水电站建设中有关引水隧洞施工技术的探究——以王圪堵水库为例

武彦军

(榆林市水务集团有限责任公司,陕西榆林 719000)

水电站建设中有关引水隧洞施工技术的探究
——以王圪堵水库为例

武彦军

(榆林市水务集团有限责任公司,陕西榆林 719000)

水利水电行业在我国经济发展中发挥着不可替代的作用,而引水隧洞施工工程技术的好坏直接关系到我国水利水电整个行业的发展。基于隧洞施工条件的有限性,在施工的各个环节对施工技术的要求比较高。本文以王圪堵水库为例,主要探讨在水电站建设中关于引水隧洞各个环节的施工技术。

水利水电 引水隧洞 王圪堵水库 施工技术

1 王圪堵水库简介

王圪堵水库是由我单位榆林市水务集团有限责任公司负责筹建，笔者有幸作为技术人员参与水库建设工作。王圪堵水库是近年来国家发改委审批的唯一一座全国大型水库工程，是我市最大的大型水利枢纽工程，它位于无定河干流上游，距横山县城12公里、距榆林市区60公里，坝址位于横山县王圪堵村，是一座以农业灌溉、工业供水为主，兼顾发电、拦沙、防洪等综合利用的大型水利枢纽工程。水库具有调蓄能力强、库容大、影响面广、综合效益好的特点，其建设意义深远，是促进榆林能源化工基地发展的关键工程，也是榆林能源化工基地建设的主要配套工程，关乎榆林社会经济跨越式发展目标“工业强市、能源富市”的实现。

2 引水隧洞施工前的准备工作

引水隧洞施工主要包括隧洞开凿、隧道边坡支护施工、调压井开凿、隧洞衬砌四个主要方面。在引水隧洞施工开始前，首先需要全面探测了解施工现场的地形地貌、水文交通等基本情况，设计好施工蓝图，针对具体施工现场的环境提出施工注意事项，做好技术准备工作；其次，管理好参与施工的技术人员和监管人员，明确各部门职责，尽量做到责任到人，购买并整理好需使用的材料和设备；最后，就仔细检查施工材料质量是否达标，标注必要施工标志，搭建员工临时住房和工程周围安全护栏。准备就绪方可开始工程。

3 引水隧洞施工技术的研究

3.1 引水隧洞开凿方法

引水隧洞的开凿是工程开始的第一步，在这之前需要探测好施工的地质条件、隧洞的围岩和断面的大小等，选择开凿方法需要依据隧洞的不同类别来定，因地制宜，这样做可以有效的节省施工时间，提高施工效率，同时这也是后续施工的基础。一般采用全断面开凿方法，四、五级围岩在这一方法行不通时可采用导洞开凿的方法。

3.2 引水隧洞排水系统施工技术

排水系统的施工最好是在进入洞之前完成；尽量避免在下雨天进行，为避免降雨突然而至需要提前做好相应防护措施。在施工前做好隧洞口、隧洞顶部、辅助坑口和两边洞口的地面排水工作，防止地表水冲刷或下渗情况的发生；在施工的过程中需要认真检查并记录好隧洞的水质成分、出水位置、出水规律和出水量等数据，优化排水施工；施工时监管人员要多观察，对发生渗透和渗透现象严重的位置尽快做好地表积水的排水工作，渗透不严重时自上而下的工作面顺坡排水即可，情况危急时和自下而上的工作面需要借助抽水机进行排水。

3.3 引水隧洞锚杆施工技术

按照锚杆的规格参数和种类选择适合的钻孔设备，比如干式排渣回旋类型的钻孔设备比较适合土层部位的钻孔。锚杆应该根据设计需要截出杆体并清理好杆体上的锈迹和油渍。最佳锚杆钻孔深度在50毫米，不同围岩锚杆钻孔的距离应小于145毫米。灌浆管距离孔底50到90毫米最佳，伴随砂浆的灌入匀速拉出后迅速再次插入空中，如果此时没有溢出砂浆，便重复上述操作进行重复灌浆操作。

3.4 引水隧洞混凝土喷射施工技术

混凝土喷射的抗压强度不宜低于4Mpa，根据喷射混凝土的质量和强度标准、施工环境限制、回弹值和粉尘的限制、施工地点维修养护条件以及防渗漏级别等因素来选择适合的喷射方法。喷射的混凝土应首先考虑选用硅酸盐水泥和细度值大于2.5的坚硬的粗砂，选择直径小于16毫米的卵石，碱性速凝剂的成分中注意不能含有活性二氧化硅。混合水的的选用不能使ph＜4的酸性水或者污水，原则就是不能存在硬化杂质成分和不能破坏水泥的凝结。在喷射之前需要试验找出喷射混凝土最佳调配比例以保证喷射强度可以满足施工的技术要求。

3.5 引水隧洞衬砌施工技术

衬砌操作时间由围岩的稳定性决定，围岩的稳定性可以通过隧洞四周的位移值来衡量。衬砌施工需要同时满足以下三个条件才能开展：水工隧洞的标高、断面面积、中线灯达标；支护表面无继续变形和裂缝；水工隧洞四周位移减慢，围岩基本稳定。脱模操作必须混凝土强度达到5Mpa才能进行。

3.6 回填注浆操作技术

两次衬砌施工之后，通过对隧洞顶部注浆实验找出施工所需要的注浆参数后进入回填注浆的施工环节。注浆试验的分析结果决定了注浆压力的大小，其中岩洞钢筋混凝土衬砌的注浆压力在0.28～0.5Mpa的范围内，土洞钢筋混凝土衬砌注浆需要在低压环境下进行，压力范围在0.08～0.21Mpa。隧洞顶部回填注浆施工应该由低至高分段进行，连接处密封，每段长小于50米。

3.7 塌方的预防和处理技术

隧洞塌方是一种比较常见的现象，塌方对于员工的生命安全造成非常大的威胁，同时会拖延整个工程的施工进度，因此需要在施工之前做好预防塌方现象出现的准备工作，对水电站的隧洞施工提供安全保障。

主要可以从以下三方面来预防隧洞塌方：首先施工前的准备工作非常重要，需要对施工现场进行仔细勘测以排除地理位置和地质因素给施工过程带来的不安全因素，溶洞、软质易碎围岩和断层等位置属于典型的不是开凿的地质条件，隧洞的选择应尽量避开这些地方，如果绕不开这些地方，应该周全各方因素后科学应用专业的处理技术保守施工。其次，选择适合施工现场条件的施工方式，做好塌方应急准备工作，比如开凿进度的控制问题、隧洞爆破导致塌方出现的可能性有多大、排水系统做的是否完善等等，这些都直接或间接地对隧洞塌方有影响。三是在施工的过程中需要多次巡逻检查，对有可能造成塌方的地方多加注意并根据施工实际采取相应的预防和加固措施。

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