刍议水电站引水隧洞开挖与支护的施工技术

徐干明

（新干县三湖联圩工程管理局，江西 吉安 331300）

引水隧洞作为水电站的重要组成部分，可以实现水源分流，促使水电站保持稳定的运行状态，为了确保水电站发电机组得到充足的发电水源，应从开挖与支护施工效果方面，保证引水隧洞能够在后续水力发电中体现出显著的实用价值[1]。

基于此，本文研究了水电站引水隧洞开挖与支护的施工技术，分别设计了断面开挖与断面分部开挖两种引水隧洞开挖方法，应用混凝土泵以及新奥法两种方法实施支护施工。规范开挖与支护流程，制定科学的施工方案，改善引水隧洞开挖与支护现状[2]。

1 水电站引水隧洞特征

从以往施工经验可知，水电站引水隧洞具体包含以下特点[3]：其一，规模大且难度大。水电站引水隧洞往往需要花费较大的人力物力用于完成引水隧洞施工任务，且易受地形影响造成施工器械很难发挥真正效用，造成施工难度较大；其二，复杂性。水电站引水隧洞一般需在含水层等地施工，这就造成施工人员与设计人员需要承担较大的工作压力。在复杂的施工条件下，引水隧洞也极易出现施工误差。对此，应采取有效措施提高施工管理效率。

2 水电站引水隧洞开挖与支护施工技术要点

2.1 优选开挖与支护方法

要想保证开挖与支护施工内容得到有效落实，应从开挖与支护方法方面出发，以此在提升施工质量的同时也能保障施工现场的安全。

2.1.1 开挖方法

全断面开挖是运用多臂钻机对引水隧洞施工区域进行钻孔操作，经过全断面开挖施工器械的协助，可获得径长10 m的引水隧洞。此种方法易于操作且开挖效率较高，值得在部分引水隧洞开挖项目中推广。比如在新疆地区波波娜引水隧洞，正是应用全断面开挖方法完成，先将挖掘机置于施工场地，并自行设计钻架，在实施爆破作业初期将装载机后退50 m，在保证顺利出土的基础上将钻架放在钻孔中，保障了项目钻孔施工高效完成。

断面分部开挖方法是将引水隧洞工程量按照分部原则将其划分为多个施工部分，视断面类型分别确定实施导洞开挖与台阶开挖方法。例如在引水隧洞尺寸≥10 m时，可选择导洞开挖技术，而台阶开挖技术更适用于小型隧洞，且整体施工周期更短，所耗费的成本更小。断面分部开挖示意图如图1所示。

2.1.2 支护方法

水电站引水隧洞支护是保障施工安全与隧洞稳定性的首要前提。常见的支护方法包括混凝土泵以混凝土泵法借助混凝土泵设备作为支护依据，在引水隧洞管道连接处不断输送混凝土，由此运用混凝土实施模板支护。在具体浇筑环节，应按照先顶面后孔洞的顺序，确保引水隧洞快速完成支护任务。

图1 引水隧洞分部开挖示意图

新奥法则是通过混凝土喷射以及锚杆安装等方式，确保引水隧洞能够具备较强的抗压力，并表现出良好的稳定性。在应用新奥法实施支护施工时，一方面，应考虑岩层类型以及混凝土黏度要求，以免在支护施工期间出现支护不到位等问题。另一方面，还应增加支护施工的完整性。针对每一项施工内容都制定科学的施工方案。如在混凝土喷射施工阶段，需要先行定位，控制好混凝土喷射点，将其与喷射面的间距保持在4 mm。其中浆料的含砂率应为50%～67 %之间，可在孔洞内插入锚杆，促使引水隧洞能够在后续泄水过程中展现出真正价值。

2.2 规范开挖与支护流程

水电站引水隧洞在开挖与支护期间需要事先明确具体的施工流程，以此保证施工步骤得到顺利落实。在开挖施工时，还应结合施工要求以“先上后下”的开挖顺序实施断面或全断面开挖技术。在下平段施工时，应先进行帷幕灌浆作业，后开挖下平段渣土，由此保证隧洞的顺利开挖。水电站引水隧洞作为水电站泄水建筑物，还应将支护施工放置在开挖施工之后，可增加支护施工的有效性，确保引水隧洞能够为水电站带来重要的发电保障[4]。

2.3 合理安装支护防护网

防护网是水电站引水隧洞施工环节较为重要的支护设施，在具体施工期间，需要制定合理的安装支护方案来提升支护质量。

施工人员在安装防护网之前，需要在施工场地内对基座的稳定度以及倾斜角度予以检验，一旦基座出现不稳或倾斜度较大等问题，应立刻调整好之后再实施安装支护[3]。通常情况下，引水隧洞的倾斜角度不一样，基座所需条件也不同。比如在其角度高于45°的基础上，基座应按照15°的距离适当做出倾斜调整，当其角度尚未超出45°时，基座基本上与地面保持水平。其次，在安装钢柱与绳卡时，应确定好安装数量与安装方向。最后，在安装支撑绳时，需要先将2根绳卡穿插在支撑绳的外侧方向上，并将减压环与钢柱间距设在50 cm，最终能够增加防护网各绳卡与支撑绳的紧密性，确保防护网安装环节的实用价值，达到最佳支护效果。

2.4 注重钢支撑支护效果

在水电站引水隧洞支护施工过程中，还可采用钢支撑施工技术完成支护任务。作为支护施工中的重要部分，钢支撑结构具有较强的稳固度与抗压性，能够起到良好的支护作用。

在钢支护过程中，施工人员需将原有地基与钢支护结构间的间距控制在15 mm以内，可保证槽钢安装作业的顺利进行，在岩层间距方面，间距一般应≤5 mm，避免出现较大的裂缝，影响钢支护质量。只有保证钢支撑发挥出优势，才能使导流隧洞突显出其导流和水力发电的实用价值。

3 结论

综上所述，为提升水电站引水隧洞施工质量，应从开挖与支护方法、开挖与支护流程、安装支护防护网、钢支撑支护等方面着手，以此提升引水隧洞开挖与支护施工质量，为水电站发电环节提供重要保障。同时，还应充分结合水电站施工环境，确保水电站开挖与支护具有较强的经济性特征。