杨乐涛
中国水利水电第十一工程局有限公司 河南郑州 450000
摘要：改革开放以来，我国人们为了提升水电站引水隧洞开挖质量，特意对水电站引水隧洞开挖与支护的施工技术做出了研究。简要分析了水电站引水隧洞的特征，据此分别设计了引水隧洞开挖及支护施工方法，在引水隧洞开挖环节，分别设计断面开挖与断面分部开挖两种方法，在支护施工中提出混凝土泵以及新奥法两种方法，同时，通过规范开挖与支护流程、合理安装支护防护网、注重钢支撑支护效果等要点，提升水电站引水隧洞开挖与支护施工质量。
关键词：水电站建设；引水隧洞；施工技术
引言
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。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。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。
2水电站建设中引水隧洞施工技术
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断面部分开挖技术
断面部分开挖技术包括导洞开挖和台阶开挖两类，可根据断面划分方式不同进行选择，而断面开挖方式又可根据施工当地岩土体特点、引水隧洞洞径等条件确定。其中，导洞开挖技术将引水隧洞断面划分为三段，按照先中间后两端的顺序施工，在截面直径大于10m的引水隧洞开挖施工中更为适用；台阶开挖技术的施工段的划分更加细致，结合实际需求可分为上下、左右等，一般被应用于断面直径小于10m或地质结构复杂的引水隧洞开挖施工中，其优势在于对岩层稳定性无过多要求、施工效率高、成本低、防水性能优等。
2.3水电站引水隧洞锚杆支护施工技术
通过选择抗拉强度大、易于切割的锚杆结构，对水电站引水隧洞进行加固性支护施工，能够有效提升隧洞的稳定性。在锚杆施工过程中，需要确定钻孔的孔位，在确定孔位后，根据施工场地的实际状况，轻微调整孔位的角度后进行钻孔，以供后期的锚杆固定做准备。为了能够更好地进行后期的锚固操作，在安装锚索之前需要对钻好的孔位进行清孔操作，之后安装锚索。锚索的制作过程中，每一根钢绞线长度与锚杆设计的长度，要与水电站引水隧洞的实际腰梁宽度相关，且在计算过程中，要将锚索张拉情况下受不同千斤顶型号影响的最小长度包括在内。在工程钢绞线的两端需要实现自如伸缩，为了达到这一目的，在钢绞线伸缩部分用黄油填充，并且利用塑料管将两端固定好，确保其伸缩能力符合锚索的施工规范。沿着锚杆的方向，按照合理的固定间隔，捆扎和固定钢绞线。在工程应用过程中，对固定钢绞线的隔离架之间的距离通常控制在1.5m左右。完成锚索的加工后，需要进一步对其性能进行检验和分析，确保其质量。在将锚索运到之前钻好的孔口同时，还需要同时插入镀锌管。在此过程中，如果出现难以进入孔洞的问题，则需要再次进行清孔操作，并且重新完成钻孔直至锚索顺利到位。为了提升工程进展速度，在工程支护施工时，采用边注浆边拔管的方式完成，但是两项操作之间的间隔不能太短，否则会影响锚杆的质量。通常在注浆完成后，大于5m进行拔管，注浆达到孔口溢出浆时不能拔出注浆管，需要在湿粘土封口后进行稳压二次注浆。锚杆施工技术的最后一步是张拉锚杆腰梁。检查锚索孔口平整度，确保在张拉腰梁的过程中，锚索所承受的应力分布均匀，通过预拉操作直接检验锚索的应力承受能力。
3引水隧洞竖井施工注意事项
竖井施工宜采用自上而下单行作业法施工,应符合下列要求:应采用分段作业,完成一段后再进行下一阶段作业;各段内的工序为顺序作业,各段内应按竖井开挖尺寸进行钻眼爆破作业、通风和抽水,视地质条件进行施工支护。提升出渣,灌筑井壁混凝土衬砌。随着开挖深度的增加,井室内应加强通风或补充氧气。竖井开挖施工应符合下列要求:①开挖宜用直眼掏槽,炮眼深度要一致。有地下水时,应采用立式梯台超前掏槽法。②钻眼前应清除开挖面的石碴并排除积水。每钻完一孔眼后,应将眼口临时堵塞。③每次爆破作业后应检查断面,不得欠挖。每掘进5-10m应核对中线,及时纠正偏斜。竖井装碴宜用抓岩机。爆破的石碴宜大小均匀,以提高出碴效率。当出碴采用三角架或龙门架作井架时,出碴时应有稳绳装置和其他安全保证措施。竖井采用喷锚支护时,每次支护高度视围岩稳定程度而定;竖井采用构件支撑时,预制的井圈构件按水平位置架设,其与岩壁间用木塞塞紧;支撑架设不得侵入竖井有效断面。井口段、马头门及地质较差的井身地段,当采用混凝土衬砌时,应按需要设置壁座或安设锚杆。
结束语
简而言之，水电站工程的建设，不仅能够促进国家社会经济，确保各行各业的稳定发展，更是有利于维护社会稳定，为人民的日常生活提供有利的条件。因此，水电站工程的建设质量也十分重要。作为该工程的主要环节，引水隧洞当中的开挖和支护的施工，更是应该受到重视，有效提高水电站工程施工效率和质量的同时，实现对最低的成本投入取得更高效的建设效果，实现更大的价值。本文主要从三个方面对此展开了详细分析，本文内容可供相关人士参考。
参考文献
[1]马庆星.水电站引水隧洞开挖及支护施工技术[J].智能城市，2020（12）：239-240.
[2]陈雪湘.上马相迪A水电站引水隧洞开挖施工技术[J].西北水电，2019（06）：84-87.
[3]白希佳.隧洞开挖施工中针对不良地质条件的应对措施[J].黑龙江水利科技，2019（11）：56-57+198.
[4]姜子南.特长小段面引水隧洞开挖施工组织及安全措施应用研究[J].地下水，2020（01）：226-227.