小断面长距离地下引水隧洞施工工艺与应用研究

1 小断面长距离地下引水隧洞施工的意义

1.1 水资源合理调配

小断面长距离地下引水隧洞工程作为一项重大基础设施建设项目，能够有效跨越地理障碍，实现水资源丰富地区与缺水地区的科学连接，切实推进水资源的优化配置。该工程的实施将有力缓解缺水地区用水紧张局面，为居民生活用水、工业生产用水和农业灌溉用水提供坚实保障，对促进区域经济协调可持续发展具有重要战略意义。特别是在我国部分干旱的内陆地区，通过科学规划引水隧洞建设，积极引入外部优质水源，不仅能够显著改善当地生态环境质量，更能有效推动现代农业可持续发展，全面提升人民群众生活品质，为实现共同富裕目标奠定坚实基础。

1.2 避免明渠施工难题

在引水工程建设过程中，以滴水海子水库灌区工程下棚子隧洞为例 , 若未能采用长达3.6 公里的长隧洞施工方案，则必须修建一条约28 公里的无效明渠。该明渠需开凿于大山深处极为陡峭的悬崖中段，施工环境极其严峻。在此类特殊地形条件下实施明渠施工，实属一项极具挑战性的重大工程任务。即便采取强制性施工措施，也将面临施工安全保障严重不足的突出问题，施工人员将时刻处于坠落、山体滑坡等重大安全隐患之中。更为关键的是，施工难度将呈现几何级数增长态势，在陡峭山崖上开展大规模挖掘作业，无论是物料运输还是机械操作均面临诸多实际困难。与此同时，工程投资规模必将显著扩大，需要投入更多人力、物力和时间资源以应对复杂多变的施工环境。此外，工程进度预测存在较大不确定性，极易因各类不可抗力因素导致工期严重延误。

1.3 提高供水安全性

地下引水隧洞工程作为重点水利工程建设项目，具有显著的隐蔽性特征和结构稳定性优势，能够系统性防范自然灾害及人为因素引发的各类风险隐患，切实提升供水系统的安全保障能力。在面对地震、洪水、暴雨等重大自然灾害时，地下隧洞较之地面管道展现出更为突出的抗灾避险能力，能够确保供水系统持续稳定安全运行。同时，该工程的隐蔽特性可有效防范和杜绝恶意破坏行为的发生，为城市安全有序运行和重要工业基地用水需求提供强有力的基础保障，对维护社会和谐稳定、促进经济社会高质量发展具有重要的战略价值和现实意义。

2 小断面长距离地下引水隧洞施工工艺的要点

2.1 开挖技术要点

小断面长距离地下引水隧洞的开挖作业是工程建设的关键基础环节。鉴于断面尺寸有限，大型机械设备难以进场施工作业，故需采用钻爆法或掘进机法等科学合理的施工工艺进行开挖。其中，钻爆法施工必须严格遵循技术规范，精心设计炮眼布置方案，科学控制装药量，确保爆破效果既能实现岩层的有效破碎，又能最大限度降低对围岩的扰动程度。在钻孔作业过程中，必须确保钻孔深度和角度完全符合设计要求，切实提升爆破作业效率。同时，要高度重视安全生产管理工作，严格落实通风措施，及时有效排除爆破产生的有害气体，为工程顺利推进创造良好条件。掘进机法作为一项先进的施工工艺，主要适用于地质条件较为适宜的区域。该方法具有连续作业能力强、施工效率高、围岩扰动程度低等显著优势。然而，必须清醒认识到，掘进机设备投入成本较高，且对复杂地质条件的适应性存在一定局限性。在具体实施过程中，必须严格遵循科学规范，针对不同岩层特性精准调节掘进参数，包括但不限于掘进速度、推进力等关键指标，从而确保施工效率与工程质量的双提升。

2.2 支护施工要点

支护作为隧洞施工安全稳定运行的重要保障措施，其科学实施具有关键性意义。针对小断面隧洞特点，当前主要采用锚杆支护、喷射混凝土支护及钢拱架支护等规范化支护方式。其中，锚杆支护通过科学连接围岩与深层岩体，显著提升围岩整体稳定性。在具体实施过程中，必须严格按照设计规范要求，确保锚杆长度、间距及角度等关键参数精准达标，切实保障锚杆支护效能充分发挥。喷射混凝土支护能够及时封闭围岩表面，防止围岩风化和剥落。在喷射混凝土前，要对围岩表面进行清理，保证混凝土与围岩的粘结效果。同时，要控制好喷射混凝土的配合比和喷射工艺，确保混凝土的强度和密实性。钢拱架支护适用于地质条件较差、围岩变形较大的地段。钢拱架能够提供较强的支撑力，限制围岩的变形。在安装钢拱架时，要保证钢拱架的安装位置准确、连接牢固，与锚杆和喷射混凝土共同形成有效的支护体系。

2.3 出渣运输要点

小断面长距离隧洞的出渣运输是施工中的一个难点。由于断面小，运输空间有限，因此要选择合适的出渣运输方式。常用的出渣运输方式有有轨运输和无轨运输。有轨运输适用于长距离运输，它具有运输能力大、运行稳定等优点。但有轨运输需要铺设轨道，前期投入大，灵活性较差。无轨运输适用于短距离运输，它具有灵活性强、设备投入小等优点。但无轨运输的运输能力相对较小，尾气排放对洞内环境有一定的影响。在选择出渣运输方式时，要根据隧洞的长度、断面尺寸和地质条件等因素综合考虑，确保出渣运输的效率和安全。

2.4 通风排水要点

通风是保证洞内施工人员安全和健康的重要措施。小断面长距离隧洞的通风难度较大，需要合理设计通风系统。常用的通风方式有压入式通风、抽出式通风和混合式通风。压入式通风能够将新鲜空气直接送到工作面，但通风距离有限。抽出式通风能够及时排出洞内的有害气体，但需要在洞内设置风道，增加了施工难度。混合式通风结合了压入式通风和抽出式通风的优点，能够有效地提高通风效果。在通风过程中，要定期检测洞内的空气质量，确保洞内有害气体的浓度符合国家标准。排水是保证隧洞施工顺利进行的重要环节。小断面长距离隧洞可能会遇到地下水的影响，需要及时排除洞内的积水。常用的排水方式有自流排水和机械排水。自流排水适用于洞底有一定坡度、地下水水位较低的情况。机械排水适用于地下水水位较高、自流排水困难的情况。在排水过程中，要选择合适的排水设备，保证排水的效率和可靠性。

3 结语

小断面长距离地下引水隧洞施工工艺的研究与应用，不仅是工程技术领域的重要课题，更是推动水资源优化配置和区域经济发展的重要支撑。通过对施工工艺的深入探讨，可以发现其在实际操作中的复杂性和技术要求之高。无论是开挖、支护，还是出渣运输和通风排水，每一个环节都需要科学规划和精准执行，以确保工程的安全性、经济性和可持续性。未来，在类似工程的实施过程中，应进一步结合现代科技手段，如智能化设备和信息化管理系统，提升施工效率与质量。同时，注重环保理念的贯彻，减少对自然环境的干扰，实现工程建设与生态保护的双赢。希望本文的研究成果能够为相关领域的实践提供有益参考，助力我国水利基础设施建设迈向更高水平。

参考文献：

[1] 张进山 . 小断面长距离地下引水隧洞施工工艺与应用研究 [J]. 黑龙江水利科技，2025，53（06）：127-130.

[2] 苏兴彬，李艳梅，蓝天缘，冯威. 长距离小断面引水隧洞施工技术[J].广西水利水电，2022，（06）：51-53+67.

[3] 王斌 . 小断面长距离引水隧洞施工技术研究 [J]. 四川建材，2022，48（07）：180-181.