談水電站隧洞開(kāi)挖及支護(hù)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(kāi)發(fā)與隧洞支護(hù)兩方面，其施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整個(gè)水電站的質(zhì)量與運(yùn)行周期?；诖?，對(duì)水電站引水隧洞開(kāi)挖及支護(hù)工程技術(shù)進(jìn)行探討，以期給相關(guān)工作者帶來(lái)一定借鑒意義。

[關(guān)鍵詞]水電站；引水隧洞；開(kāi)挖；支護(hù)；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(guò)水流產(chǎn)生的巨大重力推動(dòng)水輪機(jī)運(yùn)行，進(jìn)一步推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。而引水隧洞就是將山體開(kāi)挖形成引水道，將水流上部引入水輪機(jī)的密閉空間，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。通常引水道線(xiàn)路都是簡(jiǎn)短而直接的，以方便水流形成對(duì)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(fèi)等。

2引水隧洞開(kāi)挖步驟

制定規(guī)章制度確保施工質(zhì)量：根據(jù)實(shí)際水電站建設(shè)項(xiàng)目制定規(guī)章具體制度，確保引水隧洞各個(gè)階段施工質(zhì)量?？茖W(xué)合理制定平行作業(yè)任務(wù)，保證每天按時(shí)按量的進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)，確保隧洞穩(wěn)定性。同時(shí)，提高通風(fēng)需求以保證進(jìn)水區(qū)混凝土的施工量。做好開(kāi)挖保護(hù)工作：在引水隧洞開(kāi)挖之前，首先要對(duì)隧洞下平行端以及上下彎道進(jìn)行挖掘支護(hù)；然后再進(jìn)行豎井段的開(kāi)挖任務(wù)。在平行段交面工作完成以后在進(jìn)行上彎道的開(kāi)挖工作；帷幕注漿工作完成以后在進(jìn)行下彎道段的開(kāi)挖與支護(hù)工作。無(wú)論是哪個(gè)階段的開(kāi)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(gè)施工周期的良好通風(fēng)?；炷羾娚渑c錨桿施工：在挖掘任務(wù)完成之后要及時(shí)開(kāi)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(guò)程中需要隨時(shí)隨地對(duì)噴錨進(jìn)行支護(hù)保護(hù)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(kāi)挖施工技術(shù)

全斷面開(kāi)挖：全斷面開(kāi)挖技術(shù)就是按照具體施工要求一次性開(kāi)挖到位。這種開(kāi)挖方法主要應(yīng)用設(shè)備就是多臂鉆機(jī)，通過(guò)利用多臂鉆機(jī)一次性挖掘出10米左右高度的隧洞，多臂鉆機(jī)的有效利用不僅可以大大縮短施工時(shí)間，提高工作效率，節(jié)約人工成本等，而且多臂鉆機(jī)操作簡(jiǎn)單，便于攜帶。但是，由于引水隧洞開(kāi)挖對(duì)工藝要求十分嚴(yán)格、精細(xì)，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(kāi)挖技術(shù)受到多方面因素的限制，給全斷面開(kāi)挖工作帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。全斷面開(kāi)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(kāi)挖工程。斷面分部開(kāi)挖：斷面開(kāi)挖技術(shù)就是將引水隧洞分階段、分層次合理分解細(xì)化開(kāi)挖工作任務(wù)。其主要分為導(dǎo)洞開(kāi)挖和臺(tái)階開(kāi)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(jìn)行不同的選擇。導(dǎo)洞開(kāi)挖又被稱(chēng)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(kāi)挖施工人員需要開(kāi)挖一個(gè)中型導(dǎo)洞；然后，在中導(dǎo)洞基礎(chǔ)之上進(jìn)行引水隧洞的后續(xù)工作。最后，開(kāi)挖左右兩邊導(dǎo)洞，導(dǎo)洞開(kāi)挖手段可以采用上洞、下洞的方法。導(dǎo)洞開(kāi)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(tái)階開(kāi)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(jìn)工作，而且施工周期短、成本低、防水性能好。

4支護(hù)施工的應(yīng)用

混凝土泵支護(hù)：混凝土泵隧洞支護(hù)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?；炷烈矶粗ёo(hù)方法主要是經(jīng)過(guò)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(lái)完成。此外，在施工過(guò)程中需要注意以下幾點(diǎn)：當(dāng)混凝土筑澆到頂拱倉(cāng)面的時(shí)候，必須及時(shí)撤出內(nèi)部所有工具；筑澆到與施工人員同樣高度的時(shí)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(jìn)度；混凝土泵在運(yùn)行過(guò)程中必須保持管道通暢，隧洞支護(hù)與開(kāi)挖工作必須同步交叉進(jìn)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(hù)：新奧法引水隧洞支護(hù)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(hù)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(guò)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(gè)穩(wěn)固的整體。在此方法運(yùn)用過(guò)程中必須要充分考慮引水隧洞周?chē)鷰r石的承載能力，其承載力是否能支撐支護(hù)作業(yè)，然后相關(guān)工作人員在運(yùn)用新奧法對(duì)隧洞進(jìn)行支護(hù)施工工作。新奧法引水隧洞支護(hù)主要分為：光面爆破開(kāi)鑿、噴錨支護(hù)和圍巖穩(wěn)定性檢測(cè)三個(gè)部分。新奧法具體施工就是在引水隧洞的開(kāi)挖和支護(hù)過(guò)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(duì)巖體進(jìn)行加固，使支護(hù)結(jié)構(gòu)與隧洞巖層形成一個(gè)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(jìn)一步達(dá)到保護(hù)隧洞的目的。

5結(jié)語(yǔ)

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

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

作者：王艷莉 單位：中國(guó)水利水電第一工程有限公司