水電站引水隧洞施工技術措施

【摘要】水利水電站是國家重要的基礎設施，水電站的建設工程具備復雜性和綜合性的特點。引水隧洞作為水電站建設中一項重要內容與主要環節，施工環境、地質、氣候等外界因素對引水隧洞的施工起著影響作用，因此其施工步驟與施工技術措施在施工中非常關鍵。

【關鍵詞】水電站；引水隧洞；施工技術

前言

水利水電站建設中引水隧洞的施工主要可分為兩階段，開挖與支護，引水隧洞施工完成質量與效率都將影響整個水電站的建設，在各環節施以科學的施工技術與合理的施工措施能有效減少工程人力與資源的投入，提高效益，加快施工建設進程。

1、闡述引水隧洞

水電站發電主要是運用水位落差產生重力勢能原理，利用處于地勢高處具有勢能的水流流向地勢較低處所含勢能，配合水輪發電機，將水的動能轉化為水輪機的械能，提供廉價且無污染的電力資源。而引水隧道正是將地勢高處水流引向水電站發電系統中的關鍵通道，因此，引水隧洞是水電站建設的重要組成部分，是水電站安全、正常、高效運作的前提保證。水電站發電原理見圖1。

2、前期準備工作

由于引水隧洞的施工易受地貌、地形、地質、氣候、水文狀況、設施等外界因素影響，因此在開展水電站的引水隧洞工作開展前，首先，應當對施工區域的各方面條件進行全面了解及檢測。其次，投入充足的施工人員，組建施工隊伍，明確各部門職責，設置監管部門，對整個施工工作進行監督與管理。再次，依照所得數據資料設計相應施工方案，制定施工方法，選取施工技術，提前準備所需材料與器械設備。最后對前期準備工作進行檢查與審閱，確認材料達標，器械齊全，人員到位。

3、開挖階段施工技術措施

3.1 排水系統

在進行入隧洞開鑿工作之前，應建立好排水系統，洞口施工工作開展盡量避免雨天，并做好預防防治措施應對惡劣氣候，防治出現地表水堆積、沖刷、下滲等情況，及時在隧洞入口及頂部做好排水工作。至上而下地勢可直接借由順坡排水，至下而上地勢借助抽水機完成排水，盡早處理地表積水，解決下滲。同時，對出水位置、出水原因、出水量、水質等進行記錄，針對出水情況較多或情況嚴重的區域進行針對，重點處理。

3.2 全斷面開鑿法

全斷面開挖是指隧道形成通過一次斷面爆破，配合多臂鉆機挖掘隧洞，高度通常為8到10米，待爆破及挖掘完成，隧道貫通后，依照設計方案對隧洞施以后續支護工作。全斷面開鑿法，施工范圍廣，受制少，開鑿速度快，縮短工程工期，工作效率高，有效提升工效。但由于此方法受設備機械化程度、挖掘高度、斷面大、巖體性能不高等限制，致使只能適用于地質環境條件好，圍巖穩定性高，巖體堅固的隧洞工程施工地區。

3.3 斷面分部開鑿法

斷面分部開鑿是指將開鑿隧洞的工作劃分為幾個部分，每個部分由工作量較小的隧洞斷面構成，對各部分進行開鑿施工。全斷面開鑿于斷面分部開鑿各具特點，兩種開鑿方法各項內容對比，見表1。

4、支護階段施工技術措施

4.1 錨桿

全面考慮環境條件、技術設備水平、圍巖情況、錨桿種類與規格，采用恰當的鉆孔設備。一般材料多以砂漿錨桿為主。在工程實踐中，借助手風鉆、臺車架鉆孔，現場攪拌砂漿，先使用注漿機進行注漿，再人工進行安裝。依照施工方案及施工標準對孔深、孔徑、空位、孔間距、角度進行施工作業。不同類型圍巖錨桿鉆孔，孔間距偏差準確控制在145mm內，孔深約50mm。

4.2 混凝土泵、混凝土噴射

混凝土泵法關鍵在于澆筑工作的開展，澆筑通過將各管道相鏈接，形成混凝土運輸管道路線，通過壓強將混凝土擠壓送至模板支撐倉得以實現，完成澆筑。在工程實踐中，當混凝土澆筑作業進行至隧洞頂端倉面階段，需撤走滯留的機械設備及工具，當澆筑作業進行至人孔持平時，疏導施工人員撤離，確保施工人員的生命安全。

噴混凝土的常規使用方法是濕噴，混凝土噴射形式的選取受施工條件、施工需求、噴射混凝土質量、強度標準等因素影響。如想使噴灑達到最佳效果，應在工作開展前，設計試驗及測試，噴射混凝土的比例調配需根據施工要求強度標準進行調整。

4.3 襯砌

根據引水隧洞區域位移值來評測圍巖穩定性高低，再根據穩定性高低判斷推定操作時間。開展襯砌需滿足：圍巖情況穩定，支護變形情況穩定，飲水隧洞斷面面積、高度、中線達標。

4.4 回填注漿

開展回填注漿，需先經過開展兩次襯砌工作，并根據對引水隧洞施以注漿測試得到相關參數資料及分析結果，

決定注漿壓力。比如，巖洞鋼筋混泥土襯砌應將壓力值維持于0.28-0.5MPa之間，而土洞鋼筋混泥土應保持處于0.08-0.21MPa的低壓狀態。

5、預防塌方

在整個引水隧洞施工過程中，應做好相應塌方防治工作，預防出現隧洞塌方現象，確保引水隧洞施工工作安全開展，順利完成。

首先，在引水隧洞施工工作開展前，對施工地點進行勘察，對地形地貌、地質特征、環境條件、氣候條件、水文狀況、地理位置等各個內容進行全面了解，掌握具體詳盡的數據資料，進行專業化數據分析，降低施工風險，提前預測及消除不良影響因素，選址上繞開斷層、土質疏松、圍巖易碎等不宜開挖的區域，開挖時盡量避免惡劣天氣條件；其次，施工過程中擇優選擇恰當的施工方式，如是否合理選擇合適的開鑿方法、爆破形式、炸藥劑量、排水系統等，避免鋌而走險選取易致使塌方的施工技術及措施，同時做好應急措施準備，隨時應對緊急情況；最后，施工期間定期對隧洞進行檢測與排查，設置監管部門，除了監察施工進程及完成質量，還需密切留意隧洞情況，及時對數據進行記錄、反映、匯報，確保施工安全進行。

6、結束語

水利工程水電站的建設有利于促進我國水利電力工程事業發展，推動經濟進步。而引水隧洞作為水電站工程建設的一項重要工作、一個關鍵環節，必須引起施工隊伍對引水隧洞工作的重視。

對施工區域進行勘測，如實記錄詳盡準確的數據，全面分析，考慮各方面因素影響，制定合理的施工方案，提前做好器械設備、材料資源、施工人員的準備工作，擇優選取科學的施工技術措施應用于開挖階段與支護階段，并對施工存在的隱患及風險，及時發現及時解決，預防引水隧洞的塌方，做好干預與防護措施，避免發生安全問題。同時，選取合適的施工方式并根據實際施工情況進行調整與優化，能夠有效提高施工質量，減少不合理的資源浪費與投入，提升工作效率，縮短施工工期，保障施工安全有序進行，確保水電站建設順利與正常運作。

參考文獻：

[1]王日炬. 水電站引水隧洞開挖支護措施分析[J]. 工程技術（全文版）， 2017（1）：00154-00154.

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