關于水電站引水隧洞開挖支護措施分析

摘 要：文章從剛果民主共和國ZONGOⅡ水電站項目介紹出發，分析該工程的概況，并根據工程的實際情況分析其施工的開挖順序和布置等，最終提出該工程的主要開挖支護措施。

關鍵詞：水電站；引水隧洞；開挖支護；措施

前言

本工程位于剛果（金）下剛果省剛果河支流印基西（Inkisi）河河口附近，引水口位于上世紀60年代比利時人修建的ZONGOⅠ水電站下游，距河口約4.4km。發電廠房位于剛果河左岸灘地，距上游Insiki河口約1.6km。壩址處控制流域面積14600km2，最小流量60m3/s，平均流量700m3/s，最大流量1750m3/s。該水電站的引水隧洞開挖施工難度比較大，且該水電站的局部位置中的地質條件相對較差，所以，若想在施工中取得一定的效果，需要對施工中的參數進行合理的修正，并保證整個施工過程實現施工的不斷優化，在保證施工質量的同時，還可以加快施工的進度，一方面減少了施工的成本，另一方面還可以提高施工效率。

1 工程概況

ZONGO II水電站工程主要由首部攔河壩、引水發電系統、岸邊式地面廠房三部分組成。工程主要建筑物包括攔河壩、沖沙閘、發電引水建筑物、電站主副廠房、GIS開關站及電站運行村等。首部樞紐攔河壩位于剛果河一級支流印基西（Inkisi）河上，距印基西河河口約3.5km，對外交通道路位于印基西河左岸，與沖沙閘及進水口之間的回車場相連接。發電引水建筑物包括進水口、隧洞、調壓井、壓力管道四部分。發電廠房布置于剛果河左岸灘地，與剛果（布）隔河相望，距上游印基西河河口約1.6km。首部樞紐與電站廠區之間的交通道路基本沿引水線路兩側的山頂及山坡盤旋布置，溝通工程區內的首部樞紐、運行村、調壓井及其交通放水洞洞口、供水池以及電站廠區等建筑物。本工程為Ⅲ等中型工程，主要建筑物攔河壩、泄洪沖砂閘、電站進水口、引水隧洞、調壓井、壓力鋼管、水電站廠房等按3級建筑物設計，護岸等次要建筑物按4級建筑物設計，圍堰等臨時建筑物按5級建筑物設計。

2 開挖施工程序

首先，根據施工規范的要求，在進行該水電站的開挖時，需要沿著多條平行線開挖，并在原則上保持每條平行線可以間隔開挖，這樣可以有效地確保隧洞洞室的穩定性，同時，還可以充分的滿足通風散煙的需要，確保進水口砼回填的工程量。其次，在進行各個引水隧道的開挖時，需要對施工的下平段以及上、下彎段實施開挖支護，然后在進行豎井段的施工。而上彎段的開挖施工需要排在上平段的開挖交面后開展，而下平段和下彎段的開挖施工則需要在帷幕灌漿的施工后進行，同時，還需要使其達到一定的期限無論是下平段還是上、下彎段都需要保持分序施工的原則，這樣才能使得豎井段可以順利被打通，保持水電站引水隧洞具有良好的通風條件，對于改善下平段的施工環境至關重要。[1]最后，平洞段的初噴混凝土以及錨桿施工需要在開挖面結束后立即進行，同時保證施工中的不良抵地段的超前錨固，此外，還需要在開挖之后對其及時的實行噴錨支護處理，保證支護的牢固性。

3 施工布置

施工布置包括施工機械布置及施工道路布置。施工機械的布置，主要為混凝土垂直運輸機械的布置。根據本工程施工特點，經綜合考慮，采用塔機、汽車吊澆筑混凝土，塔機不便于控制的局部部位采用汽車吊或混凝泵澆筑混凝土。[2]施工道路布置主要為混凝土供料道路的布置。本方案施工布置原則：（1）根據現場情況及有關規范進行布置。（2）設備配備應滿足施工需求，各工作面不應因設備原因停滯。（3）充分利用現有施工設施進行相應的施工布置，盡量提高設備利用率。（4）施工布置應方便于生產，使得施工現場井然有序。

4 開挖支護措施

4.1 施工方法綜述

進水口混凝土施工分為檢修疊梁門庫與進水口兩個相對獨立的部分進行施工。在檢修疊梁門庫的施工過程中，底板混凝土作為一倉進行施工。施工采用常規工藝。[3]底板以上部分均為0.5m～0.6m厚度的薄壁結構。采用對穿拉筋鋼模板。每3m分為一層，一共6層到設計高程，外部搭設雙排施工腳手架作為施工平臺。進水口施工過程中，底板混凝土，邊墻、中墩、隔墩混凝土施工方式與檢修疊梁門庫施工工藝相同，墩頭擬采用異形鋼模板施工；349.5平臺一359.8平臺板采用滿堂紅承重腳手架支撐。單倉混凝土施工工序為：施工準備→清基（施工縫處理）→測量放樣→鋼筋架立→鋼筋綁扎→模板架立→施工腳手架搭設→校模并加固→倉面清理→倉面驗收→混凝土開倉澆筑→混凝土待強→拆模→混凝土養護。

4.2 鋼支撐安裝

加工成型的鋼筋由載重卡運至各作業面，底板部位直接運至341高程作業面進行安裝，安裝時上層鋼筋網在安裝前需焊制鋼筋架立，其間距、排距以支撐住相應部位的上層鋼筋網及施工荷載為宜，但不應大于2.0m。架立支撐筋的一端焊接在下層鋼筋網上，下層鋼筋網使用墊塊支撐在模板或基礎面上。鋼筋安裝按“先彎后直，層次清晰，相互配合”的原則進行。由專門培訓上崗的工人按圖紙位置及技術人員的現場指導進行綁扎或焊接，綁扎時采用梅花型綁扎，對特殊要求的部位進行滿扣綁扎或焊接。綁扎應牢固可靠，保證施工時不變形，綁線尾端應彎向混凝土內。焊接應按規范施工，焊縫飽滿，長度滿足要求。安裝完成的鋼筋，應由質檢人員進行驗收，驗收合格后，通知監理驗收。驗收通過后即可進行下一道工序。若想在安裝的過程中提高基礎承載力上的負荷并減少其安裝后發生下陷，則需要在其支撐的底腳放置鋼板墊。

4.3 噴射混凝土施工方法

噴混凝土施工各工序作業首先要認真遵照設計文件和施工規范要求進行。結合以往施工經驗，各工序作業要點如下：（1）準備工作。埋設好噴厚控制標志，作業區有足夠的通風照明，噴前要檢查所有機械設備和管線，確保施工正常。對滲水面做好處理措施，備好處理材料，聯系好倉面取樣準備。（2）拌和及運輸。拌和配料嚴格按試驗確定的配合比精確配制攪拌，攪拌要均勻，攪拌時間要足夠。拌合料運輸、存放要防雨、防污染，入機前嚴格過篩，其運輸、存放時間應符合有關技術指標。運輸采用混凝土攪拌運輸車運輸。（3）清洗巖面。清除開挖面的浮石、墻腳的石渣和堆積物；處理好光滑開挖面；安設工作平臺；用高壓風水槍沖洗噴面，對遇水易潮解的泥化巖層，采用高壓風清掃巖面；埋設控制噴射混凝土厚度的標志；在受噴面滴水部位埋設導管排水，導水效果不好的含水層可設盲溝排水，對淋水處可設截水圈排水。倉面驗收以后，噴混凝土以前對有微滲水巖面要進行風吹干燥。（4）噴射要點。噴射混凝土作業分段、分片依次進行，噴射順序自下而上，避免回彈料覆蓋未噴面。分層噴射時，后一層在前一層混凝土終凝后進行，若終凝1h以后再行噴射，應先用高壓風水沖洗噴層面。噴射作業嚴格執行噴射機的操作規程：應連續向噴射機供料；保持噴射機工作風壓穩定；完成（或因故中斷）噴射作業時，應將噴射機和輸料管內的積料清除干凈，防止管道堵塞。

5 結束語

綜上所述，若想使施工過程中的邊坡具有良好的穩定性和安全性，需要對工程施工中的引水隧洞的開挖進行良好的支護，通過對該工程的分析，提出了主要的支護辦法，望給類似工程的技術人員提供幫助。

參考文獻

[1]楊 .水電站引水隧洞開挖與支護的施工技術[J].工業，2016（6）：216-217.

[2]李月琴.水電站引水隧洞開挖及支護方法探究[J].建材與裝飾，2015（13）.

[3]趙鑫.水電站引水隧洞開挖及支護的施工技術[J].山東工業技術，2016（13）.