探讨隧洞开挖与支护的施工技术

何晓春

（广东方夏集团有限公司　广东韶关　512026）

1　引言

水电站引水隧洞的开挖施工主要包含开挖以及支护这两个方面的任务，在引水隧洞的开挖以及支护的工程当中做到保质保量，将会使引水隧洞的工程进度加快，降低工程成本。

2　水电站的引水隧洞其基本的定义

水电站的发电原理是采用大坝蓄水抬高水位，利用水流重力势能的作用，来推进水轮机的转动做功，并带动发电机组一起转动，进而有电能产生。把上游蓄水引至电站水轮机的封闭引水通道就称作引水隧洞。隧洞分有压引水隧洞或者无压引水隧洞。设计在对引水隧洞其洞线选择的时候，设计师需要遵循洞线要尽量短且隧洞的内转弯数量尽可能的少，还有上下游的水流可以顺利进行衔接这样的原则。其工程设计对引水隧洞其设置的区域进行选择需要对隧洞所位于地区岩体稳定性以及地质构造等方面进行充分的考虑，而且还应当与地下水区域远离。水电站引水隧洞的施工工作存在以下几个施工难点：①施工场地非常狭小。因为水电站通常是建设于群山环绕且河流湍急这样的地区，并且隧洞更是建设在山体的里面，这就非常容易使得工程施工的空间得到压缩，还使得工程建设当中的各类不定的因素得到增加，导致全部工程施工的难度也得到扩大。②在山体的内部进行施工工作，需要充分的对山体地理地貌以及岩石状况进行相关的了解，不然施工的现场非常容易有塌陷等多种状况发生，所以施工安全问题就变得特别的明显。③狭小施工的空间导致工程施工的条件变得非常差，这对于除尘、采光以及通风等多个方面的要求也有着对应的增加。这些种种的难点导致工程施工的难度在持续的加大，还对工程设计的部门在设计方案建立的时候提出各种要求，不仅需要对工程成本方面的节约做到相关的考虑而且还应参考着工程施工的环境以及施工的需求等多种特点。

3　水电站引水隧道其开挖施工技术

隧洞开挖不但与隧洞自身洞身面有着紧密的关系，还会对全部工程施工的进度造成严重的影响。通常而言，在水电站的工程常常会经过支洞的开挖以及竖井方法来使得隧洞建设的效果得到相关的优化，对其功能上面的不足进行相关的弥补。施工区域数量在确定的时候，施工工作人员需要依照事先对于工程当地所处的设备状况与地质地貌以及环境条件等实行相关的剖析，进而从中挑选出更为合理有效开挖的施工方案。在引水隧道中常常用到开挖方案有断面分部开挖法以及全断面开挖方法这两个类型。

3.1　全断面开挖方法

全断面的开挖方法是运用多臂钻机挖掘出一个8～10m高的隧洞，这类方法其优点为可实现多钻机一起开挖，所以开挖的效率非常高，能够使得施工的效果得到提升，开挖速度快。缺点是对于岩体的性能以及结构的要求比较高，其挖掘的高度限制非常大，而且所挖掘出隧洞的断面非常大，这对洞身面控制是非常不利的。除此之外，全断面的开挖方法对于施工机械方面的要求也非常的高，其施工的工艺比较精细，要求有专业操作工作人员来对其机械进行相关的操控。在这类情况的基础之下，全断面的开挖方法仅仅适用在围岩较为稳固而且非常坚固的地区。

3.2　断面分部开挖方法

这类隧道开挖的方式是把隧洞断面分成几部分，分阶段对于隧洞实行相关的开挖工作。部分水电站的建设部门还依照开挖方法的不同，把断面分部的开挖方法分成了导洞的开挖方法以及台阶的开挖方法。台阶的开挖方法通常于大型隧洞的开挖工程之中得到运用，他的方法是在地面来向下挖或者是从地面以下的部分来向上开挖，主要运用在大于10m的隧洞项目工程。导洞的开挖方法对于施工当中的岩石结构与排水条件以及通风条件等都有着非常高的需求，施工方式是：首先选取适当施工的位置，然后于引水隧道断面的上面开挖一个较小的导洞，运用各种机械把导洞扩大，一直到整个工程的完工。导洞的开挖方法分成上与下导洞的开挖方法这两类。总体而言，断面分部的开挖方法对于机械装置的性能需求不是很高，所以能够适用在多个类型施工的条件当中，在围岩非常不稳定并且洞径非常小的地区内同样适用。

4　水电站引水隧道支护施工的技术

水电站引水隧洞其每段工程完成后，会受到施工因素或者是自然因素等方面的作用导致坍塌，这就需要施工单位要对于所挖好的地区做好支护保护的措施，将围岩稳定进行巩固，保证工程安全顺利的施工。实行隧洞的支护措施包含两类，混凝土泵的隧洞支护方法以及新奥法的隧洞支护方法。

4.1　混凝土泵的隧洞支护方法

混凝土泵的隧洞支护方法其核心就是混凝土浇筑工作。经过混凝土管道把混凝土经过强化压力给挤压至模板支撑仓内部，进而使得混凝土浇筑的工作完成。在应用该混凝土泵的隧洞支护方法时，相关的施工部门需要注意到，混凝土在浇筑至顶拱仓面的阶段，需要将滞留于仓里施工的工具给撤出来，尽量的把仓面两端给筑高。在混凝土已经浇筑至人孔相平的时候，就需要对施工工作人员安全进行相关的保护，把施工工作人员撤离下来。人孔洞在浇筑完成之后，需要使得泵机速率加大，从而使浇筑支护的工作完成。

4.2　新奥法的隧洞支护方法

新奥法的隧洞支护方法需要对隧洞的建设环境之中其岩石承载能力是否可以支撑起支护的作业进行考虑。新奥法隧洞支护方法可以分成三个部分，包含光面爆破的开挖、锚喷支护及围岩稳定的状况检测。新奥法的隧洞支护方法操作流程为：在隧洞开挖以及支护的阶段，隧洞挖掘的过程之中所产生的岩体形变充分加固，从而使全部受到加固围岩都具有抵抗外力的冲击能力，对全部隧洞供给支护保护措施，达成工程施工单位对隧洞进行保护的目的。

5　结束语

水电站建设可以为人们的经济与生活的发展提供稳定清洁的能源，引水隧洞为水电站建设关键环节，施工部门与设计单位需应用合理有效的支护与开挖的方式，建设高质量引水隧洞，提升水电站整体的施工效率，降低建设成本，对于水电站建设有着积极作用。