水利工程隧洞设计论文

摘要：水利作为我国建设领域中一下重大工程，其在推动经济社会高速发展上发挥出了巨大作用。水利工程隧洞施工与处理措施对于水利工程建设的发展有着重要的作用，相关工作人员必须要能够正确掌握相关的施工技术和处理措施，切实促进水利工程更好更快的发展。下面小编整理了一些《水利工程隧洞设计论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

水利工程隧洞设计论文 篇1：

浅析水利工程隧洞洞内施工控制网的设计

水利工程建设中，隧洞的施工难度较大、精度要求较高，因此，必须对此进行专门的技术设计。本文对水利工程隧洞洞内控制网的设计，控制网观测与数据处理及检核进行了研究。

1 洞内控制网的网形设计

一般来说，水利工程建设施工中，洞内控制网可布设成单导线，双导线，主副导线和导线网等各种形式。但对于水利工程隧洞洞内施工而言，洞内控制网应布设成狭长导线网。在进行水利工程隧洞的洞内控制网布设时，一定要使控制网具有足够的检核条件。不仅要有精度检核条件，还应有可靠行检核条件，还应注意减弱诸如旁折光之类的系统误差的影响，为了保证洞内控制网的精度，必须设计出能对已测的洞内控制网的精度进行准确评定的方法：为保证不出现粗差，必须能通过多种路径对洞内控制网的观测和计算的准确性和可靠性进行检核。洞内控制网的网行通常为线形交叉导线网。在直道处可布设成对称交叉导线网，其图形如图图1（a）所示；在弯道处应布设成单侧交叉导线网，其图形如图1（b）所示。

洞内控制网的纵向边长，在直道处主要受洞内观测条件的影响，在弯道处主要受弯道的限制。根据洞内的条件，在照明条件良好的情况下，保证良好的观测条件且视线不宜太长。在直道處的纵向边长，根据各直道处的不同长度确定。在弯道处的纵向边长，应根据隧道的直径、弯道的半径和导线网的网形确定。

根据上述设计原则，经计算即可确定隧洞内控制点的设计点位，进而进行洞内控制桩点的布设。

2 洞内控制网的观测纲要设计

洞内控制网的观测纲要设计主要内容包括测角中误差和测距中误差的确定与观测指标的确定等。

2.1 洞内控制网的测角中误差和测距中误差的确定

当洞内控制网对隧洞横向贯通误差影响的允许中误差MN确定后，在测距精度一般应与测角精度相匹配的原则下，测角中误差和测距中误差可按（1）式计算：

根据隧洞1和隧洞2洞内控制网对隧洞横向贯通误差的允许中误差，利用上述计算方法算得测角中误差和测距中误差列于表1中。

2.2 洞内控制网观测技术要求

当确定了洞内控制网的测角中误差和测距中误差之后，即可进行洞内控制网的观测纲要设计。在观测纲要设计时，由于角度测量和距离测量必然受到不利因素影响而使观测精度降低，为保证观测精度能达到预期要求，应从严设计，要留有一定的安全系数。根据这个原则，利用表1列出的精度指标，参照仪器的标称精度，即可确定洞内控制网的观测纲要。隧洞1和隧洞2的洞内控制网的观测纲要列于表2中。

2.3 洞内控制网的布设与施测

洞内控制网桩点的设置洞内控制网的桩点标志应设置在带有强制对中装置的仪器台上，仪器台应通过铝合金架（铝合金架不对陀螺经纬仪产生影响）固定在洞壁上。仪器台上方的洞壁上应设置照明装置。直道处的导线点应对称地设置在洞轴线两侧的洞壁上，以减弱洞壁旁折光的影响。两个对称导线点间的间距应用检定过的特制钢尺来量测，因此在直道段导线点的仪器台上应增设量距装置。

3 洞内控制网的观测

在洞内基本导线网的角度观测中，当方向数为2个时，应采用左右角观测法；当方向数为3个或3个以上时，应采用全圆观测法；边长要进行对向观测，要测量气象元素，并进行气象改正、乘常数与加常数改正以及倾斜改正；对称点间距要用经过检定的特制钢尺进行量测，应往返量测各2次，往返测较差不应超过±1mm，并进行尺长改正、温度改正和倾斜改正。洞内控制网的观测技术要求见表2。

4 洞内控制网的计算与检核

（1）为了保证洞内控制网的精度，必须对已测的洞内基本导线网的精度进行准确评定；为了确保不出现粗差，必须通过各种路径对洞内基本导线网的观测和计算的准确性、可靠性进行检核。洞内基本导线网的计算必须采用严密平差进行。洞内基本导线网的计算和检核应随着基本导线网的向前延伸而逐次进行。每当基本导线网向前延伸一个环节，则计算和检核就要进行一次，其具体做法和程序如下：

式中：mβ为测角中误差；n为多边形的内角数。

①对于直道段（如图2），设基本导线网新增加一个环节BEFC，，这将新构成ABCE和BEFB两个四边形。通过对这两个图形的角度闭合差进行检核，可以达到如下两个目的，即：检核B、E、C、F各站上的观测角值是否存在粗差：检核导线点A、B、D、E是否有位移。这是由于∠BAE和∠BDE均是前一个环节观测的角度，若有位移，则必然引起相应图形的闭合差超限。

②对于弯道段（如图2），设基本导线网新增加一个环节HLJI，这将新构成GHIL，KLIH，HIJ等3个多边形。通过对这三个图形的角度闭合差进行检核，可达到如下两个目的，即：检核H、L、I、J各站上观测的角值是否存在粗差；检核G、K、H、L各导线点是否有位移。

（2）检查新测角与原测角（如图1中的∠ABD与∠AED，∠CHK与∠GLK的较差△β）是否超限，其限差可按下式计算，即：

此项检查的目的在于在图形闭合差超限时，确定超限的原因是由于导线点位移，还是由于观测角值存在粗差。

（3）检查新增导线点的横向点位精度。这项检查可通过不同路线推算的点位横向较差（△Yi）来检查。点位横向较差的限差可按下式计算，即

式中的mYi是与导线点桩号相应的横向贯通中误差的估值。

①对直道段（图2），设基本导线网新增加一个环节BEFC，应通过DEF与ABF两条路线推算F点的坐标，通过ABE与DEC两条路线推算C点的坐标，并求出按两条路线推算出的坐标横向较差。通过对该横向较差进行检核，可达到如下两个目的，即：检核新增环节的边长测量是否存在粗差；检核新增导线点的坐标精度；

②对于弯道（如图2），设基本导线网新增加一个环节HLJI，应通过GHI与KLI两条路线推算I点的坐标，通过GHJ与KLIJ两条路线推算J点的坐标，并求出按两条路线推算出的坐标横向较差。通过对该横向较差进行检核，可达到与a）类似的目的。

③根据严密平差后的坐标计算每对导线点的间距，检查此间距与钢尺量测的间距之较差（△Si）是否超限，其限差可按下式计算，即：

（△Si）max≤2（mXY）i （7）

式中：（mXY）i为导线点i的点位中误差。

（4）应用间接平差法，对工作面以前的整个基本导线网进行严密平差（每增加一个环节进行一次），求出各导线点的坐标平差值，并求出平差后点位横向中误差，然后按下列限差进行检核，即：

5 结束语

随着社会的快速发展，一些水利工程隧洞工程的施工需要高精度的测量，而要很好的完成这些工程项目，必须要对其施工控制网进行精心的设计、精心的实施，盲目的测量会事倍功半，严重的还会影响工程项目的正常施工，可能会对工程造成难以估计的损失。

为确保水利工程隧洞施工控制网的观测精度，使用的仪器比平时要高了一个等级，观测精度也要提高了一个等级。在控制网的设计、造埋、观测工作过程中，严格按ISO9001质量体系文件运行。

参考文献

[1]孔祥元，梅是义《控制测量学》武汉大学出版社，1996.

[2]SL52-93，水利水电工程施工测量规范[S].

[3]GB12898—91，国家三、四等水准测量规范[S].

[4]於宗俦、于正林.《测量平差原理》.武汉测绘科技大学出版社，1990.

[5]姜晨光，隧道施工控制网构建方法的研究.2002年第2期.

[6]工程测量规范GB50026-93.中华人民共和国国家标准.中国计划出版社，2001.

[7]彭先进编著.测量控制网的优化设计.武汉测绘科技大学出版社，1991.

作者：张奇

水利工程隧洞设计论文 篇2：

水利工程隧洞施工技术及处理措施分析

摘 要：水利作为我国建设领域中一下重大工程，其在推动经济社会高速发展上发挥出了巨大作用。水利工程隧洞施工与处理措施对于水利工程建设的发展有着重要的作用，相关工作人员必须要能够正确掌握相关的施工技术和处理措施，切实促进水利工程更好更快的发展。

关键词：水利工程；隧洞施工；施工技术；处理措施

一、水利工程隧洞施工技术分析

（一）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。

（二）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。

（三）隧洞衬砌施工技术

第一，合理制备和安装钢筋；在制备钢筋过程中，施工人员务必要根据相应图纸和规范来开展。保证钢筋规格要与后期的焊接作业以及绑扎要求相符，双面搭接要求接头实际长度在所使用钢筋直径的4倍以上，主受力筋的长度需要在其直径20倍以上，受接筋接头超过长度需在直径的30倍以上。而且在使用钢筋前务必要做好除锈工作，且做到均匀与牢固的绑扎钢筋，并且为后续作业预留一定保护层。第二，正确安装模板；完成钢筋绑扎作业后并通过相关质量验收工作后便可安装模板。在具体安装过从中，其流程主要如下：①在安装开始前，需要检查模板，保证模板不出现不平整与变形的问题，检查通過后可就脱模剂均匀的涂抹在其表面，且进行牢固安装，保证邻近两个模板其接缝的严密。②当混凝土强度为整体强度的1/2情况下，可将模板拆除。③对于使用的是非定型组合式模板，则需要调平其中心，并仔细检查模板中心与隧洞中心是否重合，如若不重合则需要予以调整。

（四）混凝土浇筑

第一，为了保证所使用的混凝土材料质量达标，严重在实际作业过程中私自变更混凝土的配比。在开始施工前需要开展试验工作，对其误差进行更严格把控。第二，需要尽量将运输混凝土的时间缩短，避免离析等问题出现。如若混凝土由泌水、离析等情况出现，则需要将其废弃处理，严禁再次使用。第三，在浇筑第一层基岩时要求将厚度约2.3cm的水泥砂浆层铺设在浇筑面上，保证能够良好黏结混凝土，切实避免出现脱落等问题。第四，需要严格把控混凝土坍落度在8～14cm范围内。第五，在浇筑过程中需要安排特定的工作人员来监督与指导施工现场，浇筑完毕后需让监理人员进行验收。

二、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。

参考文献：

[1]陈晓玉.对水利工程隧洞施工的几点认识与思考[J].吉林农业，2014（20）.

[2]罗福进.水利隧洞施工技术管理的重点[J].江西建材，2016（17）：135.

作者：孙克刚

水利工程隧洞设计论文 篇3：

水利工程隧洞施工技术应用的探讨

【摘要】本文主要对水利工程中隧洞施工技术进行论述，并从隧洞开挖以及支护施工进行分析，且根据笔者多年来的工作经验和相关知识作出以下探讨，希望能给予相关专业读者借鉴。

【关键词】水利工程；隧洞施工；技术应用

引言

随着社会经济的快速发展，人们越来越重视水利工程建设。水利工程作为一项重要的基础设施建设，其建设规模在不断的扩大。同时水利工程建设是我国基础设施建设中一个重要的大环节，因而在进行水利工程施工时，必须做好每一个环节的施工，严格控制施工工序以及施工质量，保证水利工程的顺利进行。

1.工程隧洞施工

1.1开挖方法

正洞开挖遵循“短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的原则。由于业主没有提供隧洞处的详细地质资料，故洞身的开挖需根据围岩类别采用不同的方法，确保施工安全。在这我们按照常规的施工方法进行叙述。

为减少开挖过程中对围岩的拢动及减少越挖，隧洞洞身开挖必须采用光面爆破和预裂爆破相结合的技术，对于每次循环进尺2.5～4.0m左右。

1.2爆破设计

钻爆作业是隧洞施工控制工期、保证开挖轮廓的关键。为了充分发挥围岩的自承能力，减轻对围岩的振动破坏，隧洞采用微振控制爆破技术，实施全断面光面爆破，并根据围岩情况及时修正爆破参数，达到最佳爆破效果，形成整齐圆顺的开挖断面，减少超欠挖。

采用光面和预裂爆破的方法，并按微震控制爆破设计，不耦合系数装药，塑料导爆管非电起爆。开挖施工中根据爆破设计，结合现场地质情况进行试验，并不断修正设计参数，达到最佳爆破效果。

1.3钻爆作业

采用钻孔台架配手持式风动凿岩机钻孔，人工装药起爆。钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。如围岩出现变化需要变更爆破设计时，由项目技术负责人确定，上报监理工程师批准。炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接，均由考核合格的爆炮工负责。

1.3.1测量

测量是控制开挖轮廓精确度的关键。采用隧洞断面激光测量仪进行断面和炮孔划线。每循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。

1.3.2定位开眼

钻眼时，凿岩机与隧洞走线保持平行，就位后按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3～5cm以内。

1.3.3钻孔

为确保开挖质量，每循环作业前必须由测量人员现场画出开挖轮廓线，根据爆破设计标出炮眼位置。采用自制可移动简易钻眼台车，使用YT-27型气腿式凿岩机钻眼，全断面同时作业时需配备5台凿岩机同时钻眼，用以保证开挖作业进度。

1.3.4装药

钻完孔后，用高压风吹孔，经检查合格后装药。炮眼装药方式，周边眼采用间隔装药（参见图1），装药分片分组负责，自上而下严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。装药前将炮眼内的泥浆，积水及石粉吹洗干净，检查炮眼达到要求后方可装药，装药后所有炮眼均须堵塞炮泥，周边眼的堵塞长度不小于20cm，采用预裂爆破时，从药包顶端起堵塞，不得只在眼口堵塞。

图1空气间隔装药示意图

1.3.5堵塞

所有装药的炮眼均堵塞炮泥，堵塞长度不小于40cm。

1.4钻爆作业时注意事项

（1）首先应对炮眼布置、数目、角度和深度、用药量，引爆方式、爆破顺序等应事先作好钻爆设计。

（2）炮眼数应根据岩石强度、地质构造、自由面数、坑道断面尺寸，炸药布置、炮眼长度等因素确定，同样还应通过试爆调整初步钻爆设计。

（3）严禁在已爆破的残眼中继续钻眼。爆破后，应经过不少于15分钟的待避时间，排险人员才能进入工作面。

（4）在掌子面钻孔或其他作业时，不得同时向已成孔内装药。

2.隧洞支护施工

2.1湿喷混凝土施工方法

喷射混凝土前，清理受喷面，做到受喷面无松动岩块，墙脚无虚碴堆积。水泥拟选用42.5级普硅水泥，速凝剂要求初凝不超过5min，终凝不超过10min，砂采用河砂，干净无污染，适宜用于隧道内喷射混凝土。石料采用质地坚硬的碎石，其最大粒径不大于15mm。

喷射混凝土采用自动计量拌合机搅拌，施工时将已过筛的砂、碎石、水泥依次加入，然后加入水开始搅拌，拌料时严格掌握规定的速凝剂掺量和混凝土配合比，其水灰比一般控制在0.4～0.5，待混凝土拌和料搅拌均匀后，由混凝土输送车运至湿喷机。

湿喷机在作业开始时，先送风，后开机，再给料，待混凝土从喷嘴喷出后，再供给速凝剂；结束时，先关闭速凝剂计量泵，之后停止供料，待喷嘴残留的少量混凝土和速凝剂完全吹净后，再停风。初喷厚度4～6cm，复喷每次7～10cm，Z2型支护可一次喷至设计厚度，其它支护类型采用一次初喷，二次或多次复喷，直至设计厚度。初喷先拱后墙，复喷先墙后拱，喷射顺序先下后上，避免回弹的混凝土挡住未喷岩面。

2.2湿喷混凝土施工要求

支护紧随开挖面及时施作，以控制围岩变形和减少围岩暴露时间。水泥采用普硅水泥，水泥标号不低于42.5级，使用前做强度复查试验。细骨料中的含水量要每班检查、测试。喷射混凝土的用水采用清洁的饮用水，PH值不小于4。噴射设备需连续均匀混料并喷射。混料设备要严格密封，以防外来物质侵入。空压机要能适用于所选用的喷射设备，并具有足够的气压和流率，且可以保持连续优质作业。

2.3喷射混凝土质量控制

2.3.1混凝土抗压强度试验

采用喷大板切割法或凿方切割法制作混凝土试块，标养28d，进行试验，强度必须满足要求。每10延米至少在拱部和边墙各制作一组试件，材料或配合比变化按要求增加试件。不合格要认真查找原因，凿除重喷。

2.3.2回弹控制

用合适的配合比，配比中细骨料采用较细的河砂，粗骨料粒径最大控制在10mm左右，适当增加速凝剂的添加量也可减少回弹。喷射时喷枪与壁面垂直喷射，压密性好，回弹少。

2.3.3湿喷面事前处理控制

首先清除可能落下的浮石，若有涌水时，先喷一层较大速凝剂量的砂浆，安设枝丫状盲沟引流至排水沟；涌水较大时，在涌水处钻眼，埋设带堵头的钢管把水引出。并根据实际情况调整混凝土配合比，增加水泥用量，再喷射混凝土。

2.3.4喷混凝土表面控制

喷混凝土要做到均匀密实，表面平顺整洁，无干斑或流滑现象。对围岩表面凸凹显著的部位填平补齐，为防水板的张挂创造良好的条件。

3、结语

综上所述，隧洞施工是水利工程中的重要的施工组成部分，对于整个水利工程施工具有重要的作用，因而必须做好隧洞开挖以及支护施工，保证整个水利工程的质量。同时，水利工程隧洞开挖与支护施工是比较复杂的，在正式施工之前应该做好严格的施工设计，保证施工的顺利进行。在正式施工中，需要严格控制每一项分项工程的施工质量，采取有效的措施保证工程的质量，以保证水利工程隧洞施工项目的顺利进行。

参考文献

[1]程新平.水利工程隧洞施工技术探讨[J].科技风.2011年17期.56-57

[2]陈晓东.隧洞工程施工塌方预防及处理[J].人民珠江.2004年02期.34-35

[3]方杨.印度纳斯帕贾哈瑞工程的隧洞施工[J].水利水电快报.2002年15期.89-90

作者：张广宁