王磊

摘? 要：作為我國(guó)一項(xiàng)重要的水力資源工程，水電站對(duì)于促進(jìn)水資源的充分利用，緩解用電壓力有著十分重要的作用和價(jià)值，直接關(guān)系到社會(huì)各個(gè)行業(yè)的用水用電穩(wěn)定性。然而，在水電站的實(shí)際建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，更是會(huì)涉及到方方面面繁瑣的過(guò)程，其中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是引水隧洞的挖掘和支護(hù)，無(wú)論是對(duì)于開(kāi)挖技術(shù)還是支護(hù)技術(shù)都有著極高的要求，再加上極易受到施工外部環(huán)境，包括土質(zhì)和自然條件的影響，更是為水電站引水隧洞的施工帶來(lái)了重重困難。文章主要從水電站引水隧洞的基本定義、水電站引水隧洞開(kāi)挖階段的施工措施以及水電站引水隧洞支護(hù)階段的施工措施三個(gè)方面展開(kāi)詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵詞：水電站;引水隧洞;開(kāi)挖技術(shù);支護(hù)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TV554 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）35-0144-02

Abstract： As an important hydraulic resource project in China， hydropower station plays a very important role and value in promoting the full utilization of water resources and alleviating the pressure of electricity consumption， which is directly related to the stability of water and electricity consumption in various industries of the society. However， in the actual construction process of the hydropower station， it will involve all aspects of the tedious process， of which the most important link is the excavation and support of the diversion tunnel， which has extremely high requirements for both excavation and support technology， and is extremely vulnerable to the external environment of construction， including soil quality and natural conditions， which brings many difficulties for the construction of the diversion tunnel of the hydropower station. This paper mainly makes a detailed analysis from three aspects： the basic definition of hydropower station diversion tunnel， the construction measures of hydropower station diversion tunnel excavation stage and the construction measures of hydropower station diversion tunnel support stage.

Keywords： hydropower station; diversion tunnel; excavation technology; support technology

引言

引水隧洞這一施工環(huán)節(jié)，對(duì)于水電站工程最終的質(zhì)量有著最為直接的影響。而在引水隧洞施工當(dāng)中，開(kāi)挖和支護(hù)是最為關(guān)鍵和重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到水電站工程最終的質(zhì)量。因此在引水隧洞開(kāi)挖和支護(hù)當(dāng)中，有必要確保施工技術(shù)和質(zhì)量達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，確保引水隧洞這項(xiàng)工程的達(dá)標(biāo)，這不僅有利于為后期工程的順利施工奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，更是有利于降低各種建設(shè)成本的消耗。本文主要從三個(gè)方面對(duì)此展開(kāi)了深入的分析，以下為詳細(xì)內(nèi)容。

1 水電站引水隧洞的基本定義

水電站存在的最大價(jià)值就是發(fā)電，其中所運(yùn)用的原理如下：通過(guò)建設(shè)大壩實(shí)現(xiàn)對(duì)水流量的控制，在上游的水向下游流動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)水量的調(diào)節(jié)，增加重力作用，得到一種勢(shì)能，促進(jìn)水輪機(jī)的發(fā)動(dòng)，并通過(guò)對(duì)多個(gè)發(fā)電設(shè)備的帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而達(dá)到大量發(fā)電的工程。在實(shí)現(xiàn)發(fā)電的過(guò)程當(dāng)中，最為主要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是將水引入到水輪機(jī)所在的河道當(dāng)中，而這個(gè)環(huán)節(jié)中，最為重要的就是引水隧洞?？梢哉f(shuō)，在整個(gè)發(fā)電站的運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中，引水隧洞都發(fā)揮著極為重要的價(jià)值和作用。通常而言，引水隧洞主要有兩種：有壓引水隧洞、無(wú)壓引水隧洞。在設(shè)計(jì)引水隧洞的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該注重對(duì)引水隧洞的規(guī)劃設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過(guò)程確保線路的簡(jiǎn)短，減少?gòu)澋?，確保上下游之間的順暢性，確保水流能夠迅速通過(guò)。這不僅有利于降低工程施工難度，節(jié)約施工成本，更是有利于確保水電站的順利運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)然，更是有必要結(jié)合引水隧洞周邊的地質(zhì)條件和地下水環(huán)境。

引水隧洞開(kāi)挖和支護(hù)施工當(dāng)中，存在以下三個(gè)難點(diǎn)：其一，由于水電站選址通常在地勢(shì)較為險(xiǎn)惡的地方，因此引水隧洞也更多的建造在山體當(dāng)中，施工環(huán)境十分惡劣、狹小。再加上山體內(nèi)部構(gòu)造的不確定性和水流的影響，更是會(huì)直接導(dǎo)致施工過(guò)程當(dāng)中多種意外情況的出現(xiàn)，因此對(duì)于施工技術(shù)提出了更高的要求。其二，引水隧洞施工之前應(yīng)該做好勘探工作，包括了解山體構(gòu)造、地質(zhì)構(gòu)造、地下巖層分布情況等等，避免施工過(guò)程當(dāng)中所出現(xiàn)的漏水、塌陷等情況。其三，在較為惡劣的地理環(huán)境之下展開(kāi)施工時(shí)，更是提高對(duì)施工人員的安全重視力度，在施工方案制定的過(guò)程當(dāng)中就需要全面的考慮多種情況。

2 水電站引水隧洞開(kāi)挖階段的施工措施

引水隧洞的開(kāi)挖階段，首先需要確定開(kāi)挖的路線和周邊洞壁的牢固性和可靠性，并基于這兩者基礎(chǔ)之上，采取更加科學(xué)合理的方法。一般來(lái)說(shuō)主要有以下幾個(gè)方面：首先，明確施工位置，選擇施工區(qū)域，選擇工作面和確定工作面數(shù)量。在引水隧洞工程量較大的情況下，應(yīng)該注重輔助工程設(shè)施的建設(shè)，例如豎井，從而使引水隧洞的建設(shè)更加快捷。其次，在開(kāi)挖隧洞之前，有必要充分的勘探考察隧洞線路周邊的自然環(huán)境和土質(zhì)，確保周邊環(huán)境的穩(wěn)定性和可靠性。最后，需要采用更加科學(xué)合理的開(kāi)挖方案，以確保整個(gè)開(kāi)挖過(guò)程是順利、正確的。通常而言，水電站引水隧洞開(kāi)挖技術(shù)主要有以下兩種：全斷面隧洞開(kāi)挖法以及斷面分部隧洞開(kāi)挖法。以下進(jìn)行詳細(xì)的闡述說(shuō)明。

2.1 全斷面隧洞開(kāi)挖法

所謂的全斷面開(kāi)挖法，指的就是利用多臂鉆機(jī)和全斷面挖掘機(jī)，實(shí)現(xiàn)挖出10米左右高的隧洞。該種開(kāi)挖方法主要有以下優(yōu)勢(shì)：施工速度快、工程效率高、降低施工時(shí)間。但是其缺點(diǎn)主要有以下方面：巖體性能差、挖掘高度受到限制、隧洞斷面較大以及對(duì)于施工機(jī)械的要求比較高。因此，全斷面開(kāi)挖法通常更多的使用于圍巖穩(wěn)固、堅(jiān)固部分的隧洞開(kāi)挖當(dāng)中。

2.2 斷面分部隧洞開(kāi)挖法

斷面分部隧洞開(kāi)挖法指的是將隧洞分成多個(gè)小斷面，對(duì)于這些斷面同時(shí)進(jìn)行開(kāi)挖。基于開(kāi)挖方式的差異性，斷面分部隧洞開(kāi)挖法又可以分為臺(tái)階開(kāi)挖法和導(dǎo)洞開(kāi)挖法，兩種方法應(yīng)用于不同隧洞類型。

首先，臺(tái)階開(kāi)挖法更多的應(yīng)用于大型的隧洞當(dāng)中，且在隧洞是向地下挖時(shí)才應(yīng)用這種方法，更多的應(yīng)用于隧洞深度為10米以上的工程當(dāng)中。

其次，導(dǎo)洞開(kāi)挖法這種開(kāi)挖方法在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中對(duì)于隧洞周邊環(huán)境，包括通風(fēng)排水、巖體類型等等都有不同程度的要求。該種方法的具體實(shí)施過(guò)程如下：首先，選擇在引水隧洞斷面之上開(kāi)挖小型的導(dǎo)洞，基于這一導(dǎo)洞之上進(jìn)行擴(kuò)大作業(yè)，最終實(shí)現(xiàn)開(kāi)挖至整個(gè)斷面之上。

斷面分部隧洞開(kāi)挖法對(duì)于施工機(jī)械要求較為松懈，且對(duì)于施工環(huán)境的要求也比較低，也十分適用于圍巖穩(wěn)定性較低、洞徑較大的引水隧洞工程當(dāng)中。

3 水電站引水隧洞支護(hù)階段的施工措施

水電站工程的建設(shè)涉及到多個(gè)環(huán)節(jié)工程的施工，是一個(gè)周期十分長(zhǎng)的環(huán)節(jié)。作為水電站工程最為重要的施工環(huán)節(jié)之一，引水隧洞工程的建設(shè)，必然也需要花費(fèi)較長(zhǎng)的周期。且在水電站每一個(gè)工程的施工完成之后，不可避免的受到自然因素或其他因素的影響，導(dǎo)致引水隧洞工程施工周期不斷延長(zhǎng)。為了盡可能的避免這種情況，在引水隧洞施工過(guò)程當(dāng)中，有必要通過(guò)對(duì)已經(jīng)完成施工的部分加以支護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊圍巖的穩(wěn)定性鞏固，以實(shí)現(xiàn)工程的順利施工。通常而言，引水隧洞的支護(hù)措施主要有兩種，分別是混凝土泵隧洞支護(hù)法和新奧法隧洞支護(hù)法。以下主要針對(duì)這兩種支護(hù)方法分別展開(kāi)詳細(xì)的闡述說(shuō)明。

3.1 混凝土泵隧洞支護(hù)法

該種支護(hù)方法最為核心的部分就是澆筑混凝土。主要是通過(guò)連接沖天尾管、排氣管以及導(dǎo)管，為混凝土的輸送提供管道。在地表處將混凝土擠壓至模板支撐的倉(cāng)內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)澆筑。在應(yīng)用該種支護(hù)方法的過(guò)程當(dāng)中，最應(yīng)該注意的是混凝土澆筑至頂拱倉(cāng)面這一階段，要及時(shí)的撤出其中的施工工具，將倉(cāng)面兩端筑高，當(dāng)混凝土澆筑到人孔高度時(shí)，及時(shí)撤離施工人員，確保施工人員的人身安全。在完成了人孔洞澆筑之后，更是要提高泵機(jī)的效率，確保澆筑支護(hù)作業(yè)的順利完成。

3.2 新奧法隧洞支護(hù)法

這種支護(hù)方法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，需要充分的考慮到隧洞周邊巖石的承載能力是否足夠。該種支護(hù)方法施工過(guò)程如下：光面爆破開(kāi)挖、錨噴支護(hù)、檢測(cè)圍巖穩(wěn)定性。在確保了圍巖穩(wěn)定力度足夠之后，在開(kāi)挖和支護(hù)階段都應(yīng)該通過(guò)對(duì)隧洞周邊巖體形變的充分利用，使用相關(guān)的材料工具加強(qiáng)巖體穩(wěn)定性，提高圍巖抵抗外力的能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)隧洞的支護(hù)保護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，水電站工程的建設(shè)，不僅能夠促進(jìn)國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)，確保各行各業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，更是有利于維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定，為人民的日常生活提供有利的條件。因此，水電站工程的建設(shè)質(zhì)量也十分重要。作為該工程的主要環(huán)節(jié)，引水隧洞當(dāng)中的開(kāi)挖和支護(hù)的施工，更是應(yīng)該受到重視，有效提高水電站工程施工效率和質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)最低的成本投入取得更高效的建設(shè)效果，實(shí)現(xiàn)更大的價(jià)值。本文主要從三個(gè)方面對(duì)此展開(kāi)了詳細(xì)分析，本文內(nèi)容可供相關(guān)人士參考。

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