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摘要:在当前时代背景下,人们逐渐提高了对水利水电工程的重视度。此类工程通常较为复杂,属于综合类工程。其中最为重要的一个环节便是引水隧洞,施工人员需要采用最为合理的开凿方式,才能保证工程效果。为此,施工团队就要提高重视度,结合具体情况,有效调整,进而提升工程水平。文章分析了水电站引水隧洞开挖及支护施工技术,总结了以往工程的优秀技术经验,用以构建科学的引水隧洞施工技术体系,以进一步提高水电工程实际施工能力。
关键词:水电站;引水隧洞;开挖施工;支护施工
引言
对于水电站引水隧洞施工而言,具体包括两个方面,分别是开挖以及支护。二者都非常重要,但凡出现任何问题,都会对建设工作造成巨大影响。因此,施工团队就要提高重视程度,运用最新的技术,以此确保施工项目顺利进行。
1水电站引水隧洞的主要概念
对于引水隧洞施工而言,其能够有效提升水电站自身的工作效率,缩减成本投入,以防资源发生不必要的浪费,可以看作是水工构筑物的核心部分。水电站在发电的时候,主要依靠水位自身形成的落差,基于瞬时间产生的重力势能,让其逐步转为电能,以此使得水轮机正常运转,实现发电的效果。而引水隧洞则是将水流上部引入水轮机的密闭空间,而隧洞又能进一步分为两类,分别是有压引水隧洞以及无压引水隧洞,当水流顺着水轮机,逐步进入通道里面的时候,路线就要展开相应的调整,不仅要足够短,而且十分简单。此外,水流也要实现顺利对接。在该施工正式开始之前,施工人员需要根据项目的具体情况,对周边环境展开分析,包括岩石以及地质水平,尽可能和地下水保持一定的距离。
2水电站引水隧洞开挖
2.1常用开挖技术
(1)全断面开挖技术
全断面开发技术依照引水隧洞设计方案,一次性完成开挖施工。该技术利用多臂钻机,在开挖过程中开设炮孔及锚杆孔,设备钻臂等级及数量可根据引水隧洞开挖施工体量适当选择,保证施工过程中使用多臂钻机的等级相同。多臂钻机在引水隧洞开挖施工中的应用优势非常显著,具有施工操作便捷、开挖效率高等优点。但由于该设备使用过程中无法兼顾岩层稳定性,因此该技术的应用范围非常有限,一般在岩体质量较好、岩层稳定性较高的情况下选择使用。
(2)断面部分开挖技术
对于断面分部开挖来说,其原理便是基于原有的隧洞断面,依靠分批次的形式,将其划分为多个部分。之后再分层级展开任务处理。对于不同的水电站,还能依靠挖掘的形式,将断面部分分成两类,分别是导洞方式以及台阶方式。两者都是基于现有的断面展开划分,参照地质、跨度以及选取模式的差异,又能将断面分成三部分,即左部、中部和右部。其中,应用率较高的就是导洞的技术方式,主要会在一些大型项目中进行应用,原理便是向地面下部开凿,一般最好保证开凿深度不能低于12m。在实际开挖的时候,普遍对于岩体构架、排水系统以及通风设施都有着非常高的标准,方法则是先选取最为合适的施工场地,在引水隧洞断面的上方,凿出一个小型洞口,之后再通过挖掘的方式,逐步扩大洞口面积。而导洞挖掘方式又能分层上洞和下洞。由此能够看出,该挖掘形式通常极为细化,实际能够选用的方法也很多,因此相比于全断面的方式,该方法的整体应用率非常高,难度系数更低。所以,该技术可以用于一些岩体结构稳定性偏低的区域之中,即便洞口相对偏小,也不会受到任何影响。
3支护施工技术要点
3.1混凝土泵支护
对于混凝土泵支护,通常又称作是混凝土传输泵支护形式。原理则是工作人员通过对设备进行应用,对混凝土展开持续传输,传输通道实际由两部分构成,分别是冲天尾管以及导管。在传输工作结束之后,再依靠压力的方式,让混凝土进入到模板之中,到这一阶段,浇筑工作正式结束。在这一过程之中,实际需要考虑的内容有很多。其一,工作人员的个人安全不能受到威胁,项目必须具备较高的质量,在将混凝土传入到仓内之后,要及时将里面的工具全部撤出来,在浇筑到和员工个人身高相同的高度时,工作人员就需要离原有的施工区域。为了提升施工的效率,在浇筑工作结束后,工作人员需要选择一些功率偏大的混凝土泵,以此提升综合效率。不仅如此,在使用泵机的时候,必须保住管道内部时刻维持着畅通的状态,促使开挖工作和支护工作能够一齐进行,以防泵机受到任何影响,出现窝工情况,对岩体结构造成不必要的破坏。
3.2合理安装支护防护网
防护网是水电站引水隧洞施工环节较为重要的支护设施,在具体施工期间,需要制定合理的安装支护方案来提升支护质量。施工人员在安装防护网之前,需要在施工场地内对基座的稳定度以及倾斜角度予以检验,一旦基座出现不稳或倾斜度较大等问题,应立刻调整好之后再实施安装支护。通常情况下,引水隧洞的倾斜角度不一样,基座所需条件也不同。比如在其角度高于45°的基础上,基座应按照15°的距离适当做出倾斜调整,当其角度尚未超出45°时,基座基本上与地面保持水平。其次,在安装钢柱与绳卡时,应确定好安装数量与安装方向。最后,在安装支撑绳时,需要先将2根绳卡穿插在支撑绳的外侧方向上,并将减压环与钢柱间距设在50cm,最终能够增加防护网各绳卡与支撑绳的紧密性,确保防护网安装环节的实用价值,达到最佳支护效果。
3.3新奥法
新奥法即锚喷构筑法,该技术目前在水电站引水隧洞支护施工中的应用相对普遍,可提供更可靠的支护效果。新奥法支护的原理为通过混凝土喷锚技术,挖掘岩层本身的稳定性及空间约束能力,将隧洞岩层、混凝土体及锚杆连接为统一整体,以达到更强的支护效果。不同于常规支护方式,新奥法形成的支护体系与隧洞周围岩层融为一体,提高岩层稳定性,避免出现岩层卸荷松动、变形失稳等问题。由于支撑体系成为隧洞岩层的一部分,在施工过程中,要尽可能避免岩层应力出现扰动,因此该方式一般与全断面开挖技术同时应用。施工过程中,利用混凝土喷锚技术在岩层外部形成衬砌层,并确保其与岩体间紧密结合,能够发生协同形变,以此来发挥支护作用。新奥法施工应注意以下方面:第一,施工完毕后设置防水层,提高隧洞排水能力;第二,结合具体施工情况,准确计算支撑体系参数,以预留适当的变形余量;第三,尽可能降低外部扰动,确保支撑体系稳定;第四,提高岩层密封性,避免留下质量隐患。
3.4合理设置连接点
在建设工作的前期阶段,施工人员应当全面考虑建设和管理结合之后能有怎样的益处。诸如在建设的时候,思考施工过程是否会对周围居民的正常生活造成影响,建设方案是否会造成一定的环境污染。后期在维护的时候,团队人员需要和建设人员展开交流,以此了解项目的各方面细节内容。对于一些较为容易出现的问题,提前设计预案,即便出现,也能做好准备,进而确保建设和管理工作能够同步展开。
结束语
综上所述,为提升水电站引水隧洞施工质量,应从开挖与支护方法、开挖与支护流程、安装支护防护网、钢支撑支护等方面着手,以此提升引水隧洞开挖与支护施工质量,为水电站发电环节提供重要保障。同时,还应充分结合水电站施工环境,确保水电站开挖与支护具有较强的经济性特征。
参考文献
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