超挖过程中的不良地质问题，需要采取一系列措施。首先，在不良地质东段，可以采用岩体改良、注浆加固等预处理技术，通过对底层进行改良和加固，提高地质条件的稳定性，减少超挖过程中的地质变形和开挖困难。其次，需要选择合理的施工方法，需要根据不同地质条件，选择钻孔爆破、机械开挖、全断面盖和切头发等施工方法。钻孔爆破可以破碎和开挖岩石，机械开挖可以适应不同地质条件，全断面盖可以加固地层，切头发可以减小超挖范围，提高施工效率。

4.2施工前的地质预报

地质预报可以提前了解施工区域的地质条件和地质构造，为超挖施工提供可靠的地质信息和依据。在施工前，通过地质预报，可以确定地质层理、裂缝、节理等构造特征，以此来评估岩石的强度和稳定性，识别不良地质条件。基于地质预报的结果，可以制定相应的超挖施工方案和技术措施。同时，地质预报也能够减少超挖过程中的风险和不确定性，通过精准的地质预报工作，可以有效控制超挖施工风险，保障施工安全和工程质量。

4.3现场管理措施

水利工程引水隧洞地质超挖控制技术中，现场管理措施是确保施工安全和超挖效果的关键。在施工现场，要建立健全的现场管理体系，明确责任分工和管理流程，确保施工人员按照规定进行操作和控制。其次，要加强对施工现场的地下水位、地表变形、岩体稳定性等方面的监测，通过实时监测，可以及时发现和预警潜在的地质问题，采取相应的措施进行控制[3]。在施工的过程中，还要加强对施工人员的培训和教育，增强他们的安全意识和技能水平，施工人员应严格遵守操作规程和相关安全规定，正确使用和保养施工设备，切实做好个人防护工作。除此之外，要加强与相关部门的沟通和协调，及时报告和解决施工中的问题，确保施工的顺利进行。

结语

随着现代建设技术的不断更新和发展，引水隧洞地质超挖的技术也在不断地完善和发展。在实际应用中，引水隧洞地质超挖的控制措施涉及多方面的技术和管理要素，在施工过程中要全面考虑地质条件、隧道使用要求和施工要求，并采取相应的措施确保隧道施工的效果和安全性。

参考文献

[1]佟艳清,刘启,徐全基等.水利工程引水隧洞地质超挖研究与应用[J].云南水力发电,2021,37(04):176-180.

[2]唐明秀,杨繁昌.地质复杂引水隧洞超挖控制[J].云南水力发电,2021,37(08):105-107.

[3]刘斌.简谈小断面引水隧洞爆破开挖质量控制[J].大众标准化,2023(15):37-39.