談水電站隧洞開挖及支護工程技術(shù)

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[摘要]引水隧洞工程是水電站建設(shè)中十分重要的組成部分，其中引水隧洞施工主要包括隧洞開發(fā)與隧洞支護兩方面，其施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整個水電站的質(zhì)量與運行周期。基于此，對水電站引水隧洞開挖及支護工程技術(shù)進行探討，以期給相關(guān)工作者帶來一定借鑒意義。

[關(guān)鍵詞]水電站；引水隧洞；開挖；支護；工程技術(shù)

1水電站引水隧洞介紹

水電站發(fā)電原理主要是依靠水位的高低形成巨大空間差，通過水流產(chǎn)生的巨大重力推動水輪機運行，進一步推動發(fā)電機產(chǎn)生電能。而引水隧洞就是將山體開挖形成引水道，將水流上部引入水輪機的密閉空間，帶動發(fā)電機發(fā)電。通常引水道線路都是簡短而直接的，以方便水流形成對接。引水隧洞的應(yīng)用可以有效提高水電站的工作效率，節(jié)約成本、減少能源浪費等。

2引水隧洞開挖步驟

制定規(guī)章制度確保施工質(zhì)量：根據(jù)實際水電站建設(shè)項目制定規(guī)章具體制度，確保引水隧洞各個階段施工質(zhì)量。科學(xué)合理制定平行作業(yè)任務(wù)，保證每天按時按量的進行開挖作業(yè)，確保隧洞穩(wěn)定性。同時，提高通風(fēng)需求以保證進水區(qū)混凝土的施工量。做好開挖保護工作：在引水隧洞開挖之前，首先要對隧洞下平行端以及上下彎道進行挖掘支護；然后再進行豎井段的開挖任務(wù)。在平行段交面工作完成以后在進行上彎道的開挖工作；帷幕注漿工作完成以后在進行下彎道段的開挖與支護工作。無論是哪個階段的開挖工作都必須按照分步施工原則，只有這樣才能確保豎井段的充分利用，確保整個施工周期的良好通風(fēng)。混凝土噴射與錨桿施工：在挖掘任務(wù)完成之后要及時開展引水隧洞平洞段的混凝土噴射與錨桿施工工作，其中要避免超前錨固，在施工過程中需要隨時隨地對噴錨進行支護保護工作，以確保施工引水隧洞平洞段的穩(wěn)定性。

3引水隧洞開挖施工技術(shù)

全斷面開挖：全斷面開挖技術(shù)就是按照具體施工要求一次性開挖到位。這種開挖方法主要應(yīng)用設(shè)備就是多臂鉆機，通過利用多臂鉆機一次性挖掘出10米左右高度的隧洞，多臂鉆機的有效利用不僅可以大大縮短施工時間，提高工作效率，節(jié)約人工成本等，而且多臂鉆機操作簡單，便于攜帶。但是，由于引水隧洞開挖對工藝要求十分嚴格、精細，而且挖掘的隧洞斷面往往面積都非常大，不易控制，使全斷面開挖技術(shù)受到多方面因素的限制，給全斷面開挖工作帶來極大的挑戰(zhàn)。全斷面開挖技術(shù)通常適用于巖層穩(wěn)定性較高，地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的引水隧洞開挖工程。斷面分部開挖：斷面開挖技術(shù)就是將引水隧洞分階段、分層次合理分解細化開挖工作任務(wù)。其主要分為導(dǎo)洞開挖和臺階開挖兩種形式，這兩種方法都是主要根據(jù)斷面的巖土特性、跨度大小、選取方式的不同而進行不同的選擇。導(dǎo)洞開挖又被稱為三導(dǎo)洞法，此方法通常把引水隧洞斷面劃分為中間、左、右三部分。首先，開挖施工人員需要開挖一個中型導(dǎo)洞；然后，在中導(dǎo)洞基礎(chǔ)之上進行引水隧洞的后續(xù)工作。最后，開挖左右兩邊導(dǎo)洞，導(dǎo)洞開挖手段可以采用上洞、下洞的方法。導(dǎo)洞開挖的方式一般適用于通風(fēng)、災(zāi)害、巖土結(jié)構(gòu)條件較好的隧洞，并適用于直徑十米以上的隧洞挖掘工程施工。臺階開挖方法通常適用于直徑十米以下，地質(zhì)復(fù)雜、巖土結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定的隧洞掘進工作，而且施工周期短、成本低、防水性能好。

4支護施工的應(yīng)用

混凝土泵支護：混凝土泵隧洞支護方法就是利用設(shè)備把混凝土不間斷地輸出，其中輸送管道主要是由沖天尾管、排氣管以及導(dǎo)管三部分組成。混凝土引水隧洞支護方法主要是經(jīng)過基礎(chǔ)面（施工縫處理）、模板工序、止水、伸縮縫以及灌漿管安裝、混凝土澆筑等六道工序來完成。此外，在施工過程中需要注意以下幾點：當(dāng)混凝土筑澆到頂拱倉面的時候，必須及時撤出內(nèi)部所有工具；筑澆到與施工人員同樣高度的時候施工人員必須立即撤離至安全地方，確保施工人員的人身安全；為了提高施工效率，澆筑工作完成以后可以選擇適當(dāng)加大混凝土泵的功率，加快施工進度；混凝土泵在運行過程中必須保持管道通暢，隧洞支護與開挖工作必須同步交叉進行，以防止混凝土泵出現(xiàn)故障導(dǎo)致窩工狀況發(fā)生。新奧法支護：新奧法引水隧洞支護方式是在混凝土泵方法上的提升與創(chuàng)新，其穩(wěn)定性、保護效果更佳。主要是利用巖層自身的穩(wěn)定性以及空間約束力，通過混凝土噴錨技術(shù)的應(yīng)用，促使圍巖、混凝土以及錨桿為一個穩(wěn)固的整體。在此方法運用過程中必須要充分考慮引水隧洞周圍巖石的承載能力，其承載力是否能支撐支護作業(yè)，然后相關(guān)工作人員在運用新奧法對隧洞進行支護施工工作。新奧法引水隧洞支護主要分為：光面爆破開鑿、噴錨支護和圍巖穩(wěn)定性檢測三個部分。新奧法具體施工就是在引水隧洞的開挖和支護過程中，充分利用巖體產(chǎn)生的形變，利用具有加固性能的材料、工具對巖體進行加固，使支護結(jié)構(gòu)與隧洞巖層形成一個穩(wěn)固、完整的支撐體，防止因外力沖擊等因素給隧洞造成破壞，進一步達到保護隧洞的目的。

5結(jié)語

引水隧洞施工作為水電站建設(shè)的重要組成部分，施工過程中必須運用科學(xué)先進的隧洞建設(shè)施工技術(shù)，科學(xué)合理的開挖方法和支護方法，建設(shè)出質(zhì)量過硬的引水隧洞，整體提升水電站施工效率，促進我國水利建設(shè)的順利開展。

【參考文獻】

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[3]劉榴.分析水利工程引水隧洞開挖支護施工技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2018(10).

作者：王艷莉 單位：中國水利水電第一工程有限公司