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[摘 要]为了研究水电站建设中引水隧洞施工情况。通过对引水隧洞施工方法进行系统概述，并列举锦屏二级水电站施工实例进行分析。最终得出引水隧洞施工注意要点。为同行提供建设性意见。
[关键词]水电站；建设；引水隧洞
中图分类号：TV554 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0225-02
1 引言
水利电力行业是我国经济发展的重要构成部分，而隧洞施工质量关系到整个水利电力行业的发展，因此为了实现水利电力行业与国家经济的共同发展，需要对隧洞施工重点技术进行总结，并在现有技术基础上进行新技术探讨。
2 引水隧洞施工概述
2.1 施工前准备
在开展水电站的隧洞施工前，首先，对施工现场的地质、地形、交通情况和水文状况等进行全面探测，同时进行施工蓝图设计，做好技术、设备等准备工作。其次，安排施工队伍和监管人员，明确各单位责任和义务，购买施工所需材料，准备相关机械、设备和施工技术材料。最后，检查隧洞施工材料，是否达到标准，标注必要施工标志，建设安全围栏和临时住房，当一切准备就绪后，才可进行隧洞施工。
2.2 开凿方法
引水隧洞的开凿是引水隧洞施工的第一步，在进行引水隧洞开凿之前，要对隧洞的围岩、断面面积大小、施工地质条件和设备条件等方面进行探测，根据不同的隧洞类别挑选合适的开凿方法。一方面，合适的隧洞开凿方法能够减少隧洞施工所花的时间另一方面，合适的隧洞开凿方法能够为隧洞施工后续工作打好质量基础。
引水隧洞Ⅱ、Ⅲ级的围岩要用全断面开凿方法，Ⅳ、Ⅴ级别的围岩地质首先考虑全断面开凿，在全断面开凿很难进行的情况下，换导洞开凿方式。
隧洞的全断面开凿方法是指一次断面爆破形成隧洞，待到整个隧洞贯通后，再根据施工要求对隧洞进行衬砌和支护施工。全断面开凿方法适用于围岩坚硬的地质。全面断面隧洞开凿后，隧洞里的施工范围较宽，其施工受到限制较少，大面积的施工面积能够加快施工进度。
隧洞的导洞式开凿方法是指从围岩断面上开始进行导洞，接着按照隧洞施工大小要求和隧洞形状设计开凿隧洞。导洞式的开凿方法优点在于通过导洞可以了解隧洞内的地质状况，同时降低隧洞的排水施工难度，导洞隧洞贯通之后，其通风不良的情况得到缓解。
在隧洞开凿后，再根据施工设计要求在边坡防线，从上到下有层次地进行洞口开凿与支护，每层距离控制在1m左右对洞口顶部进行全面清理，将危险灌木和山体等危险石头清理干净禁止用全面断面开凿的方式进行洞口的边坡开凿，边坡开凿后立刻清理疏松危险石头在洞口开凿过程中对滑动、开裂情况采取放缓坡度的措施保持边坡稳定性洞面使用土钉支护，土钉水泥砂浆强度要在25MPa以上，土钉倾斜6°—24°。
3 引水隧洞施工实例分析——锦屏二级水电站
3.1 工程概述
锦屏二级水电站位于四川省雅砻江干流锦屏大河湾上，水电站利用雅砻江锦屏大河湾上最高水头，截弯取直，开挖引水隧洞发电。四条平行引水隧洞，即1#、2#、3#、4#，两条平行的辅助洞A洞和B洞，开挖断面较大，洞径为12m，衬砌约为1m，隧洞洞线平均长度为16.60km，隧洞上覆岩体为1500-2000m，最大埋深达2525m，属深埋长大隧道。
地层岩性：引水隧洞工程区内三迭系分布面积约占90%以上，碳酸盐岩占70%-80%，岩溶景象壮观。引水隧洞沿线地层岩性主要为三迭系中、上统的大理岩、灰岩及砂岩、板岩。
水文地质特征：锦屏二级引水隧洞内的涌水具有突发性、大流量、高压力的特点。其中单点最大瞬时集中涌水量达7.3m3/s，稳定流量2-3m3/s；初始水压力约为10MPa，稳定水压力约2.4MPa。
工程特点：根据地质勘查资料，雅砻江锦屏二级水电站东端1#、2#引水隧洞工程工程特点如下：1、根据引水隧洞围岩预测，Ⅱ类围岩占36.7%，Ⅲ类围岩占54.1%，Ⅳ类围岩占8.3%，Ⅴ类围岩仅占0.9%，围岩以碳酸盐岩为主，大理岩约占总长度的70%-80%。隧道埋深大，地应力高，岩爆频繁。2、引水隧洞引4+700-7+300段为富水带，从辅助洞揭露的地质条件分析，该洞段地下水发育，水量大，水压力高。7+300-10+000段单点最大出水量还有1立方米/秒的涌水点，总的涌水量有可能达到1.6m3/s。3、该工程高压固结灌浆压力最大达12 MPa，引水隧洞灌浆施工战线长十余公里，施工组织、水泥浆液输送、资源配置、施工保障等难度均较大；隧洞的开挖掘进、支护、衬砌等施工均受到隧洞断面大的影响，施工协调难度大。
3.2 施工方案及方法
根据锦屏二级水电站引水隧洞的工程特点，利用最新工艺和技术，采用大型机械化设备进行施工操作的TBM方式，即：在中国，用于巖石地层的全断面隧道掘进机的总称，以下简称“TBM”同时利用最先进的超前地质预报系统设备对引水隧道进行超前地质预报工作，获取最新施工数据，选取合适施工技术和施工方法，以保证隧道快速施工，以无事故、高标准、零质量缺陷为奋斗目标。
综合工程实际要求，1#引水隧洞和2#引水隧洞同时开始钻爆法施工，1#引水隧洞施工TBM组装洞，2#引水隧洞进行钻爆开挖。在1#引水隧洞施工组装洞的同时，由2#引水隧洞向1#引水隧洞开挖1#、2#、3#横洞，分别到达组装洞中部、尾部和出发洞，以加快1#引水隧洞钻爆法施工，及早为TBM施工准备条件。在TBM组装完成后，1#引水隧洞15+793-10+000、7+000-5+700段采用TBM进行掘进施工，10+000-7+000段通过辅引施工支洞及排引施工支洞采用钻爆法进行施工。TBM采用步进方式通过10+000-7+000段。2#引水隧洞全部采用钻爆法施工。
1、钻爆法施工方法 锦屏二级引水隧洞中采用钻爆法施工的项目主要有1#引水隧洞C6标分标点至引（1）15+793、引（1）5+700-10+000段1#引水隧洞强岩爆区，引（1）12+042-11+134段段不良地质段、2#引水隧洞、施工辅助通道、检修排水系统、辅引施工支洞等。
在引水隧洞钻爆施工中主要采用光面爆破上下台阶法来解决隧洞断面大、距离长这一难题，从而实现掘进进程快、施工易操作的目的。
2、TBM施工方法
为确保TBM施工顺利进行，应合理规划总体控制路线、施工运输方案、超前地质预报方案和掘进施工参数。
（1）按总体设计路线进行施工，及时进行设备安装和调试，确保在工期内完成施工。
（2）制定运输方案：废渣通过连续皮带机带出，施工材料、设备配件和施工人员通过轨道机车进出。
（3）利用短期超前地质预报对掌子面前方（50～200 m范围内）和周围的地质情况进行预报，确保掘进工程正常进行。
（4）由于在掘进过程中，掘进设备性能、刀具、轴承、齿轮等都要受到不同程度的磨损，若不修改施工参数，会是设备无法正常、高效的完成施工，因此在整个施工过程中，从施工调试期到施工结束后都要及时调整施工参数。掘进参数按照围岩类别和岩性进行选择。
3、加快施工措施方案
为加快引水隧洞施工进度，实施以下措施方案：（1）从辅助洞增加辅引1#、2#施工支洞到引水隧洞进行施工从辅助洞分别向1#引水隧洞的8+559.54、7+374.539里程开挖2个支洞，采用钻爆法开挖7+000-10+000段，从而加快TBM通过该段；1#引水隧洞贯通后，在拆卸洞拆卸TBM，将部件运出洞外拟定场地；同时利用该支洞开展2#引水洞各项施工。（2）从辅助洞增加辅引3#施工支洞到1#引水隧洞为引水洞后期施工提供通道。（3）从排水洞增加工作面钻爆法开挖1#、2#引水隧洞相应洞段从2#引水隧洞11+260里程向排水洞TBM后方开挖排引1#施工支洞，排引1#施工支洞贯通后，在出口前方1KM处开挖排引2#施工支洞至1#引水隧洞9+931处，在1#、2#引水隧洞形成各自向东西端的钻爆法工作面。利用钻爆法开挖支护1#引水隧洞9+931向西端方向段，施工2#引水洞东、西各项工作。（4）从2#引水隧洞向1#引水隧洞开挖横通道，提前处理不良地质段，从引（2）12+015处开挖横通道到1#引水隧洞，提前将该段进行钻爆法开挖支护。（5）将1#引水隧洞交通及运输系统转至2#引水隧洞及排水洞，提前开始1#引水隧洞衬砌及灌浆。（6）多工作面衬砌、灌浆施工在原有衬砌和灌浆设备的基础上，增加设备投入，开展多工作面同时施工。
4 引水隧洞施工注意要点
4.1 隧洞爆破施工
隧洞爆破施工是工程中的难点之一。如果爆破效果不好或爆破没有达到要求，硬质围岩就会产生坍塌现象，影响后期施工，同时也威胁到工作人员的人身安全。因此，必须选择合适的爆破方法，保证爆破工程的质量，提高工程的经济效益。
4.2 隧洞出碴
隧洞出碴是隧洞爆破之后的一道工序，如果隧洞出碴工作没有做好，会影响到后期的施工。过多的碴堆放在隧洞中占用大量的空间，会影响到其他项目的正常施工。由于隧洞施工的地质条件不稳定，且隧洞工程的区域较小，因此大型的挖装机无法进入，导致出碴相对困难，如果仅仅依靠人力或者是小型机械则很难在短期内清理完毕。
4.3 不良地质段隧洞施工
首先，在接近断层及接触带时，加强地质预报采用水平超前钻孔和其它预报方法，探明前方地质情况，发现地下水较大时，则进一步钻孔放水，防止突发涌水的发生。二是要减少循环进尺采用无爆或弱爆开挖，尽量减少对围岩的扰动。三是要及时支护。四要加强施工组织管理，加强施工监测，及时反馈信息。
4.4 混凝土衬砌问题
由于隧洞出碴时间耗费较长，如果在出碴完成后再进行施工则会耽误更多的时间，延误工期。如果在洞身开挖过程中就开始进行混凝土的衬砌，则会影响隧洞开挖的稳定性。综合考虑后认为，在洞身开挖的同时进行混凝土衬砌比较合适，此时为了保证隧洞开挖的安全必须对洞身进行支撑。此外，為了节约时间，缩短工期，工作人员可以开挖两条运输路线，避免交通堵塞影响工期。
5 结语
综上所述，隧洞施工作为水电站建设的重点项目，其施工技术和质量控制必须引起重视。有关施工人员和监管人员应当严格按照施工技术标准，有序开展水电站隧洞施工，并探讨先进隧洞施工技术，促进我国水利电力高效发展，从而推动我国经济发展。
参考文献
[1] 杨超先.缅甸电源电站引水隧洞不稳定围岩施工技术[J].西北水电，2011（5）：40-44.
[2] 李俊.水电站引水隧洞开挖及支护的施工技术[J].商品与质量，2016（45）.
[3] 周仕刚.镇宁县六志电站工程引水隧洞开挖施工技术的探讨[J].水利科技与经济，2014（2）：131-133.
[关键词]水电站；建设；引水隧洞
中图分类号：TV554 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0225-02
1 引言
水利电力行业是我国经济发展的重要构成部分，而隧洞施工质量关系到整个水利电力行业的发展，因此为了实现水利电力行业与国家经济的共同发展，需要对隧洞施工重点技术进行总结，并在现有技术基础上进行新技术探讨。
2 引水隧洞施工概述
2.1 施工前准备
在开展水电站的隧洞施工前，首先，对施工现场的地质、地形、交通情况和水文状况等进行全面探测，同时进行施工蓝图设计，做好技术、设备等准备工作。其次，安排施工队伍和监管人员，明确各单位责任和义务，购买施工所需材料，准备相关机械、设备和施工技术材料。最后，检查隧洞施工材料，是否达到标准，标注必要施工标志，建设安全围栏和临时住房，当一切准备就绪后，才可进行隧洞施工。
2.2 开凿方法
引水隧洞的开凿是引水隧洞施工的第一步，在进行引水隧洞开凿之前，要对隧洞的围岩、断面面积大小、施工地质条件和设备条件等方面进行探测，根据不同的隧洞类别挑选合适的开凿方法。一方面，合适的隧洞开凿方法能够减少隧洞施工所花的时间另一方面，合适的隧洞开凿方法能够为隧洞施工后续工作打好质量基础。
引水隧洞Ⅱ、Ⅲ级的围岩要用全断面开凿方法，Ⅳ、Ⅴ级别的围岩地质首先考虑全断面开凿，在全断面开凿很难进行的情况下，换导洞开凿方式。
隧洞的全断面开凿方法是指一次断面爆破形成隧洞，待到整个隧洞贯通后，再根据施工要求对隧洞进行衬砌和支护施工。全断面开凿方法适用于围岩坚硬的地质。全面断面隧洞开凿后，隧洞里的施工范围较宽，其施工受到限制较少，大面积的施工面积能够加快施工进度。
隧洞的导洞式开凿方法是指从围岩断面上开始进行导洞，接着按照隧洞施工大小要求和隧洞形状设计开凿隧洞。导洞式的开凿方法优点在于通过导洞可以了解隧洞内的地质状况，同时降低隧洞的排水施工难度，导洞隧洞贯通之后，其通风不良的情况得到缓解。
在隧洞开凿后，再根据施工设计要求在边坡防线，从上到下有层次地进行洞口开凿与支护，每层距离控制在1m左右对洞口顶部进行全面清理，将危险灌木和山体等危险石头清理干净禁止用全面断面开凿的方式进行洞口的边坡开凿，边坡开凿后立刻清理疏松危险石头在洞口开凿过程中对滑动、开裂情况采取放缓坡度的措施保持边坡稳定性洞面使用土钉支护，土钉水泥砂浆强度要在25MPa以上，土钉倾斜6°—24°。
3 引水隧洞施工实例分析——锦屏二级水电站
3.1 工程概述
锦屏二级水电站位于四川省雅砻江干流锦屏大河湾上，水电站利用雅砻江锦屏大河湾上最高水头，截弯取直，开挖引水隧洞发电。四条平行引水隧洞，即1#、2#、3#、4#，两条平行的辅助洞A洞和B洞，开挖断面较大，洞径为12m，衬砌约为1m，隧洞洞线平均长度为16.60km，隧洞上覆岩体为1500-2000m，最大埋深达2525m，属深埋长大隧道。
地层岩性：引水隧洞工程区内三迭系分布面积约占90%以上，碳酸盐岩占70%-80%，岩溶景象壮观。引水隧洞沿线地层岩性主要为三迭系中、上统的大理岩、灰岩及砂岩、板岩。
水文地质特征：锦屏二级引水隧洞内的涌水具有突发性、大流量、高压力的特点。其中单点最大瞬时集中涌水量达7.3m3/s，稳定流量2-3m3/s；初始水压力约为10MPa，稳定水压力约2.4MPa。
工程特点：根据地质勘查资料，雅砻江锦屏二级水电站东端1#、2#引水隧洞工程工程特点如下：1、根据引水隧洞围岩预测，Ⅱ类围岩占36.7%，Ⅲ类围岩占54.1%，Ⅳ类围岩占8.3%，Ⅴ类围岩仅占0.9%，围岩以碳酸盐岩为主，大理岩约占总长度的70%-80%。隧道埋深大，地应力高，岩爆频繁。2、引水隧洞引4+700-7+300段为富水带，从辅助洞揭露的地质条件分析，该洞段地下水发育，水量大，水压力高。7+300-10+000段单点最大出水量还有1立方米/秒的涌水点，总的涌水量有可能达到1.6m3/s。3、该工程高压固结灌浆压力最大达12 MPa，引水隧洞灌浆施工战线长十余公里，施工组织、水泥浆液输送、资源配置、施工保障等难度均较大；隧洞的开挖掘进、支护、衬砌等施工均受到隧洞断面大的影响，施工协调难度大。
3.2 施工方案及方法
根据锦屏二级水电站引水隧洞的工程特点，利用最新工艺和技术，采用大型机械化设备进行施工操作的TBM方式，即：在中国，用于巖石地层的全断面隧道掘进机的总称，以下简称“TBM”同时利用最先进的超前地质预报系统设备对引水隧道进行超前地质预报工作，获取最新施工数据，选取合适施工技术和施工方法，以保证隧道快速施工，以无事故、高标准、零质量缺陷为奋斗目标。
综合工程实际要求，1#引水隧洞和2#引水隧洞同时开始钻爆法施工，1#引水隧洞施工TBM组装洞，2#引水隧洞进行钻爆开挖。在1#引水隧洞施工组装洞的同时，由2#引水隧洞向1#引水隧洞开挖1#、2#、3#横洞，分别到达组装洞中部、尾部和出发洞，以加快1#引水隧洞钻爆法施工，及早为TBM施工准备条件。在TBM组装完成后，1#引水隧洞15+793-10+000、7+000-5+700段采用TBM进行掘进施工，10+000-7+000段通过辅引施工支洞及排引施工支洞采用钻爆法进行施工。TBM采用步进方式通过10+000-7+000段。2#引水隧洞全部采用钻爆法施工。
1、钻爆法施工方法 锦屏二级引水隧洞中采用钻爆法施工的项目主要有1#引水隧洞C6标分标点至引（1）15+793、引（1）5+700-10+000段1#引水隧洞强岩爆区，引（1）12+042-11+134段段不良地质段、2#引水隧洞、施工辅助通道、检修排水系统、辅引施工支洞等。
在引水隧洞钻爆施工中主要采用光面爆破上下台阶法来解决隧洞断面大、距离长这一难题，从而实现掘进进程快、施工易操作的目的。
2、TBM施工方法
为确保TBM施工顺利进行，应合理规划总体控制路线、施工运输方案、超前地质预报方案和掘进施工参数。
（1）按总体设计路线进行施工，及时进行设备安装和调试，确保在工期内完成施工。
（2）制定运输方案：废渣通过连续皮带机带出，施工材料、设备配件和施工人员通过轨道机车进出。
（3）利用短期超前地质预报对掌子面前方（50～200 m范围内）和周围的地质情况进行预报，确保掘进工程正常进行。
（4）由于在掘进过程中，掘进设备性能、刀具、轴承、齿轮等都要受到不同程度的磨损，若不修改施工参数，会是设备无法正常、高效的完成施工，因此在整个施工过程中，从施工调试期到施工结束后都要及时调整施工参数。掘进参数按照围岩类别和岩性进行选择。
3、加快施工措施方案
为加快引水隧洞施工进度，实施以下措施方案：（1）从辅助洞增加辅引1#、2#施工支洞到引水隧洞进行施工从辅助洞分别向1#引水隧洞的8+559.54、7+374.539里程开挖2个支洞，采用钻爆法开挖7+000-10+000段，从而加快TBM通过该段；1#引水隧洞贯通后，在拆卸洞拆卸TBM，将部件运出洞外拟定场地；同时利用该支洞开展2#引水洞各项施工。（2）从辅助洞增加辅引3#施工支洞到1#引水隧洞为引水洞后期施工提供通道。（3）从排水洞增加工作面钻爆法开挖1#、2#引水隧洞相应洞段从2#引水隧洞11+260里程向排水洞TBM后方开挖排引1#施工支洞，排引1#施工支洞贯通后，在出口前方1KM处开挖排引2#施工支洞至1#引水隧洞9+931处，在1#、2#引水隧洞形成各自向东西端的钻爆法工作面。利用钻爆法开挖支护1#引水隧洞9+931向西端方向段，施工2#引水洞东、西各项工作。（4）从2#引水隧洞向1#引水隧洞开挖横通道，提前处理不良地质段，从引（2）12+015处开挖横通道到1#引水隧洞，提前将该段进行钻爆法开挖支护。（5）将1#引水隧洞交通及运输系统转至2#引水隧洞及排水洞，提前开始1#引水隧洞衬砌及灌浆。（6）多工作面衬砌、灌浆施工在原有衬砌和灌浆设备的基础上，增加设备投入，开展多工作面同时施工。
4 引水隧洞施工注意要点
4.1 隧洞爆破施工
隧洞爆破施工是工程中的难点之一。如果爆破效果不好或爆破没有达到要求，硬质围岩就会产生坍塌现象，影响后期施工，同时也威胁到工作人员的人身安全。因此，必须选择合适的爆破方法，保证爆破工程的质量，提高工程的经济效益。
4.2 隧洞出碴
隧洞出碴是隧洞爆破之后的一道工序，如果隧洞出碴工作没有做好，会影响到后期的施工。过多的碴堆放在隧洞中占用大量的空间，会影响到其他项目的正常施工。由于隧洞施工的地质条件不稳定，且隧洞工程的区域较小，因此大型的挖装机无法进入，导致出碴相对困难，如果仅仅依靠人力或者是小型机械则很难在短期内清理完毕。
4.3 不良地质段隧洞施工
首先，在接近断层及接触带时，加强地质预报采用水平超前钻孔和其它预报方法，探明前方地质情况，发现地下水较大时，则进一步钻孔放水，防止突发涌水的发生。二是要减少循环进尺采用无爆或弱爆开挖，尽量减少对围岩的扰动。三是要及时支护。四要加强施工组织管理，加强施工监测，及时反馈信息。
4.4 混凝土衬砌问题
由于隧洞出碴时间耗费较长，如果在出碴完成后再进行施工则会耽误更多的时间，延误工期。如果在洞身开挖过程中就开始进行混凝土的衬砌，则会影响隧洞开挖的稳定性。综合考虑后认为，在洞身开挖的同时进行混凝土衬砌比较合适，此时为了保证隧洞开挖的安全必须对洞身进行支撑。此外，為了节约时间，缩短工期，工作人员可以开挖两条运输路线，避免交通堵塞影响工期。
5 结语
综上所述，隧洞施工作为水电站建设的重点项目，其施工技术和质量控制必须引起重视。有关施工人员和监管人员应当严格按照施工技术标准，有序开展水电站隧洞施工，并探讨先进隧洞施工技术，促进我国水利电力高效发展，从而推动我国经济发展。
参考文献
[1] 杨超先.缅甸电源电站引水隧洞不稳定围岩施工技术[J].西北水电，2011（5）：40-44.
[2] 李俊.水电站引水隧洞开挖及支护的施工技术[J].商品与质量，2016（45）.
[3] 周仕刚.镇宁县六志电站工程引水隧洞开挖施工技术的探讨[J].水利科技与经济，2014（2）：131-133.