水電站建設(shè)中有關(guān)引水隧洞施工技術(shù)的探究
——以王圪堵水庫(kù)為例

武彥軍

(榆林市水務(wù)集團(tuán)有限責(zé)任公司,陜西榆林 719000)

水電站建設(shè)中有關(guān)引水隧洞施工技術(shù)的探究
——以王圪堵水庫(kù)為例

武彥軍

(榆林市水務(wù)集團(tuán)有限責(zé)任公司,陜西榆林 719000)

水利水電行業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用,而引水隧洞施工工程技術(shù)的好壞直接關(guān)系到我國(guó)水利水電整個(gè)行業(yè)的發(fā)展?；谒矶词┕l件的有限性,在施工的各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)施工技術(shù)的要求比較高。本文以王圪堵水庫(kù)為例,主要探討在水電站建設(shè)中關(guān)于引水隧洞各個(gè)環(huán)節(jié)的施工技術(shù)。

水利水電 引水隧洞 王圪堵水庫(kù) 施工技術(shù)

1 王圪堵水庫(kù)簡(jiǎn)介

王圪堵水庫(kù)是由我單位榆林市水務(wù)集團(tuán)有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)籌建，筆者有幸作為技術(shù)人員參與水庫(kù)建設(shè)工作。王圪堵水庫(kù)是近年來(lái)國(guó)家發(fā)改委審批的唯一一座全國(guó)大型水庫(kù)工程，是我市最大的大型水利樞紐工程，它位于無(wú)定河干流上游，距橫山縣城12公里、距榆林市區(qū)60公里，壩址位于橫山縣王圪堵村，是一座以農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)供水為主，兼顧發(fā)電、攔沙、防洪等綜合利用的大型水利樞紐工程。水庫(kù)具有調(diào)蓄能力強(qiáng)、庫(kù)容大、影響面廣、綜合效益好的特點(diǎn)，其建設(shè)意義深遠(yuǎn)，是促進(jìn)榆林能源化工基地發(fā)展的關(guān)鍵工程，也是榆林能源化工基地建設(shè)的主要配套工程，關(guān)乎榆林社會(huì)經(jīng)濟(jì)跨越式發(fā)展目標(biāo)“工業(yè)強(qiáng)市、能源富市”的實(shí)現(xiàn)。

2 引水隧洞施工前的準(zhǔn)備工作

引水隧洞施工主要包括隧洞開(kāi)鑿、隧道邊坡支護(hù)施工、調(diào)壓井開(kāi)鑿、隧洞襯砌四個(gè)主要方面。在引水隧洞施工開(kāi)始前，首先需要全面探測(cè)了解施工現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌、水文交通等基本情況，設(shè)計(jì)好施工藍(lán)圖，針對(duì)具體施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境提出施工注意事項(xiàng)，做好技術(shù)準(zhǔn)備工作；其次，管理好參與施工的技術(shù)人員和監(jiān)管人員，明確各部門職責(zé)，盡量做到責(zé)任到人，購(gòu)買并整理好需使用的材料和設(shè)備；最后，就仔細(xì)檢查施工材料質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，標(biāo)注必要施工標(biāo)志，搭建員工臨時(shí)住房和工程周圍安全護(hù)欄。準(zhǔn)備就緒方可開(kāi)始工程。

3 引水隧洞施工技術(shù)的研究

3.1 引水隧洞開(kāi)鑿方法

引水隧洞的開(kāi)鑿是工程開(kāi)始的第一步，在這之前需要探測(cè)好施工的地質(zhì)條件、隧洞的圍巖和斷面的大小等，選擇開(kāi)鑿方法需要依據(jù)隧洞的不同類別來(lái)定，因地制宜，這樣做可以有效的節(jié)省施工時(shí)間，提高施工效率，同時(shí)這也是后續(xù)施工的基礎(chǔ)。一般采用全斷面開(kāi)鑿方法，四、五級(jí)圍巖在這一方法行不通時(shí)可采用導(dǎo)洞開(kāi)鑿的方法。

3.2 引水隧洞排水系統(tǒng)施工技術(shù)

排水系統(tǒng)的施工最好是在進(jìn)入洞之前完成；盡量避免在下雨天進(jìn)行，為避免降雨突然而至需要提前做好相應(yīng)防護(hù)措施。在施工前做好隧洞口、隧洞頂部、輔助坑口和兩邊洞口的地面排水工作，防止地表水沖刷或下滲情況的發(fā)生；在施工的過(guò)程中需要認(rèn)真檢查并記錄好隧洞的水質(zhì)成分、出水位置、出水規(guī)律和出水量等數(shù)據(jù)，優(yōu)化排水施工；施工時(shí)監(jiān)管人員要多觀察，對(duì)發(fā)生滲透和滲透現(xiàn)象嚴(yán)重的位置盡快做好地表積水的排水工作，滲透不嚴(yán)重時(shí)自上而下的工作面順坡排水即可，情況危急時(shí)和自下而上的工作面需要借助抽水機(jī)進(jìn)行排水。

3.3 引水隧洞錨桿施工技術(shù)

按照錨桿的規(guī)格參數(shù)和種類選擇適合的鉆孔設(shè)備，比如干式排渣回旋類型的鉆孔設(shè)備比較適合土層部位的鉆孔。錨桿應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)需要截出桿體并清理好桿體上的銹跡和油漬。最佳錨桿鉆孔深度在50毫米，不同圍巖錨桿鉆孔的距離應(yīng)小于145毫米。灌漿管距離孔底50到90毫米最佳，伴隨砂漿的灌入勻速拉出后迅速再次插入空中，如果此時(shí)沒(méi)有溢出砂漿，便重復(fù)上述操作進(jìn)行重復(fù)灌漿操作。

3.4 引水隧洞混凝土噴射施工技術(shù)

混凝土噴射的抗壓強(qiáng)度不宜低于4Mpa，根據(jù)噴射混凝土的質(zhì)量和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)、施工環(huán)境限制、回彈值和粉塵的限制、施工地點(diǎn)維修養(yǎng)護(hù)條件以及防滲漏級(jí)別等因素來(lái)選擇適合的噴射方法。噴射的混凝土應(yīng)首先考慮選用硅酸鹽水泥和細(xì)度值大于2.5的堅(jiān)硬的粗砂，選擇直徑小于16毫米的卵石，堿性速凝劑的成分中注意不能含有活性二氧化硅?；旌纤牡倪x用不能使ph＜4的酸性水或者污水，原則就是不能存在硬化雜質(zhì)成分和不能破壞水泥的凝結(jié)。在噴射之前需要試驗(yàn)找出噴射混凝土最佳調(diào)配比例以保證噴射強(qiáng)度可以滿足施工的技術(shù)要求。

3.5 引水隧洞襯砌施工技術(shù)

襯砌操作時(shí)間由圍巖的穩(wěn)定性決定，圍巖的穩(wěn)定性可以通過(guò)隧洞四周的位移值來(lái)衡量。襯砌施工需要同時(shí)滿足以下三個(gè)條件才能開(kāi)展：水工隧洞的標(biāo)高、斷面面積、中線燈達(dá)標(biāo)；支護(hù)表面無(wú)繼續(xù)變形和裂縫；水工隧洞四周位移減慢，圍巖基本穩(wěn)定。脫模操作必須混凝土強(qiáng)度達(dá)到5Mpa才能進(jìn)行。

3.6 回填注漿操作技術(shù)

兩次襯砌施工之后，通過(guò)對(duì)隧洞頂部注漿實(shí)驗(yàn)找出施工所需要的注漿參數(shù)后進(jìn)入回填注漿的施工環(huán)節(jié)。注漿試驗(yàn)的分析結(jié)果決定了注漿壓力的大小，其中巖洞鋼筋混凝土襯砌的注漿壓力在0.28～0.5Mpa的范圍內(nèi)，土洞鋼筋混凝土襯砌注漿需要在低壓環(huán)境下進(jìn)行，壓力范圍在0.08～0.21Mpa。隧洞頂部回填注漿施工應(yīng)該由低至高分段進(jìn)行，連接處密封，每段長(zhǎng)小于50米。

3.7 塌方的預(yù)防和處理技術(shù)

隧洞塌方是一種比較常見(jiàn)的現(xiàn)象，塌方對(duì)于員工的生命安全造成非常大的威脅，同時(shí)會(huì)拖延整個(gè)工程的施工進(jìn)度，因此需要在施工之前做好預(yù)防塌方現(xiàn)象出現(xiàn)的準(zhǔn)備工作，對(duì)水電站的隧洞施工提供安全保障。

主要可以從以下三方面來(lái)預(yù)防隧洞塌方：首先施工前的準(zhǔn)備工作非常重要，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行仔細(xì)勘測(cè)以排除地理位置和地質(zhì)因素給施工過(guò)程帶來(lái)的不安全因素，溶洞、軟質(zhì)易碎圍巖和斷層等位置屬于典型的不是開(kāi)鑿的地質(zhì)條件，隧洞的選擇應(yīng)盡量避開(kāi)這些地方，如果繞不開(kāi)這些地方，應(yīng)該周全各方因素后科學(xué)應(yīng)用專業(yè)的處理技術(shù)保守施工。其次，選擇適合施工現(xiàn)場(chǎng)條件的施工方式，做好塌方應(yīng)急準(zhǔn)備工作，比如開(kāi)鑿進(jìn)度的控制問(wèn)題、隧洞爆破導(dǎo)致塌方出現(xiàn)的可能性有多大、排水系統(tǒng)做的是否完善等等，這些都直接或間接地對(duì)隧洞塌方有影響。三是在施工的過(guò)程中需要多次巡邏檢查，對(duì)有可能造成塌方的地方多加注意并根據(jù)施工實(shí)際采取相應(yīng)的預(yù)防和加固措施。

[1]馮成兵.水利水電工程中混凝土施工管理的應(yīng)用及措施分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2009(08).

[2]王振海.淺論水利水電工程建筑的施工技術(shù)及管理[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2011(13).

[3]王英杰.龍鳳山水庫(kù)輸水洞回填灌漿施工技術(shù)的應(yīng)用[J].水利科技與經(jīng)濟(jì),2009(02).