水電站引水隧洞開挖及支護(hù)施工技術(shù)

張嘉靈

（中國電建市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，天津 300384）

在水電站建設(shè)過程中，引水隧洞能夠提高水電站的工作效率，降低施工成本，是水電站水工建筑物的關(guān)鍵[1]。由于引水隧洞的開挖和施工過程具有較高的技術(shù)含量，因此，在實際設(shè)計中，若能夠縮短引水道線，則可以實現(xiàn)更為節(jié)能和高效的引水隧洞施工，為后期水電站實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益提供有力保障。

1 水電站引水隧洞概述

水電站發(fā)電原理是通過將水的重力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｒ虼耍谒娬拘藿ㄊ┕み^程中，需要開挖水電站所在的山體，形成能夠?qū)崿F(xiàn)引水功能的引水隧洞[2]。水電站引水隧洞的施工現(xiàn)場如圖1所示。

圖1 水電站引水隧洞的施工現(xiàn)場

在水電站引水隧洞的建設(shè)過程中，主要包括隧洞的開挖和支護(hù)。在這兩個階段中，任何一個階段的施工質(zhì)量均會對工程的整體完成情況產(chǎn)生一定影響。引水隧洞作為技術(shù)難度較大的施工工程，在施工過程中，需要充分研究和分析相關(guān)的施工條例，通過及時有效地監(jiān)管，確保其能夠符合方案中預(yù)期的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[3]。在工程施工前，需要合理地統(tǒng)籌安排工程的具體工作，根據(jù)設(shè)計部門所提供的工程量清單，核實和明確施工中的任務(wù)明細(xì)。此外，在隧洞施工過程中，不僅每天要核查工人的工作量，而且還需要排查隧洞內(nèi)的通風(fēng)狀況，避免在隧道進(jìn)水區(qū)施工過程中出現(xiàn)施工量難以達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等問題。

在隧道開挖施工之前，需要通過支護(hù)提升隧洞的平行端和彎道的穩(wěn)定性，才能開始隧洞豎井段開挖，再開始平行段的施工，平行段的施工結(jié)束后，開挖上彎道，在上彎道的工程結(jié)束后，開始下一階段的工作。在施工過程中，應(yīng)有效保證不同階段工作任務(wù)質(zhì)量，并且施工順序要符合相關(guān)要求。在整個施工周期中，應(yīng)時刻保持隧道內(nèi)部通風(fēng)，提升工程過程中豎井段的利用效率，有效優(yōu)化工程質(zhì)量。

在完成開挖和支護(hù)的施工建設(shè)中，通過混凝土噴射的方式，及時加固與維護(hù)隧洞中平動段，設(shè)置錨桿提升隧洞穩(wěn)定性。在此過程中，主要提升噴錨操作，尤其要避免出現(xiàn)超前錨固問題，這一階段的工程完成質(zhì)量與隧洞最終的穩(wěn)定性具有直接關(guān)系，在施工過程中應(yīng)當(dāng)予以充分重視。

2 水電站引水隧洞開挖技術(shù)研究

2.1 水電站引水隧洞開挖技術(shù)選擇

水電站引水隧洞開挖技術(shù)主要分為兩類，包括支洞開挖和豎井開挖。在選擇開挖技術(shù)時，需要充分調(diào)研施工場地的地質(zhì)條件和施工條件，結(jié)合施工團(tuán)隊自身的施工能力，合理選擇開挖技術(shù)。

2.2 斷面分部開挖技術(shù)

斷面分部開挖技術(shù)是通過合理劃分引水隧洞的斷面，對工作量進(jìn)行分級操作。根據(jù)不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)的斷面，采取不同開挖方式、不同跨度尺寸和結(jié)構(gòu)的隧洞。施工難度較大、地質(zhì)條件不利的大型隧洞開挖通常會采用導(dǎo)洞的形式，對于施工團(tuán)隊的技術(shù)和設(shè)備的需求較高。

3 水電站引水隧洞支護(hù)施工技術(shù)研究

3.1 水電站引水隧洞錨桿支護(hù)施工技術(shù)

通過選擇抗拉強(qiáng)度大、易于切割的錨桿結(jié)構(gòu)，對水電站引水隧洞進(jìn)行加固性支護(hù)施工，能夠有效提升隧洞的穩(wěn)定性。水電站引水隧洞錨桿支護(hù)施工流程如圖2所示。

圖2 引水隧洞錨桿支護(hù)施工流程

在錨桿施工過程中，需要確定鉆孔的孔位，在確定孔位后，根據(jù)施工場地的實際狀況，輕微調(diào)整孔位的角度后進(jìn)行鉆孔，以供后期的錨桿固定做準(zhǔn)備。為了能夠更好地進(jìn)行后期的錨固操作，在安裝錨索之前需要對鉆好的孔位進(jìn)行清孔操作，之后安裝錨索。錨索的制作過程中，每一根鋼絞線長度與錨桿設(shè)計的長度，要與水電站引水隧洞的實際腰梁寬度相關(guān)，且在計算過程中，要將錨索張拉情況下受不同千斤頂型號影響的最小長度包括在內(nèi)。

在工程鋼絞線的兩端需要實現(xiàn)自如伸縮，為了達(dá)到這一目的，在鋼絞線伸縮部分用黃油填充，并且利用塑料管將兩端固定好，確保其伸縮能力符合錨索的施工規(guī)范。沿著錨桿的方向，按照合理的固定間隔，捆扎和固定鋼絞線。在工程應(yīng)用過程中，對固定鋼絞線的隔離架之間的距離通常控制在1.5 m左右。完成錨索的加工后，需要進(jìn)一步對其性能進(jìn)行檢驗和分析，確保其質(zhì)量。在將錨索運(yùn)到之前鉆好的孔口同時，還需要同時插入鍍鋅管。在此過程中，如果出現(xiàn)難以進(jìn)入孔洞的問題，則需要再次進(jìn)行清孔操作，并且重新完成鉆孔直至錨索順利到位。為了提升工程進(jìn)展速度，在工程支護(hù)施工時，采用邊注漿邊拔管的方式完成，但是兩項操作之間的間隔不能太短，否則會影響錨桿的質(zhì)量。通常在注漿完成后，大于5m進(jìn)行拔管，注漿達(dá)到孔口溢出漿時不能拔出注漿管，需要在濕粘土封口后進(jìn)行穩(wěn)壓二次注漿。

錨桿施工技術(shù)的最后一步是張拉錨桿腰梁。檢查錨索孔口平整度，確保在張拉腰梁的過程中，錨索所承受的應(yīng)力分布均勻，通過預(yù)拉操作直接檢驗錨索的應(yīng)力承受能力。

3.2 水電站引水隧洞混凝土噴射支護(hù)技術(shù)

在混凝土噴射加固過程中，由于隧洞巖面會出現(xiàn)碎石等雜物，使混凝土加固不理想。因此，在混凝土噴射隧洞之前，需要對巖面進(jìn)行有效清潔，采用高壓水沖洗，但由于巖石種類不同，對遇水之后穩(wěn)定程度下降、較易泥化的巖石結(jié)構(gòu)，則不能選擇這種清潔方式，應(yīng)考慮采用壓力風(fēng)處理。與此同時，需要檢測隧洞的防水性能，對可能出現(xiàn)滲水問題的部位增加排水管道，保障隧洞的穩(wěn)定性不受滲水的影響。采用合理比例完成混凝土噴射料的制備，通過鋼筋網(wǎng)和之前施工完成錨桿相連接，開始混凝土隧洞噴射階段施工，噴射過程盡可能提升噴射面的光滑度和完整度，并確保在工程施工過程中混凝土原料充足，相關(guān)設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語

為了提升水電站引水隧洞穩(wěn)定性，提出水電站引水隧洞開挖及支護(hù)施工技術(shù)，通過深入的分析和研究水電站引水隧洞開挖和支護(hù)施工的相關(guān)技術(shù)，需要認(rèn)真監(jiān)察和選擇相關(guān)工作流程和施工工藝，保證更好地達(dá)到相關(guān)施工技術(shù)要求，實現(xiàn)隧洞引水，從而為水電站相關(guān)工程建設(shè)提供一定幫助。