谈水电站隧洞开挖及支护工程技术

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[摘要]引水隧洞工程是水电站建设中十分重要的组成部分，其中引水隧洞施工主要包括隧洞开发与隧洞支护两方面，其施工质量的好坏直接关系到整个水电站的质量与运行周期。基于此，对水电站引水隧洞开挖及支护工程技术进行探讨，以期给相关工作者带来一定借鉴意义。

[关键词]水电站；引水隧洞；开挖；支护；工程技术

1水电站引水隧洞介绍

水电站发电原理主要是依靠水位的高低形成巨大空间差，通过水流产生的巨大重力推动水轮机运行，进一步推动发电机产生电能。而引水隧洞就是将山体开挖形成引水道，将水流上部引入水轮机的密闭空间，带动发电机发电。通常引水道线路都是简短而直接的，以方便水流形成对接。引水隧洞的应用可以有效提高水电站的工作效率，节约成本、减少能源浪费等。

2引水隧洞开挖步骤

制定规章制度确保施工质量：根据实际水电站建设项目制定规章具体制度，确保引水隧洞各个阶段施工质量。科学合理制定平行作业任务，保证每天按时按量的进行开挖作业，确保隧洞稳定性。同时，提高通风需求以保证进水区混凝土的施工量。做好开挖保护工作：在引水隧洞开挖之前，首先要对隧洞下平行端以及上下弯道进行挖掘支护；然后再进行竖井段的开挖任务。在平行段交面工作完成以后在进行上弯道的开挖工作；帷幕注浆工作完成以后在进行下弯道段的开挖与支护工作。无论是哪个阶段的开挖工作都必须按照分步施工原则，只有这样才能确保竖井段的充分利用，确保整个施工周期的良好通风。混凝土喷射与锚杆施工：在挖掘任务完成之后要及时开展引水隧洞平洞段的混凝土喷射与锚杆施工工作，其中要避免超前锚固，在施工过程中需要随时随地对喷锚进行支护保护工作，以确保施工引水隧洞平洞段的稳定性。

3引水隧洞开挖施工技术

全断面开挖：全断面开挖技术就是按照具体施工要求一次性开挖到位。这种开挖方法主要应用设备就是多臂钻机，通过利用多臂钻机一次性挖掘出10米左右高度的隧洞，多臂钻机的有效利用不仅可以大大缩短施工时间，提高工作效率，节约人工成本等，而且多臂钻机操作简单，便于携带。但是，由于引水隧洞开挖对工艺要求十分严格、精细，而且挖掘的隧洞断面往往面积都非常大，不易控制，使全断面开挖技术受到多方面因素的限制，给全断面开挖工作带来极大的挑战。全断面开挖技术通常适用于岩层稳定性较高，地质构造稳定的引水隧洞开挖工程。断面分部开挖：断面开挖技术就是将引水隧洞分阶段、分层次合理分解细化开挖工作任务。其主要分为导洞开挖和台阶开挖两种形式，这两种方法都是主要根据断面的岩土特性、跨度大小、选取方式的不同而进行不同的选择。导洞开挖又被称为三导洞法，此方法通常把引水隧洞断面划分为中间、左、右三部分。首先，开挖施工人员需要开挖一个中型导洞；然后，在中导洞基础之上进行引水隧洞的后续工作。最后，开挖左右两边导洞，导洞开挖手段可以采用上洞、下洞的方法。导洞开挖的方式一般适用于通风、灾害、岩土结构条件较好的隧洞，并适用于直径十米以上的隧洞挖掘工程施工。台阶开挖方法通常适用于直径十米以下，地质复杂、岩土结构不够稳定的隧洞掘进工作，而且施工周期短、成本低、防水性能好。

4支护施工的应用

混凝土泵支护：混凝土泵隧洞支护方法就是利用设备把混凝土不间断地输出，其中输送管道主要是由冲天尾管、排气管以及导管三部分组成。混凝土引水隧洞支护方法主要是经过基础面（施工缝处理）、模板工序、止水、伸缩缝以及灌浆管安装、混凝土浇筑等六道工序来完成。此外，在施工过程中需要注意以下几点：当混凝土筑浇到顶拱仓面的时候，必须及时撤出内部所有工具；筑浇到与施工人员同样高度的时候施工人员必须立即撤离至安全地方，确保施工人员的人身安全；为了提高施工效率，浇筑工作完成以后可以选择适当加大混凝土泵的功率，加快施工进度；混凝土泵在运行过程中必须保持管道通畅，隧洞支护与开挖工作必须同步交叉进行，以防止混凝土泵出现故障导致窝工状况发生。新奥法支护：新奥法引水隧洞支护方式是在混凝土泵方法上的提升与创新，其稳定性、保护效果更佳。主要是利用岩层自身的稳定性以及空间约束力，通过混凝土喷锚技术的应用，促使围岩、混凝土以及锚杆为一个稳固的整体。在此方法运用过程中必须要充分考虑引水隧洞周围岩石的承载能力，其承载力是否能支撑支护作业，然后相关工作人员在运用新奥法对隧洞进行支护施工工作。新奥法引水隧洞支护主要分为：光面爆破开凿、喷锚支护和围岩稳定性检测三个部分。新奥法具体施工就是在引水隧洞的开挖和支护过程中，充分利用岩体产生的形变，利用具有加固性能的材料、工具对岩体进行加固，使支护结构与隧洞岩层形成一个稳固、完整的支撑体，防止因外力冲击等因素给隧洞造成破坏，进一步达到保护隧洞的目的。

5结语

引水隧洞施工作为水电站建设的重要组成部分，施工过程中必须运用科学先进的隧洞建设施工技术，科学合理的开挖方法和支护方法，建设出质量过硬的引水隧洞，整体提升水电站施工效率，促进我国水利建设的顺利开展。

【参考文献】

[1]黄淑云.关于水利工程边坡支护施工技术的研究[J].黑龙江水利科技，2017(03).

[2]连惠利.砂砾石地质引水隧道的开挖及支护施工技术[J].农业科技与信息，2015(10).

[3]刘榴.分析水利工程引水隧洞开挖支护施工技术[J].科技创新导报，2018(10).

作者：王艳莉 单位：中国水利水电第一工程有限公司