大型水利水电工程导流洞施工关键技术探讨

引言：

在大型水利水电工程建设中，导流洞不仅承担着施工期河流改道的重要任务，更是确保主体工程顺利进行的关键环节。随着工程规模的不断扩大与地质环境的日益复杂，导流洞施工技术面临前所未有的挑战。如何在保障安全的前提下实现高效施工，成为工程技术人员关注的焦点。系统梳理导流洞施工中的关键技术，不仅有助于提升施工质量，也为今后类似工程提供宝贵经验与技术支持。

一、复杂地质条件下导流洞施工面临的主要技术挑战

在大型水利水电工程建设过程中，导流洞作为引水、泄洪及施工期导流的重要通道，其施工质量与进度直接关系到整个工程的成败。然而，在复杂地质条件下开展导流洞施工，面临诸多技术挑战。首先地质结构的不均匀性和多变性对洞身稳定性构成严重威胁。如断层、破碎带、高地应力区、地下水丰富区等不良地质体常常在掘进过程中暴露出来，极易引发塌方、涌水、突泥等地质灾害。这些问题不仅延误施工进度，还可能对施工设备和人员安全造成极大威胁。同时，由于导流洞多位于山区或河谷地区，地形起伏大，交通不便，施工场地布置和材料运输均受到较大制约，进一步增加了施工组织与管理的难度。

复杂地质条件要求施工工艺与支护结构具备高度适应性与科学性。在不良地质段掘进时，传统钻爆法往往难以保证围岩稳定，易诱发次生灾害。因此，需因地制宜采用新奥法、全断面掘进机（TBM）等先进施工方法，提升施工效率与安全性。此外，支护结构的设计也需紧密结合围岩类别与稳定性等级，采用系统锚杆、钢架、喷混凝土等组合支护方式，并及时进行二次衬砌，以防止围岩松动和坍塌。在涌水或突泥段施工时，还应结合超前地质预报成果，提前采取注浆加固、超前支护、排水导流等措施，确保施工面稳定，防范突发地质风险。这些技术手段的有效实施对施工技术水平、设备能力以及现场管理提出了更高要求。

复杂地质环境下导流洞施工的风险控制与动态调整能力尤为关键。由于施工过程中地质情况经常出现突变，仅依赖前期勘察资料难以完全掌握地下情况，必须在施工过程中不断进行地质超前预报与动态设计调整。施工单位需建立健全的信息化监控系统，通过地质雷达、地质钻探、声波测试等手段实时掌握前方地质变化，结合监控量测结果及时调整支护参数和施工工艺。此外，还应制定完善的应急预案，配备专业救援队伍和抢险物资，增强对突发情况的应对能力。

二、导流洞关键施工技术与工艺优化路径

导流洞施工技术的发展与优化，直接关系到大型水利水电工程的整体进度与质量。在复杂地质环境下，为实现导流洞的安全、高效施工，必须结合工程特点科学选择施工方法，并优化施工工艺流程。当前，导流洞掘进方式主要包括钻爆法和机械化掘进，其中钻爆法具有适应性强、成本相对较低的优势，适用于地质条件复杂的地段；而全断面掘进机（TBM）适用于地质稳定、洞径较大的区域，具有效率高、成型好、扰动小等特点。实际施工中应根据岩层类别、断层发育、地下水情况等要素进行综合评估，合理选择施工工法，并辅以分区掘进、短进尺强支护等方式，提高洞身稳定性和施工效率。

在支护与衬砌方面，工艺优化尤为关键。导流洞围岩稳定性变化大，需采取“分级支护、动态调整”的技术策略。针对Ⅲ类以上围岩，应及时喷混凝土封闭围岩表面，配合系统锚杆及钢拱架构成初期支护体系，同时布设监测点对拱顶沉降、拱脚收敛、围岩应力等进行动态观测，根据监测数据对支护结构进行适时优化。在衬砌工艺上，应根据导流洞功能需求选择一次衬砌或分层衬砌方式，并注意控制混凝土浇筑温度、坍落度及养护条件，以提高衬砌密实性和耐久性。在衬砌前可采用止水帷幕和防水层系统，保障导流洞在运行期间具有良好的抗渗性能，防止地下水渗入破坏结构稳定。

导流洞施工的系统化管理与信息化应用是工艺优化的重要组成部分。通过建立 BIM 模型与施工信息管理系统，可实现对工程进度、资源调度、地质参数、支护强度等多要素的集成控制，有效提升施工组织效率和风险管控能力。同时，应加强对超前地质预报、施工监控量测和数据反馈机制的应用，结合地质雷达、钻探及地震波测试等手段，提前掌握前方地质结构变化，优化支护设计与施工节奏。对于突水、突泥等高风险区域，还应布设临时排水系统和减压措施，保障施工安全。

三、导流洞施工安全保障与风险应对策略

导流洞施工作为大型水利水电工程中的关键环节，其安全保障工作贯穿施工全过程。由于导流洞多处于复杂的地质和水文环境中，施工过程中极易出现涌水、坍塌、瓦斯突涌、高地应力释放等安全风险。因此，施工安全保障必须坚持“预防为主、防控结合”的原则，建立覆盖设计、施工、监测与应急的全方位安全体系。施工前应充分开展地质勘察，查明断层、破碎带、地下水发育及软弱围岩等不良地质分布情况，结合风险等级进行科学分区，制定针对性的支护与施工方案，并通过地质超前预报等手段实时动态掌握地质变化，为安全施工提供技术依据。

在施工过程中，应强化现场安全管理与技术控制措施。掘进作业中必须严格执行支护与开挖同步进行的原则，尤其在穿越不良地质段时，应采用短进尺、强支护和快速封闭的施工工艺，减少围岩暴露时间，避免应力集中引发坍塌。针对涌水和突泥等突发情况，需预先布设导排系统，采用帷幕注浆、超前注浆等方式降低地下水压力，稳定围岩结构。同时，施工区域必须配备完善的通风系统与监测仪器，实时监控有害气体浓度、支护结构受力变化及围岩变形，确保施工人员生命安全。此外，对重点施工环节如洞口开挖、深埋段掘进、大体积衬砌施工等，应安排专人值守，实施全天候监控，发现异常及时调整工艺与作业计划。

为提高应对突发风险的能力，还需建立完善的应急管理机制。应制定涵盖突泥、涌水、坍塌、火灾等多种风险情景的专项应急预案，并定期组织实战演练，提高现场施工人员的应急反应与自救能力。项目建设单位应配备必要的应急物资和救援装备，如抽排水设备、应急支护构件、通讯工具等，以便在事故发生时迅速开展抢险救援。同时还应建立跨专业、协同联动的安全管理团队，结合信息化技术平台，实现对施工安全的实时远程监管与预警，提升整体管理水平。制度、技术、管理协同发力，有效控制风险，保障导流洞施工安全高效推进。

结语：

导流洞施工是大型水利水电工程中的关键环节，面对复杂地质条件所带来的技术与安全挑战，必须在施工工艺、支护技术、安全管理和风险应对等方面系统部署、协同推进。通过科学选择施工方法、优化支护与衬砌工艺、强化动态监测与应急机制，可有效提升导流洞施工的安全性与稳定性。不断总结实践经验与技术创新，将为今后类似工程的建设提供坚实支撑与技术借鉴。

参考文献：

[1]刘显军,唐杰伟,夏维学.高速水流特大泄洪洞施工关键技术[M].中国水利水电出版社:201804.218.

[2]樊少鹏,刘会波,熊泽斌,等.BIM 协同设计在海外大型水电工程中的应用及技术研发[J].人民珠江,2022,43(02):7-16+23.

[3]吴涛.水利水电工程隧洞开挖与支护施工技术创新[J].全面腐蚀控制,2025,39(05):99-101.DOI:10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2025.05.099.03.