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摘要：人们生活水平的提高是我国整体经济建设快速发展的重要体现形式，同时我国快速进入现代化科学技术发展阶段。水电工程引水隧洞施工中，由于开挖路线较长，整个工程量较大，开挖洞径较大，在实际施工中会由于不良地质因素，造成涌泥、涌水或是坍塌等问题，不利于后期施工的开展。对此，在引水隧洞开挖后要做初期支护处理，保证引水隧洞的稳定性，进而提高工程质量，避免不必要的安全事故。
关键词：引水隧洞；初期支护施工工艺
引言
水电是我国经济建设快速发展，各行业不断进步的重要基础能源，其发展关系到我国民生。引水隧洞这一施工环节，对于水电站工程最终的质量有着最为直接的影响。而在引水隧洞施工当中，开挖和支护是最为关键和重要的两个环节，直接关系到水电站工程最终的质量。因此在引水隧洞开挖和支护当中，有必要确保施工技术和质量达到相关的标准，确保引水隧洞这项工程的达标，这不仅有利于为后期工程的顺利施工奠定坚实的基础，更是有利于降低各种建设成本的消耗。
1 工程概况
某水电站采用引水式开发方式，工程枢纽由拦河闸坝、进水口、引水隧洞、调压室、压力管道、地面发电厂房组成。压力引水隧洞沿某河左岸布置，引水线路长11.06km，平面上共设置5个转点，纵坡i=2.0869‰。引水线路位于高山峡谷地貌区，地形高差悬殊，沿线沟谷深切，多呈不对称的“U”和“V”形谷，植被较发育。隧洞沿线支沟较为发育，从上游到下游发育规模较大的冲沟有洼开沟、撒洼沟，沟内常年性流水，洪水期流量较大。
2 水电站引水隧洞的基本定义
水电站存在的最大价值就是发电，其中所运用的原理如下：通过建设大坝实现对水流量的控制，在上游的水向下游流动的过程当中，实现对水量的调节，增加重力作用，得到一种势能，促进水轮机的发动，并通过对多个发电设备的带动运转，进而达到大量发电的工程。在实现发电的过程当中，最为主要的一个环节就是将水引入到水轮机所在的河道当中，而这个环节中，最为重要的就是引水隧洞。可以说，在整个发电站的运转当中，引水隧洞都发挥着极为重要的价值和作用。通常而言，引水隧洞主要有两种：有压引水隧洞、无压引水隧洞。在设计引水隧洞的过程当中，应该注重对引水隧洞的规划设计，设计过程确保线路的简短，减少弯道，确保上下游之间的顺畅性，确保水流能够迅速通过。这不仅有利于降低工程施工难度，节约施工成本，更是有利于确保水电站的顺利运转。当然，更是有必要结合引水隧洞周边的地质条件和地下水环境。引水隧洞开挖和支护施工当中，存在以下三个难点：其一，由于水电站选址通常在地势较为险恶的地方，因此引水隧洞也更多的建造在山体当中，施工环境十分恶劣、狭小。再加上山体内部构造的不确定性和水流的影响，更是会直接导致施工过程当中多种意外情况的出现，因此对于施工技术提出了更高的要求。其二，引水隧洞施工之前应该做好勘探工作，包括了解山体构造、地质构造、地下岩层分布情况等等，避免施工过程当中所出现的漏水、塌陷等情况。其三，在较为恶劣的地理环境之下展开施工时，更是提高对施工人员的安全重视力度，在施工方案制定的过程当中就需要全面的考虑多种情况。
3 引水隧洞初期支护施工工艺
3.1准备工作
在引水隧洞开挖中，先要做好开挖准备工作，根据工程特点，采用旋转钻爆法无轨运输施工方案，实现掘进、支护、砼衬砌为一体的机械化施工作业，并采用光面爆破的方法，边挖边护，做好施工监控量测与地质报告，及时了解围岩变形情况，调整支护参数，进而提高施工质量。
3.2断面分部隧洞开挖法
断面分部隧洞开挖法指的是将隧洞分成多个小断面，对于这些断面同时进行开挖。基于开挖方式的差异性，断面分部隧洞开挖法又可以分为台阶开挖法和导洞开挖法，两种方法应用于不同隧洞类型。首先，台阶开挖法更多的应用于大型的隧洞当中，且在隧洞是向地下挖时才应用这种方法，更多的应用于隧洞深度为10米以上的工程当中。其次，导洞开挖法这种开挖方法在实际的应用过程中对于隧洞周边环境，包括通风排水、岩体类型等等都有不同程度的要求。该种方法的具体实施过程如下：首先，选择在引水隧洞断面之上开挖小型的导洞，基于这一导洞之上进行扩大作业，最终实现开挖至整个断面之上。断面分部隧洞开挖法对于施工机械要求较为松懈，且对于施工环境的要求也比较低，也十分适用于围岩稳定性较低、洞径较大的引水隧洞工程当中。
3.3不同支护时机下围岩稳定分析
1.围岩应力场分析，施加初期支护后，围岩的应力状态得到显著改善。洞周边缘已没有拉应力区，仅在洞室底部有部分拉应力集中，洞室两侧压应力集中范围也有所缩小。由不同支护时机应力云图可看出，随着支护时机的延迟，围岩拉应力降低，压应力增大。这主要是由于支护施加的越早，围岩应力释放的越少，围岩自身的承载能力未能得到充分的发挥。2.围岩位移分析，围岩变形趋势为底部上升、顶拱下沉，但施加初期支护后，顶拱位移不再比底板位移大，围岩变形得到有效改善。围岩位移值与应力释放率成正相关，岩体应力释放20％时，位移值最小；应力释放80％时，位移值最大。其中洞室底部受影响较小，位移由1.69cm增加到1.75cm，而顶拱位移受支护时机影响较大，位移值由1.42cm增加到1.65cm。总体来说，初期支护施加的越早，围岩变形速率越低，稳定性越好。3.塑性破坏区分析施加初期支护后，塑性区分布范围明显缩小，较大塑性变形主要发生在洞室两边墙处。围岩塑性区最大开展深度约1.5m，小于锚杆长度4.5m，围岩依旧处于稳定状态。观察不同支护时机下塑性区分布云图可以发现，随着支护时机的延迟，岩体塑性变形和塑性区范围逐渐增大。因此，初期支护施加的时机不宜过迟，以免围岩发生过大的塑性变形而失稳破坏。
3.4初期支护
1.锚杆，针对完整围岩地段，在掘进过程中，在进尺段围岩位置施打随机锚杆，并设置系统锚杆，施工工序为“定位—钻孔—清孔—填塞锚杆剂—插入锚杆”，严格检查锚杆长度、角度和深度，满足工程标准。在随机锚杆施工中，施工人员要检查围岩结构与结构面清孔，合理布设孔位，使用锚固剂进行锚杆锚固，钻孔内要全部填满锚固剂，进而保证锚杆施工效果。2.钢筋，在洞口内进行钢筋加工制作，并运输到洞内进行现场绑扎，提高作业效率，保证支护效果。3.挂网，根据设计标准进行钢筋网加工，以受喷面起伏情况为标准进行铺设，把钢筋网与锚杆共同固定住，钢筋交叉点和双面受力钢筋要通过铁丝进行捆绑、扎牢，并通过双面焊接法进行钢筋接头焊接。针对焊接困难的位置，使用单面焊接法，将钢筋网、受喷面间的距离设为3cm。
结语
在引水隧洞施工中，要对隧洞开挖、出渣、初期支护等工序进行严格控制，加强施工现场管理，做好前期的准备工作，优化施工设计方案，不断提高初期支护工艺水平。
参考文献
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