探讨水电站引水隧洞开挖与支护的施工技术

陈举平

（国网四川富顺县供电有限责任公司四川省自贡市643200）

摘要：水电站的引水隧洞施工主要有开挖和支护两方面的工作，对整个水电站建设的重要环节有着重要的影响，在引水隧洞开挖和支护的工程中能够保质保量，将会加快引水隧洞工程的进度，使工程的投入减少，对水电站的建设起到促进作用。

关键词：水电站；引水隧洞；开挖；支护；施工技术

水电站在建设中要注意引水隧洞的建造技术，在施工中包括开挖和支护两个阶段，这两个阶段的施工也关系到整个水电站工程的质量，在开挖和支护两个阶段的施工中能够达到设计的标准，高质量的完成引水隧洞的建设，就可以加快工程的进度，降低工程建设的资金消耗。

一、论述水电站引水隧洞的定义

实际上水电站的运行是具有一定复杂性的，从其的工作原理来说，其就是利用大坝上游水的重力作用，来推动水轮机，进而带动水电站内部发电机组的运作，来产生电能。我们通过一些手段，将大坝上游的水引进水电站水轮机区域的这一段引水的隧道，我就称其为引水隧洞。相关的水利部门，会根据水流的情况或者是是否有自由水面，来判断引水隧洞的类型，即有压引水隧洞和无压引水隧洞。水电站作为我国的基础设施，其建设质量的重要性不言而喻，而引水隧洞建设更是重中之重，在起初对引水隧洞洞线设计方案进行选择时，相关的设计人员要一定要遵从以下几个原则：以最短洞线为准，以隧道弯度数量最少的为准，以上下游水利衔接顺利为准，此外还要尽量远离地下水区域。

在实际的引水隧洞施工过程中，主要有以下几方面的困难：①引水隧洞的施工场地狭小。由于水电站往往是建在群山环绕，河流湍急的区域，而隧洞更是在山体里面建造的，这就很容易的压缩了工程的施工空间，也增加了工程建设中的各种的不定因素，使得整个工程的施工难度也扩大了。②在山体内施工，要充分了解山体的地理地貌、岩石状况，否则施工现场很容易引发塌陷等情况，施工的安全就变得尤为突出。③狭小的施工空间使得工程的施工条件变差，对通风、采光、除尘等方面的需求也想到增加。种种难点使得工程的施工难度不断加大，也要求工程的设计部门建立设计方案时，不但要考虑到节约工程成本的同时也要参考工程的施工环境、施工需求特点。

二、水电站引水隧道的开挖施工技术

隧洞开挖不仅仅关系到隧洞自身的洞身面，还直接影响整个工程的施工进度。洞身面指的是隧洞进入口的面积，一般来说，当水电站工程遇到隧洞工程量大的情况时，就会通过开挖支洞和竖井的方式来优化隧洞的建设效果，弥补其功能上的不足。确定施工区域的数量时，施工人员需要根据事先对工程当地的地质地貌、环境条件、设备情况等进行分析，从而挑选出更加合理的开挖施工方案。引水隧道常用的开挖方案有断面分部开挖法和全断面开挖法两种类型。

2.1全断面开挖法

开挖水电站引水隧洞的时候要考虑隧洞洞身面的施工，洞身面的施工和引水隧洞的施工进度有直接的关系，引水隧洞的洞身面是指进口面和出口面。假如施工的时候工期比较紧，引水隧洞的工程量比较大，可以通过开挖一些竖井和支洞等辅助设施来弥补引水隧洞工作面上引起的不足问题。确定了施工工作面的位置和数量之后，施工单位就要对隧洞洞线的地形地貌、施工的运输条件、工程的成本投入、施工的设备情况等方面的情况做充分的了解，从中筛选出工期消耗短、投入合理、施工方案合理的开挖方案。平洞的开挖方案有：全断面开挖法和断面分部开挖法。

2.2断面分部开挖法

这种隧道开挖方法指的是将隧洞分为不同的环节，将总工程量划分成一些小的子工程量，分阶段对隧洞进行开挖作业。一些水电站建设单位还根据开挖方式的差异，将断面分部开挖法分为了导洞开挖法和台阶开挖法。台阶开挖法一般在大型隧洞开挖工程中应用，其方法为从地面向下开挖或者地面以下向上开挖，其主要应用于10m以上的隧洞工程。导洞开挖法和台阶开挖法不同，其对施工中的通风条件、排水条件、岩石结构等有着较高的要求，其施工方法为：选择合适的施工位置，在引水隧道的断面之上开挖出一个小的导洞，利用各类机械将小型导洞不断扩大，直至完成整个工程。导洞开挖法分为上、下导洞开挖法两种。总体来说，断面分部开挖法对机械设备的性能要求不算高，因此可以适用于多种类型的施工条件中，在围岩不稳定、洞泾较小的区域内同样适用。

三、水电站引水隧道的支护施工技术

引水隧洞的施工具有一定的复杂性，所以通常都会把施工工期拉的比较长，一些已完工的施工段，很容易受外界因素的影响，进而出现质量问题，因此来说施工部门一定要做好支护工作，对已完的工程段进行保护，确保工程的稳定性，以便顺利的开展施工，尤其是在工程中对支护方式更为主要。

根据围岩分类，围岩成洞条件和围岩稳定性主要受岩体完整性、结构面组合、风化卸荷程度的制约。因此，隧洞区围岩分类，原则上以岩体完整性、结构面组合特征、风化卸荷程度为基础，结合《中小型水库工程地质勘查规范》（SL55—2005）围岩工程地质分类标准。总体说来围岩及不稳定，隧洞开挖工程中，边墙、拱顶极易坍塌变形，可能经常边挖边塌，甚至出现地面下降或者冒顶，变形破坏严重。需支护紧跟或者超前支护。进行隧洞支护支护形式主要有两种，混凝土泵隧洞支护法和新奥法隧洞支护法。

3.1混凝土泵隧洞支护法

混凝土泵隧洞支护法的核心是混凝土的浇筑。通过将冲天尾管、排气管、导管等管道相互连接，构成混凝土的输送管道，在地表将混凝土通过强化的压力挤压到模板支撑的仓内，从而实现混凝土的浇筑作业。在运用混凝土泵隧洞支护法时，施工部门要注意的是，混凝土浇筑到顶拱仓面阶段，要撤出滞留在仓里的施工工具，尽可能的将仓面的两端筑高。混凝土浇筑到人孔相平时，就要保护施工人员的安全，将施工人员撤离。人孔洞筑浇完成后，要加大泵机的速率，完成浇筑支护作业。

3.2新奥法隧洞支护法

施工部门在使用新奥义隧洞支护法是要考虑到隧洞建设环境中的岩石的承载能力能否支撑支护作业。新奥义隧洞支护法分为三个部分：光面爆破开挖、锚喷支护以及围岩稳定状况检测。在了解了岩体具体情况后，施工部门运用新奥义支护法的具体操作是：在隧洞的开挖、支护阶段，充分利用好岩体在隧洞挖掘过程中发生的形变，适当的运用带有加固作用的材料、工具加固岩体，使得整个受到加固的围岩具备抵抗外力冲击的能力，为整个隧洞提供支护保护，达到工程施工部门保护隧洞的目的。

结语

总而言之，随着现阶段我国建筑水平迅速发展，混凝土施工技术已经成为土木工程技术中必不可少的技术种类。只有对混凝土施工技术进行严格把关并不断进行更新，才可以有效地保证混凝土工程施工的施工质量。为了推进我国土木工程施工事业的可持续发展，需要在实践中不断总结混凝土施工经验，并结合现代化技术不断革新混凝土施工技术。

参考文献：

[1]张志刚，张建国.关于土木工程混凝土施工技术的研究[J].中小企业管理与科技（中旬刊）.2015.

[2]崔海峰.土木工程中混凝土施工技术要点分析[J].门窗.2015.

[3]李尚华.土木工程施工中混凝土施工技术要素分析[J].企业科技与发展.2015.