水电站引水隧洞开挖及支护的施工技术刘琪论文_刘琪 郭伟

水电站引水隧洞开挖及支护的施工技术刘琪论文_刘琪 郭伟

摘要:随着我国对三农问题的重视不断加强,农业供给侧结构性改革的稳步推进,农业生产的效率要求越来越高,加之传统能源日益枯竭,国内人民用电需求量不断增加,在这样的大背景下,水利工程的建设规模越来越大,尤其水电站的建设速度更是稳步提升。引水隧洞作为水电站众多水工构筑物中较为重要的一个,是水电站发电机组的正常工作的关键,其施工难度和施工要点也相对较多。本文以水电站引水隧洞为主要论题,就其分类、开挖技术与支护技术为主要研究对象,简要概述相关要点。关键词:水电站;引水隧洞;开挖;支护;施工

水电站引水隧洞施工主要包括了开挖和支护两个方面的工作,同时这两个方面的工作也影响着整个水电站建设的重要环节。在开挖和支护这两个工程上能实现保质保量的效果,将能在加快引水隧洞工程的施工进度、减少工程投人等方面起到高效的促进作用。

1水电站引水隧洞的基本定义

水电站发电的原理是利用大坝上游流水的重力势能作用,推动水轮机,带动厂区内部的发电机组转动,从而产生电能。而将上游的流水引到电站的水轮转动区域的这条引水通道就是引水隧洞。水利建设部门根据引水隧洞的水流情况和是否存在自由水面,将隧洞分为有压引水隧洞和无压引水隧洞。引水隧洞一直是水电站建设中的重要环节,在筛选引水隧洞洞线设计方案时,设计师要遵从洞线尽量短、隧洞内转弯的数量尽量少、上下游水流能够顺利衔接的原则。工程设计师在选定引水隧洞的设置区域时要考虑到隧洞所处的岩体的稳定性和地质构造,要远离地下水的区域。水电站的引水隧洞存在的施工难点有:(l)引水隧洞的施工场地狭小。由于水电站往往是建在群山环绕,河流湍急的区域,而隧洞更是在山体里面建造的,这就很容易的压缩了工程的施工空间,也增加了工程建设中的各种的不定因素,使得整个工程的施工难度也扩大了。(z)在山体内施工,要充分了解山体的地理地貌、岩石状况,否则施工现场很容易引发塌陷等情况,施工的安全就变得尤为突出。(3)狭小的施工空间使得工程的施工条件变差,对通风、采光、除尘等方面的需求也想到增加。种种难点使得工程的施工难度不断加大,也要求工程的设计部门建立设计方案时,不但要考虑到节约工程成本的同时也要参考工程的施工环境、施工需求特点。

2水电站引水隧洞的施工问题

2.1施工前期如何布局的问题

水电站引水隧洞的开挖是一个较为庞大的工程。在施工前期和施工过程中要考虑诸多问题。在引水隧洞开挖施工之前,施工人员应提前收集、获取施工地点的有关信息,诸如当地的图纸情况、施工地点的具体地理位置等。在获取信息和收集数据的基础之上,再对施工地点工作人员施工过程中一系列具体操作进行提前安排,要预测施工过程中会面临的问题,以便工作人员在遇到问题时能尽快采取应对策略,有利于提高工作效率,缩短工作时限。与此同时,工作人员还应根据已知信息和数据对各网点进行测量和布置,在这些重要环节进行完毕后,要通过一系列周密的措施进行检测。经检测后,才能向监管部门提供施工前阶段的报告结果,要求对其进行审核。在确保其质量完全符合要求之后,施工人员才能正式开始施工,即正式开始水电站引水隧洞的开挖。

2.2水电站引水隧洞开挖阶段的施工措施

引水隧洞的洞身面是指进口面和出口面。这里也涉及一些需要面对的问题,特别是遇到一系列突发情况,施工团队在水电站引水隧洞修建过程中面临施工工期紧张以及工程量较大等情况,应有一些应对紧急情况的辅助措施,以便提高施工过程中工作人员的工作效率,确保开挖工作继续开展。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在大致确定了不足工作面的数量和位置等基本情况后,施工团队需要考虑到当地的地形地貌以及施工过程中所要面临的一些资金投入问题,要确保在资金投入尽可能较小的情况下,筛选出一种平洞的开挖方案。开挖方案可分为全断面开挖法和断面分部开挖法。

2.3支护阶段引水隧洞的施工措施

水电站的引水隧洞是一项长期工程。每段引水隧洞开挖工程建设完成之后,大多数情况下都会受到来自外部的各种各样因素的影响,所以,要求施工部门要对施工人员开挖完成的劳动成果进行支护保护,增强围岩的稳定性,消除地下水的影响以及维护隧道的稳定。混凝土泵隧洞支护法和新奥法隧洞支护法,以及永久挂网锚喷支护法是水电站引水隧洞开挖后进行隧洞支护操作措施的三种常用途径。

3水电站引水隧道的开挖施工技术

作为引水隧道开挖的核心,开挖技术的选择既是保证施工质量的关键,也是控制工期和成本的重要环节。根据不同的地质情况和设计要点,需要选择不同的开挖方式保证施工质量和安全。

3.1全断面开挖法

多臂钻机是该方法的主要应用设备,在掘进时,用于钻凿炮孔和锚杆孔等孔眼。可根据不同的钻孔施工任务,选择合适等级的钻臂和臂数,以同等级钻凿机作为辅助设备,进行钻孔作业,其应用目的是为了挖掘出一条直径10米左右的隧洞。在引水隧洞施工过程中,多臂钻机的优势是明显的,其操作简单,能够大大提高掘进效率,但其缺点也是不容忽视的,其工作过程未能充分考虑到岩层的稳定性,所以利用该设备进行掘进时对岩层的结构稳定性要求极高,掘进条件和隧洞直径因此受到很大限制。为了满足设计需要,需要配以更高技术水平的施工设备加以辅助,这样就对整个隧洞开挖工作的工艺要求更高,技术难点也更多。

3.2断面分部开挖法

断面部分开挖法的实质是开挖工作的合理细化与分解,将整体工程量按照施工设备的性能和施工工艺流程先后顺序分解为若干工程量。对隧洞进行分段开挖作业时,断面分部开挖法可以分为导洞开挖法和台阶开挖法。两种方法的主要区别在于断面划分形式的不同,根据不同土质、跨度的不同,选择不同的开挖方式。导洞开挖法又称作三导洞法,是将断面划分为左、中、右三个部分,先开挖中导洞,而后再开挖左右两个导洞。而台阶开挖法又称作正台阶环形开挖法,其根据地层实际情况,分为上、下和左、右若干部分。导洞开挖法适用于通风条件、灾害条件和岩层结构条件较好的岩层中,同时,导洞开挖法多适用于直径大于10米的隧洞掘进施工。而台阶开挖法多适用于隧洞直径小于10米的掘进工作,且其主要用于应对复杂、不利地质条件,对岩层的结构稳定性要求较低,并具有工期较短、成本较低、防水性较好的优势。

4结语

文章阐述了工程的地质背景、引水隧洞工程地质和水文地质条件,并确定了支护方法采用锚杆、喷混凝土和挂钢筋网的联合支护方式。且经过实际的实践证明,在引水隧洞开挖过程中,采用这种联合支护方式,能够在保障工程施工效率的基础上,提升工程施工的安全性和质量。

参考文献:

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[2]杨平,苏小明,杨晓永.古城水电站引水隧洞开挖施工技术[J].四川水力发电,2016,35(05):24-26.

[3]李治中,于永叶.古城水电站引水隧洞开挖与支护施工[J].水电与新能源,2016(02):34-38.

[4]潘德龙,胡彬.小水电站有压引水隧洞开挖及支护施工技术分析[J].小水电,2016(01):56-59

论文作者:刘琪 郭伟

论文发表刊物:《科学与技术》2019年第18期

论文发表时间:2020/3/16

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