探討隧洞開挖與支護的施工技術

何曉春

（廣東方夏集團有限公司　廣東韶關　512026）

1　引言

水電站引水隧洞的開挖施工主要包含開挖以及支護這兩個方面的任務，在引水隧洞的開挖以及支護的工程當中做到保質保量，將會使引水隧洞的工程進度加快，降低工程成本。

2　水電站的引水隧洞其基本的定義

水電站的發(fā)電原理是采用大壩蓄水抬高水位，利用水流重力勢能的作用，來推進水輪機的轉動做功，并帶動發(fā)電機組一起轉動，進而有電能產(chǎn)生。把上游蓄水引至電站水輪機的封閉引水通道就稱作引水隧洞。隧洞分有壓引水隧洞或者無壓引水隧洞。設計在對引水隧洞其洞線選擇的時候，設計師需要遵循洞線要盡量短且隧洞的內轉彎數(shù)量盡可能的少，還有上下游的水流可以順利進行銜接這樣的原則。其工程設計對引水隧洞其設置的區(qū)域進行選擇需要對隧洞所位于地區(qū)巖體穩(wěn)定性以及地質構造等方面進行充分的考慮，而且還應當與地下水區(qū)域遠離。水電站引水隧洞的施工工作存在以下幾個施工難點：①施工場地非常狹小。因為水電站通常是建設于群山環(huán)繞且河流湍急這樣的地區(qū)，并且隧洞更是建設在山體的里面，這就非常容易使得工程施工的空間得到壓縮，還使得工程建設當中的各類不定的因素得到增加，導致全部工程施工的難度也得到擴大。②在山體的內部進行施工工作，需要充分的對山體地理地貌以及巖石狀況進行相關的了解，不然施工的現(xiàn)場非常容易有塌陷等多種狀況發(fā)生，所以施工安全問題就變得特別的明顯。③狹小施工的空間導致工程施工的條件變得非常差，這對于除塵、采光以及通風等多個方面的要求也有著對應的增加。這些種種的難點導致工程施工的難度在持續(xù)的加大，還對工程設計的部門在設計方案建立的時候提出各種要求，不僅需要對工程成本方面的節(jié)約做到相關的考慮而且還應參考著工程施工的環(huán)境以及施工的需求等多種特點。

3　水電站引水隧道其開挖施工技術

隧洞開挖不但與隧洞自身洞身面有著緊密的關系，還會對全部工程施工的進度造成嚴重的影響。通常而言，在水電站的工程常常會經(jīng)過支洞的開挖以及豎井方法來使得隧洞建設的效果得到相關的優(yōu)化，對其功能上面的不足進行相關的彌補。施工區(qū)域數(shù)量在確定的時候，施工工作人員需要依照事先對于工程當?shù)厮幍脑O備狀況與地質地貌以及環(huán)境條件等實行相關的剖析，進而從中挑選出更為合理有效開挖的施工方案。在引水隧道中常常用到開挖方案有斷面分部開挖法以及全斷面開挖方法這兩個類型。

3.1　全斷面開挖方法

全斷面的開挖方法是運用多臂鉆機挖掘出一個8～10m高的隧洞，這類方法其優(yōu)點為可實現(xiàn)多鉆機一起開挖，所以開挖的效率非常高，能夠使得施工的效果得到提升，開挖速度快。缺點是對于巖體的性能以及結構的要求比較高，其挖掘的高度限制非常大，而且所挖掘出隧洞的斷面非常大，這對洞身面控制是非常不利的。除此之外，全斷面的開挖方法對于施工機械方面的要求也非常的高，其施工的工藝比較精細，要求有專業(yè)操作工作人員來對其機械進行相關的操控。在這類情況的基礎之下，全斷面的開挖方法僅僅適用在圍巖較為穩(wěn)固而且非常堅固的地區(qū)。

3.2　斷面分部開挖方法

這類隧道開挖的方式是把隧洞斷面分成幾部分，分階段對于隧洞實行相關的開挖工作。部分水電站的建設部門還依照開挖方法的不同，把斷面分部的開挖方法分成了導洞的開挖方法以及臺階的開挖方法。臺階的開挖方法通常于大型隧洞的開挖工程之中得到運用，他的方法是在地面來向下挖或者是從地面以下的部分來向上開挖，主要運用在大于10m的隧洞項目工程。導洞的開挖方法對于施工當中的巖石結構與排水條件以及通風條件等都有著非常高的需求，施工方式是：首先選取適當施工的位置，然后于引水隧道斷面的上面開挖一個較小的導洞，運用各種機械把導洞擴大，一直到整個工程的完工。導洞的開挖方法分成上與下導洞的開挖方法這兩類。總體而言，斷面分部的開挖方法對于機械裝置的性能需求不是很高，所以能夠適用在多個類型施工的條件當中，在圍巖非常不穩(wěn)定并且洞徑非常小的地區(qū)內同樣適用。

4　水電站引水隧道支護施工的技術

水電站引水隧洞其每段工程完成后，會受到施工因素或者是自然因素等方面的作用導致坍塌，這就需要施工單位要對于所挖好的地區(qū)做好支護保護的措施，將圍巖穩(wěn)定進行鞏固，保證工程安全順利的施工。實行隧洞的支護措施包含兩類，混凝土泵的隧洞支護方法以及新奧法的隧洞支護方法。

4.1　混凝土泵的隧洞支護方法

混凝土泵的隧洞支護方法其核心就是混凝土澆筑工作。經(jīng)過混凝土管道把混凝土經(jīng)過強化壓力給擠壓至模板支撐倉內部，進而使得混凝土澆筑的工作完成。在應用該混凝土泵的隧洞支護方法時，相關的施工部門需要注意到，混凝土在澆筑至頂拱倉面的階段，需要將滯留于倉里施工的工具給撤出來，盡量的把倉面兩端給筑高。在混凝土已經(jīng)澆筑至人孔相平的時候，就需要對施工工作人員安全進行相關的保護，把施工工作人員撤離下來。人孔洞在澆筑完成之后，需要使得泵機速率加大，從而使?jié)仓ёo的工作完成。

4.2　新奧法的隧洞支護方法

新奧法的隧洞支護方法需要對隧洞的建設環(huán)境之中其巖石承載能力是否可以支撐起支護的作業(yè)進行考慮。新奧法隧洞支護方法可以分成三個部分，包含光面爆破的開挖、錨噴支護及圍巖穩(wěn)定的狀況檢測。新奧法的隧洞支護方法操作流程為：在隧洞開挖以及支護的階段，隧洞挖掘的過程之中所產(chǎn)生的巖體形變充分加固，從而使全部受到加固圍巖都具有抵抗外力的沖擊能力，對全部隧洞供給支護保護措施，達成工程施工單位對隧洞進行保護的目的。

5　結束語

水電站建設可以為人們的經(jīng)濟與生活的發(fā)展提供穩(wěn)定清潔的能源，引水隧洞為水電站建設關鍵環(huán)節(jié)，施工部門與設計單位需應用合理有效的支護與開挖的方式，建設高質量引水隧洞，提升水電站整體的施工效率，降低建設成本，對于水電站建設有著積極作用。