芻議水電站引水隧洞開挖與支護的施工技術

徐干明

（新干縣三湖聯圩工程管理局，江西 吉安 331300）

引水隧洞作為水電站的重要組成部分，可以實現水源分流，促使水電站保持穩定的運行狀態，為了確保水電站發電機組得到充足的發電水源，應從開挖與支護施工效果方面，保證引水隧洞能夠在后續水力發電中體現出顯著的實用價值[1]。

基于此，本文研究了水電站引水隧洞開挖與支護的施工技術，分別設計了斷面開挖與斷面分部開挖兩種引水隧洞開挖方法，應用混凝土泵以及新奧法兩種方法實施支護施工。規范開挖與支護流程，制定科學的施工方案，改善引水隧洞開挖與支護現狀[2]。

1 水電站引水隧洞特征

從以往施工經驗可知，水電站引水隧洞具體包含以下特點[3]：其一，規模大且難度大。水電站引水隧洞往往需要花費較大的人力物力用于完成引水隧洞施工任務，且易受地形影響造成施工器械很難發揮真正效用，造成施工難度較大；其二，復雜性。水電站引水隧洞一般需在含水層等地施工，這就造成施工人員與設計人員需要承擔較大的工作壓力。在復雜的施工條件下，引水隧洞也極易出現施工誤差。對此，應采取有效措施提高施工管理效率。

2 水電站引水隧洞開挖與支護施工技術要點

2.1 優選開挖與支護方法

要想保證開挖與支護施工內容得到有效落實，應從開挖與支護方法方面出發，以此在提升施工質量的同時也能保障施工現場的安全。

2.1.1 開挖方法

全斷面開挖是運用多臂鉆機對引水隧洞施工區域進行鉆孔操作，經過全斷面開挖施工器械的協助，可獲得徑長10 m的引水隧洞。此種方法易于操作且開挖效率較高，值得在部分引水隧洞開挖項目中推廣。比如在新疆地區波波娜引水隧洞，正是應用全斷面開挖方法完成，先將挖掘機置于施工場地，并自行設計鉆架，在實施爆破作業初期將裝載機后退50 m，在保證順利出土的基礎上將鉆架放在鉆孔中，保障了項目鉆孔施工高效完成。

斷面分部開挖方法是將引水隧洞工程量按照分部原則將其劃分為多個施工部分，視斷面類型分別確定實施導洞開挖與臺階開挖方法。例如在引水隧洞尺寸≥10 m時，可選擇導洞開挖技術，而臺階開挖技術更適用于小型隧洞，且整體施工周期更短，所耗費的成本更小。斷面分部開挖示意圖如圖1所示。

2.1.2 支護方法

水電站引水隧洞支護是保障施工安全與隧洞穩定性的首要前提。常見的支護方法包括混凝土泵以混凝土泵法借助混凝土泵設備作為支護依據，在引水隧洞管道連接處不斷輸送混凝土，由此運用混凝土實施模板支護。在具體澆筑環節，應按照先頂面后孔洞的順序，確保引水隧洞快速完成支護任務。

圖1 引水隧洞分部開挖示意圖

新奧法則是通過混凝土噴射以及錨桿安裝等方式，確保引水隧洞能夠具備較強的抗壓力，并表現出良好的穩定性。在應用新奧法實施支護施工時，一方面，應考慮巖層類型以及混凝土黏度要求，以免在支護施工期間出現支護不到位等問題。另一方面，還應增加支護施工的完整性。針對每一項施工內容都制定科學的施工方案。如在混凝土噴射施工階段，需要先行定位，控制好混凝土噴射點，將其與噴射面的間距保持在4 mm。其中漿料的含砂率應為50%～67 %之間，可在孔洞內插入錨桿，促使引水隧洞能夠在后續泄水過程中展現出真正價值。

2.2 規范開挖與支護流程

水電站引水隧洞在開挖與支護期間需要事先明確具體的施工流程，以此保證施工步驟得到順利落實。在開挖施工時，還應結合施工要求以“先上后下”的開挖順序實施斷面或全斷面開挖技術。在下平段施工時，應先進行帷幕灌漿作業，后開挖下平段渣土，由此保證隧洞的順利開挖。水電站引水隧洞作為水電站泄水建筑物，還應將支護施工放置在開挖施工之后，可增加支護施工的有效性，確保引水隧洞能夠為水電站帶來重要的發電保障[4]。

2.3 合理安裝支護防護網

防護網是水電站引水隧洞施工環節較為重要的支護設施，在具體施工期間，需要制定合理的安裝支護方案來提升支護質量。

施工人員在安裝防護網之前，需要在施工場地內對基座的穩定度以及傾斜角度予以檢驗，一旦基座出現不穩或傾斜度較大等問題，應立刻調整好之后再實施安裝支護[3]。通常情況下，引水隧洞的傾斜角度不一樣，基座所需條件也不同。比如在其角度高于45°的基礎上，基座應按照15°的距離適當做出傾斜調整，當其角度尚未超出45°時，基座基本上與地面保持水平。其次，在安裝鋼柱與繩卡時，應確定好安裝數量與安裝方向。最后，在安裝支撐繩時，需要先將2根繩卡穿插在支撐繩的外側方向上，并將減壓環與鋼柱間距設在50 cm，最終能夠增加防護網各繩卡與支撐繩的緊密性，確保防護網安裝環節的實用價值，達到最佳支護效果。

2.4 注重鋼支撐支護效果

在水電站引水隧洞支護施工過程中，還可采用鋼支撐施工技術完成支護任務。作為支護施工中的重要部分，鋼支撐結構具有較強的穩固度與抗壓性，能夠起到良好的支護作用。

在鋼支護過程中，施工人員需將原有地基與鋼支護結構間的間距控制在15 mm以內，可保證槽鋼安裝作業的順利進行，在巖層間距方面，間距一般應≤5 mm，避免出現較大的裂縫，影響鋼支護質量。只有保證鋼支撐發揮出優勢，才能使導流隧洞突顯出其導流和水力發電的實用價值。

3 結論

綜上所述，為提升水電站引水隧洞施工質量，應從開挖與支護方法、開挖與支護流程、安裝支護防護網、鋼支撐支護等方面著手，以此提升引水隧洞開挖與支護施工質量，為水電站發電環節提供重要保障。同時，還應充分結合水電站施工環境，確保水電站開挖與支護具有較強的經濟性特征。