水電站引水隧洞開挖及支護施工技術

郝永興

（中國葛洲壩集團三峽建設工程有限公司， 湖北 宜昌 443002）

1 工程概況

2 水電站引水隧洞開挖

2.1 進口漸變段和V 類圍巖開挖方式

基于引水隧洞的開挖作業，進口處存在漸變段，由初期的方形逐步轉為圓形，即典型V 類圍巖，施工中可優先開挖上半部，確保穩定后開挖下半部。關于上臺階的開挖作業，以施工設備運行性能為基準，確定合適開挖高度，通常工作高度在4.2~4.5m 區間內。

洞內開挖時，遵循導洞→兩側→拱頂的基本流程，且結束上部開挖后隨即采取支護措施。完成隧洞上部支護作業且足夠穩定后，進入到后續施工環節，隧洞各環節施工都要遵循多循環、短進尺的基本原則。鉆孔作業中，為工程適配YT-28鑿巖機，考慮到施工效率問題，輔以自制鉆孔臺車，施工洞口段時單次循環進尺以1m 為宜。上半部拱部導洞開挖作業基于楔形掏槽方式展開，并于拱緣處光面爆破，針對兩側的爆破施工作業，優先處理挖拱處的臨空面，由第一排開始逐步向后延展，隨后對設計面采取光面爆孔措施。注重爆破材料的選擇，以乳化炸藥較為可行，若孔內殘留積水，在將其完全排出后方可裝填炸藥，具體采用非電毫秒雷管起爆方式[1]。

2.2 IV 類圍巖開挖方式

IV 類圍巖不具備優良成洞條件，在實際施工中需充分考慮巖石漏出問題，嚴格遵循上下臺階法施工，具體規劃為上臺階開挖高度4.5m，剩余區域均設置下臺階。上臺階鉆爆施工形成楔形掏槽，周邊區域基于光面爆破方式展開，下臺階為V型抽槽作業方式，遵循對稱起爆原則。以乳化炸藥為宜，若孔內存在積水，在全面清除積水后方可裝填炸藥，基于非電毫秒雷管順利起爆，所有光爆孔均使用竹片做進一步綁扎。

3 支護施工程序

基于工期安排，洞室開挖施工以分層或全斷面方式展開，層高上限9.7m；邊坡明挖施工遵循自上而下的原則，單個梯段5~10m；隨即做好邊坡與圍巖支護。

3.1 錨桿施工技術要點

（1）鉆孔。基于全站儀設備做好支護部位的標識工作，以設計要求為準測放并標識孔位，鉆孔作業基于鑿巖臺車展開，結束施工后利用壓力風將孔內殘留雜質清理干凈，通過檢驗后臨時封口。

（2）桿體制安。借助砂輪切割機形成特定長度錨桿，基于等強度直螺紋套管有效連接，在指定區域完成加工作業后隨即運輸至施工現場，采用人工插桿方式；若錨桿長度達6m，需輔以簡易扒桿以保證插桿質量。

（3）注漿。經由試驗得知，水泥：砂=1：1~1：2，同時應滿足水泥：水=1：0.38~1：0.45 的要求。注漿過程中將PVC 管深入孔內并與孔底保持50~100mm 間距，在持續注入砂漿過程中勻速拔管，結束注漿后隨即插桿，同時在孔內加塞以達到錨桿居中效果。

當前主要是對高校教師綜合水平加以評估，具體進行模糊評判的計算相關程序內容，首先是將其中評價的因素主要構成集合U={教學水平,政治素質，育人工作，領導評價，科研水平}，而其中評價等級的集主要為{好，較好，一般，較差}，其中對應的量化過后的數值主要為{1.0,0.8,0.6,0.4}。

3.2 噴射混凝土施工

（1）受噴面準備。深度清理受噴坡面，部分巖面雨水后易出現潮解現象，此時應使用壓力風清理干凈。做好該項工作后，于系統錨桿外側設置標記，由于部分受噴面未設置錨桿，需使用自插鋼筋加以標記，但需控制鋼筋外露頭高度，即在噴射混凝土表面下方3~5mm 處。

（2）混合料的制備。基于現場試驗的方式確定混合料配比，拌制過程中嚴格控制原材料質量與用量。

（3）掛網施工。完成掛網錨桿施工，給予一段時間待砂漿強度滿足標準后，將鋼筋網放置在合理位置，處理鋼筋網與巖面空隙區域，向其中置入預制混凝土塊支墊，使得鋼筋網在噴層中達到完全居中狀態，所得保護層厚度不可低于50mm，并經由電焊方式處理鋼筋網與錨桿端頭，提升其穩定性。

（4）噴射作業。遵循由下至上原則針對受噴面展開施工，處理結構接縫區域，不可出現漏噴現象。噴射施工需持續供料，要求工作風壓足夠穩定。若因特殊原因而中斷施工，安排人員將噴射機與料管內殘留的混合料清理干凈。

3.3 鋼支撐架設工藝

（1）考慮到鋼支撐穩定性要求，需在具體安裝位置預留0.15~0.2m 原地基，可在鋼支撐基腳處安裝槽鋼，以達到提升地基承載力效果。

（2）鋼支撐各處與垂面偏差均要控制在5cm 內。

（3）為提升鋼支撐安裝精確性，開挖隧洞過程中需處理各連接板，該區域預留鋼支撐并與板凹槽連接；還應注重拱腳與墻腳，為之增設鋼支撐槽鋼凹槽。

（4）遵循設計要求完成鋼支撐安裝作業，若鋼支撐與初噴層間隙超出正常范圍，需設置騎馬墊塊，提升鋼支撐與圍巖接觸緊密性，二者間距在50mm 以內。

（5）出于提升鋼支撐穩定性并預防巖石掉塊問題，在鋼支撐內焊接鋼筋網以達到穩固效果。

3.4 注漿小導管施工

（1）布孔：遵循小導管設計要求，以開挖斷面中心為基準，做好布孔放樣工作，通過設置插釬的方式形成標志。

（2）成孔：首先設置方向架，精確測定打孔方向與具體位置，基于YG40 鑿巖機展開施工作業。

（3）插管：設置小導管時必須與管孔方向一致，可通過液壓推進器順利將其頂入，針對同一剖面，要求小導管尾端外露長度為30cm。

（4）封口：噴射混凝土施工并達到5~8cm 厚度，針對管圈與開挖周邊5m 的區域實行封閉措施。

（5）注漿：基于地質勘察資料確定可行的注漿參數（重點考慮注漿用量與壓力、擴散半徑），為施工選擇高品質注漿材料與設備，提升人員配置合理性。

3.5 被動防護網施工

（1）基座安裝

基座基礎達到足夠平整狀態，頂面超出地面高度需穩定在10cm 內，下支撐繩最大程度貼合于地面。不同坡角的施工要求存在差異，若坡角≤45°，要求基座面呈足夠水平狀態；反之則適當向外傾斜15°。經勘測得知，施工區域為堅硬巖石層，此時施工條件良好，鋼柱基座面限制因素明顯減少，但需要控制基座面法向位置，與系統立面夾角控制在30°內。

（2）鋼柱與拉錨繩安裝

借助上拉錨繩提升鋼柱穩定性，基于拉錨繩可改變鋼柱方向，要求誤差在5°內。利用繩卡固定拉錨繩，數量不可低于4 個，調節減壓環位置，與鋼柱頂控制在0.5~1m。

（3）支撐繩安裝

結束上述安裝作業外，再處理剩余區域支撐繩，同一位置的兩根支撐繩必須穿入掛座內，經由固定繩卡將繩放置在掛座外側，呈交錯布置方式。減壓環與鋼柱間距0.5m，部分情況下同一側存在兩個減壓環，彼此間距為0.3~0.5m。

（4）鋼絲繩網鋪掛與縫合

鋼絲繩網只允許聯結于支撐繩以及周邊網邊緣，不可出現與鋼柱聯結的情況。兩個并接繩之間，縫合繩與支撐繩纏為一體；并接繩卡與同側鋼柱之間依然遵循上述方法，但有所不同的是，此時纏繞對象為不設置減壓環的支撐繩。

4 結束語

現代化工程事業中，水工構筑物占據較大比重，以水電站引水隧道最為典型，其對技術要求較高，施工中存在諸多安全隱患。因此工程應立足于實際情況，確定合適的工藝方法，提升引水隧洞施工的可控性。