水电站引水隧洞开挖及支护工程技术探讨

杨光磊

（陕西省土地工程建设集团铜川分公司，陕西 西安 710075）

目前我国加大力度创新工程建设技术，完善工程建设体系，使得水电站的施工技术有所提高[1]。相关人员对于引水隧洞开挖和支护工程的建设也越来越重视[2]。引水隧洞的开挖和支护工程能够实现高质量的水电站建设，加快引水隧洞施工进度，降低岩石坍塌和渗水风险。

1 水电站引水隧洞概述

水电站利用水的重力势能转化为动能实现发电，在重力势能转化为动能的过程中，水会推动水轮机作业，水轮机旋转带动发电机组发电，在这一过程中产生电能。引水隧洞在此发挥了重要作用，它将上游的流水引到水轮的转动区域，起到通道的作用。引水隧洞施工有很多原则，比如洞线长度要尽量短，弯道的数量要尽可能少，上下游的水流必须要保证无缝连接。在进行引水隧洞施工的过程中，需要注意的要点有：①由于引水隧洞所处的施工区域比较狭小，水电站建设位置几乎处在有较大落差的山峰之间，对施工的约束较大，加上引水隧洞处于山体内部，这更加限制施工的进行，给工程建设增加了很多不稳定因素。②在山体内进行引水隧洞建设，还要考虑到山体的不同，有些山体土质并不适合建设引水隧洞，施工之前要对山体环境进行周全的考察，综合考虑土质、环境、地貌等因素的影响，避免在施工过程中引发不必要的问题。

2 水电站引水隧洞开挖技术

水电站引水隧洞开挖是水电站的关键施工环节，对整个工程进度的影响较大。当水电站引水隧洞的施工任务较大时，大多数施工人员需要采用竖井或开挖支洞的方法达到预期的效果，首先需要确定施工区域的数量，再根据当地的具体环境、设备和人员的情况，选择最合适的施工方案。依据不同的地质情况和施工要求，需要采用不同的开挖方法，以确保施工的质量和安全。

2.1 全断面开挖方法

全断面开挖法是引水隧洞施工中较为常用的一种方法，它是借助多臂钻机的开挖方法。这种方法的优势较为明显，它可以让施工人员利用多钻臂进行隧洞开挖，在提高效率的同时，节省人工和机械成本。但是，这种挖掘方法也有比较明显的不足，那就是对岩体的属性要求较高，容易受到地形的限制，洞身面积越大，可能遇到的施工障碍就会越多。

2.2 断面分部开挖方法

断面分部开挖方法是将工程按照特定的方法进行分段，分成多个小工程，然后施工人员对不同的小工程进行施工。在确定施工位置后，施工人员需要在断面上开挖小洞，然后通过指定的设备将小洞不断扩大，直到完成整个工程。台阶开挖法和导洞开挖法有较大的区别，它更常使用在大型工程的施工中，在大型隧道的开挖中比较常见。根据开挖方向的不同，又可以分为从地面向下开挖和从地下向上开挖两种。

3 水电站引水隧洞支护施工

水电站引水隧洞开挖施工完成后，由于其工期较长且受到外界因素的影响较大，因此，要想使引水隧洞长时间处于稳定的状态，支护施工技术是必不可少的。

3.1 混凝土泵引水隧洞支护施工

在引水隧洞支护没有特殊需求的情况下，使用混凝土泵隧洞支护法进行支护施工是比较理想的。施工人员会利用冲天尾管，将其和导管等管道连接起来，共同构成混凝土的输送管道，通过这条管道将混凝土输送到模板支撑仓内，施工人员利用这些混凝土进行浇筑。在使用这种方法时，必须注意浇筑进行到顶拱舱面时，需要提前将内部的工具撤出。

3.2 新奥法隧洞支护施工

新奥法隧洞支护施工也是一种比较常用的方法，但是该方法对隧洞施工环境、岩石的承载能力等有着更高的要求。这种方法分为三个部分：光面爆破开挖、锚喷支护以及围岩稳定状况检测]。施工人员在充分了解岩体的特性后，可以按照隧洞开挖、支护施工的顺序进行，充分考虑挖掘过程中，岩体出现的变形情况，通过各种加固材料的合理利用，提高整个岩体的强度，使岩体能够具备更强的冲击抵抗能力，从而实现引水隧洞的支护效果。

3.3 引水隧洞锚杆支护施工技术

引水隧洞锚杆支护施工流程如图2所示。

图2 引水隧洞锚杆支护施工流程

在进行钻孔时，应尽可能选择回旋设备，而且钻孔距离要保持在145 mm内，锚杆孔的深度保持在50 mm内。使用锚杆一定要根据实际的需求，截出最佳的杆体，然后技术人员需要对锚杆进行整直、除锈，避免锚杆性能受到影响，进而影响隧洞施工的整体效果。在灌浆管深入钻孔时，需要和孔底保持一定的距离，这样才能更好地进行开挖。这一距离应保持在50～90 mm的范围内，然后在砂浆灌入之后对锚杆进行拉出，若孔口没出现砂，需要按照相同的顺序进行第二次灌浆施工。

3.4 塌方预防和处理方法

在进行塌方预防时，有以下几点要求：首先，技术人员要对现场进行周密的勘查，确保岩体情况达到要求，并且能够进行施工，全面评估地质问题引发塌方的情况，确保隧洞不是断层、溶洞等类型。一旦发现隧洞前方施工会遇到这种类型的土质，要及时调整施工方案。其次，科学地选择施工技术，提高施工的安全性。同时，在施工之前，还要确认排水系统是否能够正常运转，因为在施工的过程中，会产生体量巨大的废水，这些废水如果不能通过排水系统及时排走，长时间积累在隧洞内部，很有可能引起隧洞混凝土结构变形，容易出现塌方的风险。最后，施工人员还要对隧洞内部的环境进行检查，一旦发现诸如混凝土裂缝等问题，要第一时间进行补救，采取科学的方法进行加固，确保施工能够顺利进行，从而保障施工人员的人身安全。

4 结语

水电站引水隧洞施工是整个水电站施工中非常重要的一环，它关系着整个水电站的运转效率，还会对水力发电的效能产生巨大影响。通过深入的分析和探究引水隧洞开挖技术和支护工程的施工技术，在引水隧洞开挖和支护施工过程中，相关人员一定要严格把控质量，选择合适的技术进行施工，以提高水电站引水隧洞施工质量，降低岩石坍塌和渗水的风险，为水电站引水隧洞开挖和支护施工提供参考。