水電站引水隧洞開挖及支護工程技術探討

楊光磊

（陜西省土地工程建設集團銅川分公司，陜西 西安 710075）

目前我國加大力度創新工程建設技術，完善工程建設體系，使得水電站的施工技術有所提高[1]。相關人員對于引水隧洞開挖和支護工程的建設也越來越重視[2]。引水隧洞的開挖和支護工程能夠實現高質量的水電站建設，加快引水隧洞施工進度，降低巖石坍塌和滲水風險。

1 水電站引水隧洞概述

水電站利用水的重力勢能轉化為動能實現發電，在重力勢能轉化為動能的過程中，水會推動水輪機作業，水輪機旋轉帶動發電機組發電，在這一過程中產生電能。引水隧洞在此發揮了重要作用，它將上游的流水引到水輪的轉動區域，起到通道的作用。引水隧洞施工有很多原則，比如洞線長度要盡量短，彎道的數量要盡可能少，上下游的水流必須要保證無縫連接。在進行引水隧洞施工的過程中，需要注意的要點有：①由于引水隧洞所處的施工區域比較狹小，水電站建設位置幾乎處在有較大落差的山峰之間，對施工的約束較大，加上引水隧洞處于山體內部，這更加限制施工的進行，給工程建設增加了很多不穩定因素。②在山體內進行引水隧洞建設，還要考慮到山體的不同，有些山體土質并不適合建設引水隧洞，施工之前要對山體環境進行周全的考察，綜合考慮土質、環境、地貌等因素的影響，避免在施工過程中引發不必要的問題。

2 水電站引水隧洞開挖技術

水電站引水隧洞開挖是水電站的關鍵施工環節，對整個工程進度的影響較大。當水電站引水隧洞的施工任務較大時，大多數施工人員需要采用豎井或開挖支洞的方法達到預期的效果，首先需要確定施工區域的數量，再根據當地的具體環境、設備和人員的情況，選擇最合適的施工方案。依據不同的地質情況和施工要求，需要采用不同的開挖方法，以確保施工的質量和安全。

2.1 全斷面開挖方法

全斷面開挖法是引水隧洞施工中較為常用的一種方法，它是借助多臂鉆機的開挖方法。這種方法的優勢較為明顯，它可以讓施工人員利用多鉆臂進行隧洞開挖，在提高效率的同時，節省人工和機械成本。但是，這種挖掘方法也有比較明顯的不足，那就是對巖體的屬性要求較高，容易受到地形的限制，洞身面積越大，可能遇到的施工障礙就會越多。

2.2 斷面分部開挖方法

斷面分部開挖方法是將工程按照特定的方法進行分段，分成多個小工程，然后施工人員對不同的小工程進行施工。在確定施工位置后，施工人員需要在斷面上開挖小洞，然后通過指定的設備將小洞不斷擴大，直到完成整個工程。臺階開挖法和導洞開挖法有較大的區別，它更常使用在大型工程的施工中，在大型隧道的開挖中比較常見。根據開挖方向的不同，又可以分為從地面向下開挖和從地下向上開挖兩種。

3 水電站引水隧洞支護施工

水電站引水隧洞開挖施工完成后，由于其工期較長且受到外界因素的影響較大，因此，要想使引水隧洞長時間處于穩定的狀態，支護施工技術是必不可少的。

3.1 混凝土泵引水隧洞支護施工

在引水隧洞支護沒有特殊需求的情況下，使用混凝土泵隧洞支護法進行支護施工是比較理想的。施工人員會利用沖天尾管，將其和導管等管道連接起來，共同構成混凝土的輸送管道，通過這條管道將混凝土輸送到模板支撐倉內，施工人員利用這些混凝土進行澆筑。在使用這種方法時，必須注意澆筑進行到頂拱艙面時，需要提前將內部的工具撤出。

3.2 新奧法隧洞支護施工

新奧法隧洞支護施工也是一種比較常用的方法，但是該方法對隧洞施工環境、巖石的承載能力等有著更高的要求。這種方法分為三個部分：光面爆破開挖、錨噴支護以及圍巖穩定狀況檢測]。施工人員在充分了解巖體的特性后，可以按照隧洞開挖、支護施工的順序進行，充分考慮挖掘過程中，巖體出現的變形情況，通過各種加固材料的合理利用，提高整個巖體的強度，使巖體能夠具備更強的沖擊抵抗能力，從而實現引水隧洞的支護效果。

3.3 引水隧洞錨桿支護施工技術

引水隧洞錨桿支護施工流程如圖2所示。

圖2 引水隧洞錨桿支護施工流程

在進行鉆孔時，應盡可能選擇回旋設備，而且鉆孔距離要保持在145 mm內，錨桿孔的深度保持在50 mm內。使用錨桿一定要根據實際的需求，截出最佳的桿體，然后技術人員需要對錨桿進行整直、除銹，避免錨桿性能受到影響，進而影響隧洞施工的整體效果。在灌漿管深入鉆孔時，需要和孔底保持一定的距離，這樣才能更好地進行開挖。這一距離應保持在50～90 mm的范圍內，然后在砂漿灌入之后對錨桿進行拉出，若孔口沒出現砂，需要按照相同的順序進行第二次灌漿施工。

3.4 塌方預防和處理方法

在進行塌方預防時，有以下幾點要求：首先，技術人員要對現場進行周密的勘查，確保巖體情況達到要求，并且能夠進行施工，全面評估地質問題引發塌方的情況，確保隧洞不是斷層、溶洞等類型。一旦發現隧洞前方施工會遇到這種類型的土質，要及時調整施工方案。其次，科學地選擇施工技術，提高施工的安全性。同時，在施工之前，還要確認排水系統是否能夠正常運轉，因為在施工的過程中，會產生體量巨大的廢水，這些廢水如果不能通過排水系統及時排走，長時間積累在隧洞內部，很有可能引起隧洞混凝土結構變形，容易出現塌方的風險。最后，施工人員還要對隧洞內部的環境進行檢查，一旦發現諸如混凝土裂縫等問題，要第一時間進行補救，采取科學的方法進行加固，確保施工能夠順利進行，從而保障施工人員的人身安全。

4 結語

水電站引水隧洞施工是整個水電站施工中非常重要的一環，它關系著整個水電站的運轉效率，還會對水力發電的效能產生巨大影響。通過深入的分析和探究引水隧洞開挖技術和支護工程的施工技術，在引水隧洞開挖和支護施工過程中，相關人員一定要嚴格把控質量，選擇合適的技術進行施工，以提高水電站引水隧洞施工質量，降低巖石坍塌和滲水的風險，為水電站引水隧洞開挖和支護施工提供參考。