水電站引水隧洞施工技術(shù)措施

【摘要】水利水電站是國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施，水電站的建設(shè)工程具備復(fù)雜性和綜合性的特點。引水隧洞作為水電站建設(shè)中一項重要內(nèi)容與主要環(huán)節(jié)，施工環(huán)境、地質(zhì)、氣候等外界因素對引水隧洞的施工起著影響作用，因此其施工步驟與施工技術(shù)措施在施工中非常關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】水電站；引水隧洞；施工技術(shù)

前言

水利水電站建設(shè)中引水隧洞的施工主要可分為兩階段，開挖與支護，引水隧洞施工完成質(zhì)量與效率都將影響整個水電站的建設(shè)，在各環(huán)節(jié)施以科學(xué)的施工技術(shù)與合理的施工措施能有效減少工程人力與資源的投入，提高效益，加快施工建設(shè)進程。

1、闡述引水隧洞

水電站發(fā)電主要是運用水位落差產(chǎn)生重力勢能原理，利用處于地勢高處具有勢能的水流流向地勢較低處所含勢能，配合水輪發(fā)電機，將水的動能轉(zhuǎn)化為水輪機的械能，提供廉價且無污染的電力資源。而引水隧道正是將地勢高處水流引向水電站發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵通道，因此，引水隧洞是水電站建設(shè)的重要組成部分，是水電站安全、正常、高效運作的前提保證。水電站發(fā)電原理見圖1。

2、前期準(zhǔn)備工作

由于引水隧洞的施工易受地貌、地形、地質(zhì)、氣候、水文狀況、設(shè)施等外界因素影響，因此在開展水電站的引水隧洞工作開展前，首先，應(yīng)當(dāng)對施工區(qū)域的各方面條件進行全面了解及檢測。其次，投入充足的施工人員，組建施工隊伍，明確各部門職責(zé)，設(shè)置監(jiān)管部門，對整個施工工作進行監(jiān)督與管理。再次，依照所得數(shù)據(jù)資料設(shè)計相應(yīng)施工方案，制定施工方法，選取施工技術(shù)，提前準(zhǔn)備所需材料與器械設(shè)備。最后對前期準(zhǔn)備工作進行檢查與審閱，確認(rèn)材料達(dá)標(biāo)，器械齊全，人員到位。

3、開挖階段施工技術(shù)措施

3.1 排水系統(tǒng)

在進行入隧洞開鑿工作之前，應(yīng)建立好排水系統(tǒng)，洞口施工工作開展盡量避免雨天，并做好預(yù)防防治措施應(yīng)對惡劣氣候，防治出現(xiàn)地表水堆積、沖刷、下滲等情況，及時在隧洞入口及頂部做好排水工作。至上而下地勢可直接借由順坡排水，至下而上地勢借助抽水機完成排水，盡早處理地表積水，解決下滲。同時，對出水位置、出水原因、出水量、水質(zhì)等進行記錄，針對出水情況較多或情況嚴(yán)重的區(qū)域進行針對，重點處理。

3.2 全斷面開鑿法

全斷面開挖是指隧道形成通過一次斷面爆破，配合多臂鉆機挖掘隧洞，高度通常為8到10米，待爆破及挖掘完成，隧道貫通后，依照設(shè)計方案對隧洞施以后續(xù)支護工作。全斷面開鑿法，施工范圍廣，受制少，開鑿速度快，縮短工程工期，工作效率高，有效提升工效。但由于此方法受設(shè)備機械化程度、挖掘高度、斷面大、巖體性能不高等限制，致使只能適用于地質(zhì)環(huán)境條件好，圍巖穩(wěn)定性高，巖體堅固的隧洞工程施工地區(qū)。

3.3 斷面分部開鑿法

斷面分部開鑿是指將開鑿隧洞的工作劃分為幾個部分，每個部分由工作量較小的隧洞斷面構(gòu)成，對各部分進行開鑿施工。全斷面開鑿于斷面分部開鑿各具特點，兩種開鑿方法各項內(nèi)容對比，見表1。

4、支護階段施工技術(shù)措施

4.1 錨桿

全面考慮環(huán)境條件、技術(shù)設(shè)備水平、圍巖情況、錨桿種類與規(guī)格，采用恰當(dāng)?shù)你@孔設(shè)備。一般材料多以砂漿錨桿為主。在工程實踐中，借助手風(fēng)鉆、臺車架鉆孔，現(xiàn)場攪拌砂漿，先使用注漿機進行注漿，再人工進行安裝。依照施工方案及施工標(biāo)準(zhǔn)對孔深、孔徑、空位、孔間距、角度進行施工作業(yè)。不同類型圍巖錨桿鉆孔，孔間距偏差準(zhǔn)確控制在145mm內(nèi)，孔深約50mm。

4.2 混凝土泵、混凝土噴射

混凝土泵法關(guān)鍵在于澆筑工作的開展，澆筑通過將各管道相鏈接，形成混凝土運輸管道路線，通過壓強將混凝土擠壓送至模板支撐倉得以實現(xiàn)，完成澆筑。在工程實踐中，當(dāng)混凝土澆筑作業(yè)進行至隧洞頂端倉面階段，需撤走滯留的機械設(shè)備及工具，當(dāng)澆筑作業(yè)進行至人孔持平時，疏導(dǎo)施工人員撤離，確保施工人員的生命安全。

噴混凝土的常規(guī)使用方法是濕噴，混凝土噴射形式的選取受施工條件、施工需求、噴射混凝土質(zhì)量、強度標(biāo)準(zhǔn)等因素影響。如想使噴灑達(dá)到最佳效果，應(yīng)在工作開展前，設(shè)計試驗及測試，噴射混凝土的比例調(diào)配需根據(jù)施工要求強度標(biāo)準(zhǔn)進行調(diào)整。

4.3 襯砌

根據(jù)引水隧洞區(qū)域位移值來評測圍巖穩(wěn)定性高低，再根據(jù)穩(wěn)定性高低判斷推定操作時間。開展襯砌需滿足：圍巖情況穩(wěn)定，支護變形情況穩(wěn)定，飲水隧洞斷面面積、高度、中線達(dá)標(biāo)。

4.4 回填注漿

開展回填注漿，需先經(jīng)過開展兩次襯砌工作，并根據(jù)對引水隧洞施以注漿測試得到相關(guān)參數(shù)資料及分析結(jié)果，

決定注漿壓力。比如，巖洞鋼筋混泥土襯砌應(yīng)將壓力值維持于0.28-0.5MPa之間，而土洞鋼筋混泥土應(yīng)保持處于0.08-0.21MPa的低壓狀態(tài)。

5、預(yù)防塌方

在整個引水隧洞施工過程中，應(yīng)做好相應(yīng)塌方防治工作，預(yù)防出現(xiàn)隧洞塌方現(xiàn)象，確保引水隧洞施工工作安全開展，順利完成。

首先，在引水隧洞施工工作開展前，對施工地點進行勘察，對地形地貌、地質(zhì)特征、環(huán)境條件、氣候條件、水文狀況、地理位置等各個內(nèi)容進行全面了解，掌握具體詳盡的數(shù)據(jù)資料，進行專業(yè)化數(shù)據(jù)分析，降低施工風(fēng)險，提前預(yù)測及消除不良影響因素，選址上繞開斷層、土質(zhì)疏松、圍巖易碎等不宜開挖的區(qū)域，開挖時盡量避免惡劣天氣條件；其次，施工過程中擇優(yōu)選擇恰當(dāng)?shù)氖┕し绞剑缡欠窈侠磉x擇合適的開鑿方法、爆破形式、炸藥劑量、排水系統(tǒng)等，避免鋌而走險選取易致使塌方的施工技術(shù)及措施，同時做好應(yīng)急措施準(zhǔn)備，隨時應(yīng)對緊急情況；最后，施工期間定期對隧洞進行檢測與排查，設(shè)置監(jiān)管部門，除了監(jiān)察施工進程及完成質(zhì)量，還需密切留意隧洞情況，及時對數(shù)據(jù)進行記錄、反映、匯報，確保施工安全進行。

6、結(jié)束語

水利工程水電站的建設(shè)有利于促進我國水利電力工程事業(yè)發(fā)展，推動經(jīng)濟進步。而引水隧洞作為水電站工程建設(shè)的一項重要工作、一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須引起施工隊伍對引水隧洞工作的重視。

對施工區(qū)域進行勘測，如實記錄詳盡準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，全面分析，考慮各方面因素影響，制定合理的施工方案，提前做好器械設(shè)備、材料資源、施工人員的準(zhǔn)備工作，擇優(yōu)選取科學(xué)的施工技術(shù)措施應(yīng)用于開挖階段與支護階段，并對施工存在的隱患及風(fēng)險，及時發(fā)現(xiàn)及時解決，預(yù)防引水隧洞的塌方，做好干預(yù)與防護措施，避免發(fā)生安全問題。同時，選取合適的施工方式并根據(jù)實際施工情況進行調(diào)整與優(yōu)化，能夠有效提高施工質(zhì)量，減少不合理的資源浪費與投入，提升工作效率，縮短施工工期，保障施工安全有序進行，確保水電站建設(shè)順利與正常運作。

參考文獻：

[1]王日炬. 水電站引水隧洞開挖支護措施分析[J]. 工程技術(shù)（全文版）， 2017（1）：00154-00154.

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