福堂水電站引水隧洞監理綜合管控經驗總結

【摘 要】福堂電站引水隧洞具有洞線長、洞徑大、沿線地質條件復雜、結構承受水頭高等特點。施工過程中，監理工程師有針對性地進行了一系列卓有成效的工作，尤其在隧洞開挖、安全支護及永久襯砌施工綜合管控方面，采取了諸多有效的管控手段，取得了一些成功經驗。

【關鍵詞】福堂電站；引水隧洞；施工綜合管控；經驗

一、福堂水電站引水隧洞工程特點

（一）工程等級規模

福堂電站引水隧洞全長約19.3km，其中有壓段18.8km，引用流量251m3/s，馬蹄形洞段襯后直徑10.4m，圓形洞段襯后直徑9.0m，工程等級Ⅱ等。

（二）地質環境特征。工程區處于龍門山斷褶帶，映秀、茂汶兩條區域性斷裂圈限的斷塊內，局部位于斷塊邊緣。受茂汶主干及分支斷裂波及與影響，巖體經受強烈構造擠壓錯動及多期次生巖漿侵入活動，呈多級序斷裂構造切割，斷層及鄰近地質體經動力變質而不同程度地呈現糜棱化、片麻理化、碎裂化等，完整性受到嚴重破壞，并產生多種造礦物蝕變現象，地質條件處于相對復雜區。

隧洞沿線地形變異大，物理地質作用強烈，有多條常年流水支溝切割，由斷裂網絡控制，形成局部地段的復雜水文地質結構及儲水體構造，有較豐富的地下水動、靜儲量，且局部范圍存在高地應力洞段，發生不同程度的巖爆，威脅施工安全。

二、在隧洞開挖和安全支護方面采取的主要措施和成效

（一）采取措施推廣實施先進合理的開挖方法

地下洞室開挖施工中，應隨圍巖地質條件的變化而采取與之相適應的掘進方法（如導洞超前領進、臺階開挖、分部開挖、全斷面開挖等）和調整爆破參數，使其圍巖較好的洞段取得良好的光面爆破效果，圍巖較差的洞段有效地控制超挖和抑制塌方，從而達到提高工程質量、加快施工進度、有效控制投資的目的。本工程初期6#洞在此方面取得了較為成功的經驗，Ⅱ、Ⅲ類圍巖光爆殘孔率達90%以上，Ⅳ、Ⅴ類圍巖運用臺階法和導洞領進法控制了較大的超挖和塌方，值得學習和借鑒。監理工程師主持召開了經驗交流會，確定并實施了相應的“洞挖光爆質量評比獎懲措施”，最終取得了良好的效果。

（二）針對不良地質洞段，強調做好“四個環節”，防止或減少大塌方

福堂電站引水隧洞洞線長、洞徑大、地質條件復雜，如果不能有效防止和減少大塌方，勢必會造成工期延誤和投資失控。針對這一特點，監理工程師于開挖初期即組織業主、設計和施工各方專家進行了專題研究，提出了針對不良地質洞段的旨在防止和減少大塌方 ，并合理控制投資的專門措施，要求各方在施工中根據各自所擔負的工作內容做好“四個環節”的工作，即：

1.認識圍巖。要求設代組地質人員與地質預測預報人員做好地質預測預報工作，著重抓好Ⅲ、Ⅳ類圍巖之間的類別劃分及穩定性評價，把預防大塌方、涌水作為預報的重點。

2.保護圍巖。即選擇合理的開挖方法。在對圍巖穩定做出正確評價的基礎上，及時采取與之相適應的掘進方法（如導洞超前領進、臺階開挖、分部開挖、全斷面開挖等）和調整爆破參數，從而達到有效地控制超挖和抑制塌方的目的。

3.支護圍巖。即科學及時的支護措施和精心施工。運用新奧法原理，支護措施應具有適時性、整體性、適應性等特點。洞室開挖后需及時有效地進行初期支護，經驗證明，無論何種圍巖最及時的措施之一是錨噴砼，也是無數工程經驗和實踐證明最有成效和最經濟的，對Ⅱ、Ⅲ類圍巖基本為一次性的安全支護，而對Ⅳ、Ⅳ類圍巖必要時應視巖性特征，隨之跟進鋼支撐、格柵拱等補強支護措施。

4.監測圍巖。即開展施工期的監測和巡查，掌握圍巖變形的動態資料，這是預防隧洞塌方，特別是對已完成初期支護洞段圍巖防止再度大塌方的重要措施。監測的重點應放在不良地質洞段和地質條件尚不很清楚以及臨時支護已存在隱患的地段，監測的項目力求簡單適用，可主要集中在拱頂下沉、凈空收斂等方面的監控量測。

福堂電站隧洞開挖中堅持做好以上“四個環節”的工作，收到了明顯的效果，基本上杜絕了大塌方發生，順利地穿過了一個又一個較大的斷層破碎帶及涌水段，保證了工期，節約了投資，為順利實現首臺機組提前發電目標奠定了堅實的基礎。

（三）在特殊洞段支護中，既要達到必要的安全度，又要合理地控制投資

福堂電站施工合同規定，對于Ⅳ、Ⅴ類圍巖，如經確認必須采用深錨桿、掛網、鋼支撐等支護形式方能保證施工安全，該洞段即界定為“特殊洞段”，所發生的特殊支護費用可以計量支付。由于引水隧洞洞線長、地質條件差，因此特殊支護費用控制在整個投資控制中顯得尤為重要。監理工程師在特殊支護方案的審批中，必須把握“合理安全度”的概念，即不能犧牲投資控制，而一味地采取強支護手段以提高臨時支護的安全度。為此，我們采取了以下措施，并取得了良好的效果：

1.成立有業主、設計、監理地質工程師和監理項目工程師參加的專門小組，負責對特殊洞段的確認和審批承包人申報的特殊支護措施。

2.在各類圍巖的臨時支護實施中必須優先采用錨噴砼（包括鋼筋網）并精心做好施工。錨噴砼是各項支護方案中最基本的工藝，也是無數工程經驗和實踐證明最有成效和最經濟的防止圍巖失穩的措施。

3.在利用格柵鋼拱架部分取代鋼支撐的臨時支護實踐上，較為成功。格柵鋼拱架能與圍巖比較緊密地接觸，再利用噴砼將格柵鋼拱架包裹，從而使圍巖、掛網噴砼與格柵鋼拱架形成整體，起到共同加固圍巖，防止圍巖失穩的良好作用。此外，從費用上比較，格柵鋼架較型鋼拱架節約鋼材，節省勞動強度，對本工程而言，每榀米的造價節約約2000元。對于斷面稍小的隧洞，采用格柵拱取代鋼支撐在技術上和經濟上的優越性將更加明顯。

三、在隧洞砼襯砌質量控制方面采取的措施

針對隧洞砼襯砌中常見的質量控制問題（諸如如何保證頂拱澆筑飽滿、密實，大塌方段頂拱砼回填方法，有水洞段砼澆筑，設置預埋灌漿管，等等），本著集思廣益、取長補短的原則，監理工程師組織有關各方召開了專題會議進行研究，提出了一系列原則性意見及具體施工措施。

為了提高全體施工人員的質量意識，尤其針對鐵道部門承包商在水工砼施工方面經驗不足的問題，監理工程師及時組織承包商項目領導和技術負責人學習以往工程的經驗和教訓，要求各方在質量問題上必須要有強烈的憂患意識和責任心，至始至終把工程質量抓好。

引進雷達測試，全面檢測已襯砌洞段的頂拱砼施工質量和回填灌漿后頂拱襯砌結構的脫空度。通過雷達檢測，可以直觀的反映檢測部位的澆筑厚度是否達到設計要求，頂拱是否回填密實，砼強度是否均勻，等等。采取這一手段可以客觀地檢查襯砌混凝土的厚度、質量和回填灌漿后頂拱結構的密實度，確保引水隧洞通水發電后不會因為頂拱存在空腔而在內、外水壓作用下發生坍塌；同時，也從另一個角度進一步強化了施工隊伍的質量意識，對有效減少或消滅質量隱患起到了重要作用。

福堂電站引水隧洞具有洞線長、洞徑大、沿線地質條件復雜、結構承受水頭高等特點。在參戰各方的全力配合和積極努力下，隧洞開挖、永久噴錨支護和砼襯砌支護工作進行的較為順利，電站發電工期比合同工期提前4個月，經濟效益非常顯著；工程質量和投資控制方面也取得了較好的預期效果。施工過程中，監理工程師有針對性地進行了一系列卓有成效的工作，尤其在隧洞開挖、安全支護及永久襯砌施工綜合管控方面，采取了諸多有效的管控手段，取得了一些成功經驗。