關(guān)于水電站引水隧洞開挖支護(hù)措施分析

摘 要：文章從剛果民主共和國(guó)ZONGOⅡ水電站項(xiàng)目介紹出發(fā)，分析該工程的概況，并根據(jù)工程的實(shí)際情況分析其施工的開挖順序和布置等，最終提出該工程的主要開挖支護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：水電站；引水隧洞；開挖支護(hù)；措施

前言

本工程位于剛果（金）下剛果省剛果河支流印基西（Inkisi）河河口附近，引水口位于上世紀(jì)60年代比利時(shí)人修建的ZONGOⅠ水電站下游，距河口約4.4km。發(fā)電廠房位于剛果河左岸灘地，距上游Insiki河口約1.6km。壩址處控制流域面積14600km2，最小流量60m3/s，平均流量700m3/s，最大流量1750m3/s。該水電站的引水隧洞開挖施工難度比較大，且該水電站的局部位置中的地質(zhì)條件相對(duì)較差，所以，若想在施工中取得一定的效果，需要對(duì)施工中的參數(shù)進(jìn)行合理的修正，并保證整個(gè)施工過程實(shí)現(xiàn)施工的不斷優(yōu)化，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)，還可以加快施工的進(jìn)度，一方面減少了施工的成本，另一方面還可以提高施工效率。

1 工程概況

ZONGO II水電站工程主要由首部攔河壩、引水發(fā)電系統(tǒng)、岸邊式地面廠房三部分組成。工程主要建筑物包括攔河壩、沖沙閘、發(fā)電引水建筑物、電站主副廠房、GIS開關(guān)站及電站運(yùn)行村等。首部樞紐攔河壩位于剛果河一級(jí)支流印基西（Inkisi）河上，距印基西河河口約3.5km，對(duì)外交通道路位于印基西河左岸，與沖沙閘及進(jìn)水口之間的回車場(chǎng)相連接。發(fā)電引水建筑物包括進(jìn)水口、隧洞、調(diào)壓井、壓力管道四部分。發(fā)電廠房布置于剛果河左岸灘地，與剛果（布）隔河相望，距上游印基西河河口約1.6km。首部樞紐與電站廠區(qū)之間的交通道路基本沿引水線路兩側(cè)的山頂及山坡盤旋布置，溝通工程區(qū)內(nèi)的首部樞紐、運(yùn)行村、調(diào)壓井及其交通放水洞洞口、供水池以及電站廠區(qū)等建筑物。本工程為Ⅲ等中型工程，主要建筑物攔河壩、泄洪沖砂閘、電站進(jìn)水口、引水隧洞、調(diào)壓井、壓力鋼管、水電站廠房等按3級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，護(hù)岸等次要建筑物按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，圍堰等臨時(shí)建筑物按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。

2 開挖施工程序

首先，根據(jù)施工規(guī)范的要求，在進(jìn)行該水電站的開挖時(shí)，需要沿著多條平行線開挖，并在原則上保持每條平行線可以間隔開挖，這樣可以有效地確保隧洞洞室的穩(wěn)定性，同時(shí)，還可以充分的滿足通風(fēng)散煙的需要，確保進(jìn)水口砼回填的工程量。其次，在進(jìn)行各個(gè)引水隧道的開挖時(shí)，需要對(duì)施工的下平段以及上、下彎段實(shí)施開挖支護(hù)，然后在進(jìn)行豎井段的施工。而上彎段的開挖施工需要排在上平段的開挖交面后開展，而下平段和下彎段的開挖施工則需要在帷幕灌漿的施工后進(jìn)行，同時(shí)，還需要使其達(dá)到一定的期限無論是下平段還是上、下彎段都需要保持分序施工的原則，這樣才能使得豎井段可以順利被打通，保持水電站引水隧洞具有良好的通風(fēng)條件，對(duì)于改善下平段的施工環(huán)境至關(guān)重要。[1]最后，平洞段的初噴混凝土以及錨桿施工需要在開挖面結(jié)束后立即進(jìn)行，同時(shí)保證施工中的不良抵地段的超前錨固，此外，還需要在開挖之后對(duì)其及時(shí)的實(shí)行噴錨支護(hù)處理，保證支護(hù)的牢固性。

3 施工布置

施工布置包括施工機(jī)械布置及施工道路布置。施工機(jī)械的布置，主要為混凝土垂直運(yùn)輸機(jī)械的布置。根據(jù)本工程施工特點(diǎn)，經(jīng)綜合考慮，采用塔機(jī)、汽車吊澆筑混凝土，塔機(jī)不便于控制的局部部位采用汽車吊或混凝泵澆筑混凝土。[2]施工道路布置主要為混凝土供料道路的布置。本方案施工布置原則：（1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及有關(guān)規(guī)范進(jìn)行布置。（2）設(shè)備配備應(yīng)滿足施工需求，各工作面不應(yīng)因設(shè)備原因停滯。（3）充分利用現(xiàn)有施工設(shè)施進(jìn)行相應(yīng)的施工布置，盡量提高設(shè)備利用率。（4）施工布置應(yīng)方便于生產(chǎn)，使得施工現(xiàn)場(chǎng)井然有序。

4 開挖支護(hù)措施

4.1 施工方法綜述

進(jìn)水口混凝土施工分為檢修疊梁門庫與進(jìn)水口兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分進(jìn)行施工。在檢修疊梁門庫的施工過程中，底板混凝土作為一倉進(jìn)行施工。施工采用常規(guī)工藝。[3]底板以上部分均為0.5m～0.6m厚度的薄壁結(jié)構(gòu)。采用對(duì)穿拉筋鋼模板。每3m分為一層，一共6層到設(shè)計(jì)高程，外部搭設(shè)雙排施工腳手架作為施工平臺(tái)。進(jìn)水口施工過程中，底板混凝土，邊墻、中墩、隔墩混凝土施工方式與檢修疊梁門庫施工工藝相同，墩頭擬采用異形鋼模板施工；349.5平臺(tái)一359.8平臺(tái)板采用滿堂紅承重腳手架支撐。單倉混凝土施工工序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→清基（施工縫處理）→測(cè)量放樣→鋼筋架立→鋼筋綁扎→模板架立→施工腳手架搭設(shè)→校模并加固→倉面清理→倉面驗(yàn)收→混凝土開倉澆筑→混凝土待強(qiáng)→拆模→混凝土養(yǎng)護(hù)。

4.2 鋼支撐安裝

加工成型的鋼筋由載重卡運(yùn)至各作業(yè)面，底板部位直接運(yùn)至341高程作業(yè)面進(jìn)行安裝，安裝時(shí)上層鋼筋網(wǎng)在安裝前需焊制鋼筋架立，其間距、排距以支撐住相應(yīng)部位的上層鋼筋網(wǎng)及施工荷載為宜，但不應(yīng)大于2.0m。架立支撐筋的一端焊接在下層鋼筋網(wǎng)上，下層鋼筋網(wǎng)使用墊塊支撐在模板或基礎(chǔ)面上。鋼筋安裝按“先彎后直，層次清晰，相互配合”的原則進(jìn)行。由專門培訓(xùn)上崗的工人按圖紙位置及技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)進(jìn)行綁扎或焊接，綁扎時(shí)采用梅花型綁扎，對(duì)特殊要求的部位進(jìn)行滿扣綁扎或焊接。綁扎應(yīng)牢固可靠，保證施工時(shí)不變形，綁線尾端應(yīng)彎向混凝土內(nèi)。焊接應(yīng)按規(guī)范施工，焊縫飽滿，長(zhǎng)度滿足要求。安裝完成的鋼筋，應(yīng)由質(zhì)檢人員進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后，通知監(jiān)理驗(yàn)收。驗(yàn)收通過后即可進(jìn)行下一道工序。若想在安裝的過程中提高基礎(chǔ)承載力上的負(fù)荷并減少其安裝后發(fā)生下陷，則需要在其支撐的底腳放置鋼板墊。

4.3 噴射混凝土施工方法

噴混凝土施工各工序作業(yè)首先要認(rèn)真遵照設(shè)計(jì)文件和施工規(guī)范要求進(jìn)行。結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，各工序作業(yè)要點(diǎn)如下：（1）準(zhǔn)備工作。埋設(shè)好噴厚控制標(biāo)志，作業(yè)區(qū)有足夠的通風(fēng)照明，噴前要檢查所有機(jī)械設(shè)備和管線，確保施工正常。對(duì)滲水面做好處理措施，備好處理材料，聯(lián)系好倉面取樣準(zhǔn)備。（2）拌和及運(yùn)輸。拌和配料嚴(yán)格按試驗(yàn)確定的配合比精確配制攪拌，攪拌要均勻，攪拌時(shí)間要足夠。拌合料運(yùn)輸、存放要防雨、防污染，入機(jī)前嚴(yán)格過篩，其運(yùn)輸、存放時(shí)間應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)指標(biāo)。運(yùn)輸采用混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸。（3）清洗巖面。清除開挖面的浮石、墻腳的石渣和堆積物；處理好光滑開挖面；安設(shè)工作平臺(tái)；用高壓風(fēng)水槍沖洗噴面，對(duì)遇水易潮解的泥化巖層，采用高壓風(fēng)清掃巖面；埋設(shè)控制噴射混凝土厚度的標(biāo)志；在受噴面滴水部位埋設(shè)導(dǎo)管排水，導(dǎo)水效果不好的含水層可設(shè)盲溝排水，對(duì)淋水處可設(shè)截水圈排水。倉面驗(yàn)收以后，噴混凝土以前對(duì)有微滲水巖面要進(jìn)行風(fēng)吹干燥。（4）噴射要點(diǎn)。噴射混凝土作業(yè)分段、分片依次進(jìn)行，噴射順序自下而上，避免回彈料覆蓋未噴面。分層噴射時(shí)，后一層在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，若終凝1h以后再行噴射，應(yīng)先用高壓風(fēng)水沖洗噴層面。噴射作業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行噴射機(jī)的操作規(guī)程：應(yīng)連續(xù)向噴射機(jī)供料；保持噴射機(jī)工作風(fēng)壓穩(wěn)定；完成（或因故中斷）噴射作業(yè)時(shí)，應(yīng)將噴射機(jī)和輸料管內(nèi)的積料清除干凈，防止管道堵塞。

5 結(jié)束語

綜上所述，若想使施工過程中的邊坡具有良好的穩(wěn)定性和安全性，需要對(duì)工程施工中的引水隧洞的開挖進(jìn)行良好的支護(hù)，通過對(duì)該工程的分析，提出了主要的支護(hù)辦法，望給類似工程的技術(shù)人員提供幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]楊 .水電站引水隧洞開挖與支護(hù)的施工技術(shù)[J].工業(yè)，2016（6）：216-217.

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[3]趙鑫.水電站引水隧洞開挖及支護(hù)的施工技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（13）.