水電站引水隧洞開挖及支護施工技術

張嘉靈

（中國電建市政建設集團有限公司，天津 300384）

在水電站建設過程中，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鍵[1]。由于引水隧洞的開挖和施工過程具有較高的技術含量，因此，在實際設計中，若能夠縮短引水道線，則可以實現更為節能和高效的引水隧洞施工，為后期水電站實現經濟效益提供有力保障。

1 水電站引水隧洞概述

水電站發電原理是通過將水的重力勢能轉變為電能。因此，在水電站修建施工過程中，需要開挖水電站所在的山體，形成能夠實現引水功能的引水隧洞[2]。水電站引水隧洞的施工現場如圖1所示。

圖1 水電站引水隧洞的施工現場

在水電站引水隧洞的建設過程中，主要包括隧洞的開挖和支護。在這兩個階段中，任何一個階段的施工質量均會對工程的整體完成情況產生一定影響。引水隧洞作為技術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的施工條例，通過及時有效地監管，確保其能夠符合方案中預期的質量標準[3]。在工程施工前，需要合理地統籌安排工程的具體工作，根據設計部門所提供的工程量清單，核實和明確施工中的任務明細。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的通風狀況，避免在隧道進水區施工過程中出現施工量難以達到相關標準等問題。

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

在完成開挖和支護的施工建設中，通過混凝土噴射的方式，及時加固與維護隧洞中平動段，設置錨桿提升隧洞穩定性。在此過程中，主要提升噴錨操作，尤其要避免出現超前錨固問題，這一階段的工程完成質量與隧洞最終的穩定性具有直接關系，在施工過程中應當予以充分重視。

2 水電站引水隧洞開挖技術研究

2.1 水電站引水隧洞開挖技術選擇

水電站引水隧洞開挖技術主要分為兩類，包括支洞開挖和豎井開挖。在選擇開挖技術時，需要充分調研施工場地的地質條件和施工條件，結合施工團隊自身的施工能力，合理選擇開挖技術。

2.2 斷面分部開挖技術

斷面分部開挖技術是通過合理劃分引水隧洞的斷面，對工作量進行分級操作。根據不同地質結構的斷面，采取不同開挖方式、不同跨度尺寸和結構的隧洞。施工難度較大、地質條件不利的大型隧洞開挖通常會采用導洞的形式，對于施工團隊的技術和設備的需求較高。

3 水電站引水隧洞支護施工技術研究

3.1 水電站引水隧洞錨桿支護施工技術

通過選擇抗拉強度大、易于切割的錨桿結構，對水電站引水隧洞進行加固性支護施工，能夠有效提升隧洞的穩定性。水電站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

在錨桿施工過程中，需要確定鉆孔的孔位，在確定孔位后，根據施工場地的實際狀況，輕微調整孔位的角度后進行鉆孔，以供后期的錨桿固定做準備。為了能夠更好地進行后期的錨固操作，在安裝錨索之前需要對鉆好的孔位進行清孔操作，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計的長度，要與水電站引水隧洞的實際腰梁寬度相關，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。

在工程鋼絞線的兩端需要實現自如伸縮，為了達到這一目的，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，需要進一步對其性能進行檢驗和分析，確保其質量。在將錨索運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，如果出現難以進入孔洞的問題，則需要再次進行清孔操作，并且重新完成鉆孔直至錨索順利到位。為了提升工程進展速度，在工程支護施工時，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量。通常在注漿完成后，大于5m進行拔管，注漿達到孔口溢出漿時不能拔出注漿管，需要在濕粘土封口后進行穩壓二次注漿。

錨桿施工技術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，錨索所承受的應力分布均勻，通過預拉操作直接檢驗錨索的應力承受能力。

3.2 水電站引水隧洞混凝土噴射支護技術

在混凝土噴射加固過程中，由于隧洞巖面會出現碎石等雜物，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，對遇水之后穩定程度下降、較易泥化的巖石結構，則不能選擇這種清潔方式，應考慮采用壓力風處理。與此同時，需要檢測隧洞的防水性能，對可能出現滲水問題的部位增加排水管道，保障隧洞的穩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，相關設備能夠穩定運行。

4 結語

為了提升水電站引水隧洞穩定性，提出水電站引水隧洞開挖及支護施工技術，通過深入的分析和研究水電站引水隧洞開挖和支護施工的相關技術，需要認真監察和選擇相關工作流程和施工工藝，保證更好地達到相關施工技術要求，實現隧洞引水，從而為水電站相關工程建設提供一定幫助。