張朝磊

中國(guó)水利水電第八工程局有限公司（410004）

1 水電站引水隧洞

引水隧洞具有提高水電站的工作效率、降低成本、避免浪費(fèi)等特點(diǎn)，是水電站水工構(gòu)筑物的關(guān)鍵，而其主要作用是縮短引水的距離。水電站的發(fā)電原理是通過(guò)水位的高低形成的落差，將水流產(chǎn)生的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，促使水輪機(jī)運(yùn)作，以此推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。引水隧洞則是將水流上部引入水輪機(jī)的密閉空間，而隧洞又分為有壓引水隧洞和無(wú)壓力引水隧洞，將水流引入水輪機(jī)的密閉通道時(shí)，路線設(shè)計(jì)必須要短而簡(jiǎn)單，即洞線要短并且設(shè)計(jì)路線不能太復(fù)雜，同時(shí)，水流要能夠順利對(duì)接。水電站引水隧洞工程實(shí)施之前要對(duì)選定實(shí)施工程區(qū)域的巖石及地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并要遠(yuǎn)離地下水區(qū)域。

2 引水隧洞開挖步驟

1）要依據(jù)水電站建設(shè)的基本規(guī)章制度，在其進(jìn)程中必須要同時(shí)進(jìn)行平行作業(yè)，同時(shí)，在準(zhǔn)則基礎(chǔ)上保證每一天平行線都能夠有間隔地進(jìn)行開挖任務(wù)，此目的是為了保障隧洞工程的穩(wěn)固性。以此提高通風(fēng)的需要，保證進(jìn)水區(qū)混凝土的施工量。2）水電工程引水隧洞挖掘的任務(wù)進(jìn)程中，首先針對(duì)工程的下平行端和上下彎道端進(jìn)行挖掘支持保護(hù)任務(wù)，其次再開展豎井段的任務(wù)。上彎道端的開挖任務(wù)要安排在上平行段的交面工程任務(wù)之后；下彎道段的工程任務(wù)要安排在帳幕注漿的任務(wù)之后。所以不管是哪一部分的開挖任務(wù)都必須依據(jù)分步序原則，這樣才能能夠確保豎井段能夠得到充分的利用，保證工程全周期良好的通風(fēng)性，而針對(duì)下平行段也具有很好的改善作用，對(duì)于整個(gè)施工環(huán)境較為重要。3）平洞階段的混凝土噴射和錨桿工程任務(wù)要確保在挖掘任務(wù)完成之后立刻進(jìn)行，還要著重把握工程當(dāng)中避免超前錨固，需要在整個(gè)工程進(jìn)程中隨時(shí)隨地對(duì)噴錨進(jìn)行支持保護(hù)，確保其穩(wěn)定性和穩(wěn)固性。

3 施工布置

水電站引水隧洞開挖及支護(hù)的施工布置主要包含兩大類：機(jī)械布置和道路布置。首先，機(jī)械布置任務(wù)是由混凝土垂直傳輸機(jī)進(jìn)行工程任務(wù)。依據(jù)水電工程任務(wù)的特征，需要通過(guò)綜合考察，利用塔機(jī)和汽車吊等工程機(jī)械進(jìn)行灌注混凝土任務(wù)。塔機(jī)和汽車吊在使用方向上有所不同。塔機(jī)不利于局部部位的灌注混凝土任務(wù)，因其具有不穩(wěn)定、不好把握的特點(diǎn)，汽車吊則能夠進(jìn)行局部位置的灌注混凝土。道路布置任務(wù)是以混凝土為原材料進(jìn)行道路鋪置。道路鋪置的原則是要嚴(yán)格依據(jù)實(shí)地狀況進(jìn)行操作，各個(gè)設(shè)備設(shè)施要滿足工程標(biāo)準(zhǔn)，還需要提高工作效率和設(shè)備利用率，設(shè)備的使用應(yīng)該利于產(chǎn)品生產(chǎn)，保證施工現(xiàn)場(chǎng)秩序的穩(wěn)定。

4 開挖技術(shù)的特點(diǎn)

水電站引水隧洞開挖技術(shù)的選擇要與隧道實(shí)際情況相結(jié)合。水電站工程開挖技術(shù)方式有支洞開挖和豎井開挖兩種，二者都可以提升開挖的效果，以此來(lái)彌補(bǔ)功能上的缺陷。當(dāng)工程項(xiàng)目得到確認(rèn)后，專業(yè)人員就必須對(duì)施工場(chǎng)地的周圍環(huán)境及山川地貌進(jìn)行分析，利用科學(xué)有效的開挖技術(shù)進(jìn)行開挖施工。

4.1 全斷面開挖

此開挖技術(shù)是利用多臂鉆機(jī)開掘出8～10 m高度的隧洞。而多臂鉆機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)嵭卸嚆@機(jī)共同運(yùn)行，因此，大大縮短了工作時(shí)間，保障了工作效率。而它的缺陷在于：首先對(duì)地質(zhì)巖體的構(gòu)造、機(jī)能有較高的要求；其次是此開挖技術(shù)挖掘的隧洞斷面巨大，不易控制；最后是開挖技術(shù)操作要求甚為嚴(yán)格，對(duì)工藝要求嚴(yán)格、精細(xì)。因此，使用這種全斷面開挖技術(shù)會(huì)受到多方面的限制。而全斷面開挖技術(shù)只限于巖石，地質(zhì)結(jié)構(gòu)必須穩(wěn)固。

4.2 斷面分部開挖

斷面分部開挖技術(shù)的工作原理是將隧洞斷面分批次分成多個(gè)部分，然后分層級(jí)逐步完成工作任務(wù)。不同水電站還會(huì)根據(jù)挖掘方式將斷面分部分為導(dǎo)洞方式和臺(tái)階方式。這兩者是依據(jù)斷面進(jìn)行劃分的，根據(jù)地質(zhì)、跨度、選取方式的不一致，把斷面又分成三部分：左、中、右。首先導(dǎo)洞方式的開挖技術(shù)會(huì)運(yùn)用到大型隧洞工作中，其工作原理是向地面下部進(jìn)行開鑿，其必須要用在開鑿工程大于10 m的隧洞中。其開挖對(duì)巖體構(gòu)架、排水系統(tǒng)和通風(fēng)設(shè)施有著極高標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際施工的方法主要是：首先通過(guò)選擇適合施工區(qū)域，在引水隧洞斷面的上部開鑿一個(gè)小洞，其次使用挖掘機(jī)器把小洞進(jìn)行擴(kuò)張。而導(dǎo)洞挖掘手段又可以分為上洞與下洞。由此可見(jiàn)，這類的挖掘方法比較細(xì)化，選擇方式也較為寬廣，也就意味著比全斷面挖掘方式運(yùn)用更加廣泛，難度系數(shù)相對(duì)較低。因此，斷面分部開挖技術(shù)可以適用于巖體結(jié)構(gòu)和地質(zhì)不穩(wěn)定的環(huán)境中，即使隧洞洞徑狹小也不影響[1]。

5 支護(hù)施工的特點(diǎn)

任何工程竣工后，都會(huì)受到外部因素，如自然因素、人為因素等，從而導(dǎo)致坍塌現(xiàn)象。所以，水電站引水隧道的施工團(tuán)隊(duì)必須做好后期的支撐保護(hù)舉措。對(duì)巖體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固穩(wěn)定，對(duì)地質(zhì)進(jìn)行再次勘探，保障技術(shù)人員的安全，以此保障施工后期進(jìn)程的順利開展。實(shí)施后期支撐保護(hù)的途徑有兩種：混凝土泵支護(hù)和新奧法支護(hù)。

5.1 混凝土泵支護(hù)

此支護(hù)方式又可以稱為混凝土傳輸泵。工作原理是使用設(shè)備把混凝土以持續(xù)不斷的方式進(jìn)行傳輸，傳輸通道的結(jié)構(gòu)由兩大部分組成：沖天尾管和導(dǎo)管。結(jié)束混凝土的傳輸任務(wù)之后，再利用壓力將混凝土傳輸?shù)侥０宓膬?nèi)部，到此階段澆筑任務(wù)結(jié)束。這個(gè)過(guò)程中需要注意的要點(diǎn)較多。首先是工作人員的安全和工程的質(zhì)量，傳輸混凝土到倉(cāng)內(nèi)，要及時(shí)撤出內(nèi)部的工具，當(dāng)澆筑到與工作人員身高平齊時(shí)，工作人員需要離開施工地方。想要加快任務(wù)進(jìn)程，結(jié)束澆筑任務(wù)后，應(yīng)選擇加大混凝土泵的功率，提高效率。除此之外，混凝土泵使用過(guò)程中必須確保管道內(nèi)部的暢通，將開挖任務(wù)和支護(hù)任務(wù)同時(shí)運(yùn)作，避免混凝土泵發(fā)生故障，導(dǎo)致窩工現(xiàn)象，對(duì)巖體結(jié)構(gòu)造成破壞。

5.2 新奧法支護(hù)

此方法在國(guó)內(nèi)被稱為“錨噴構(gòu)筑法”。新奧法隧洞支護(hù)法是在混凝土泵隧洞支護(hù)法的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，使其穩(wěn)固和保護(hù)效果提高一個(gè)臺(tái)階。而其工作的原理是根據(jù)巖體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)形成穩(wěn)固且密閉的空間，具有約束作用，再使用混凝土噴錨，使得周圍巖體、混凝土及錨桿構(gòu)建出穩(wěn)固結(jié)構(gòu)。對(duì)此，新奧法隧道支護(hù)法對(duì)混凝土的機(jī)能要求嚴(yán)格，對(duì)巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也有較高標(biāo)準(zhǔn)。錨噴構(gòu)筑法的施工特征有：時(shí)效性、封閉性、黏結(jié)性、柔性。四種特點(diǎn)相互結(jié)合，相互作用，使得整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，施工更加便利。

錨噴構(gòu)筑法又稱新奧法隧洞支護(hù)法，由光面爆炸開鑿、錨噴支持保護(hù)和圍巖穩(wěn)固情況監(jiān)測(cè)三部分構(gòu)成。其工作流程是隧洞開鑿和支持保護(hù)過(guò)程，開鑿?fù)诰驎r(shí)巖石會(huì)產(chǎn)生形變，從而提高巖石的穩(wěn)定性，使得周圍的巖體都進(jìn)行加固、強(qiáng)化來(lái)抵擋外來(lái)的沖擊，這就為內(nèi)部環(huán)境提供保護(hù)作用[2]。

6 水電工程運(yùn)用現(xiàn)狀

在水電工程建設(shè)初期，它與運(yùn)行管理機(jī)制是相互獨(dú)立的兩個(gè)整體。施工隊(duì)在水電建設(shè)過(guò)程中擁有獨(dú)立的話語(yǔ)權(quán)。建設(shè)完成后的運(yùn)行管理就和施工隊(duì)的建設(shè)相脫離。這使得運(yùn)行管理的人員完全沒(méi)有發(fā)揮出該有的作用。這種建立機(jī)制持續(xù)了較長(zhǎng)的時(shí)間，而到20世紀(jì)后期才打破了舊有的管理機(jī)制和建設(shè)模式。從相互獨(dú)立的兩個(gè)個(gè)體到現(xiàn)代建制建設(shè)的運(yùn)行機(jī)制，很多方面都進(jìn)行了改進(jìn)。雖然這只是一個(gè)小小的改變，但在當(dāng)時(shí)卻帶來(lái)了可觀的效益?，F(xiàn)如今，各個(gè)國(guó)家面對(duì)水資源問(wèn)題都在尋找適合本國(guó)的解決方案。我國(guó)高速發(fā)展的過(guò)程中很多東西已經(jīng)煥然一新，面對(duì)水電工程的建設(shè)也從未有過(guò)懈怠。不斷摸索和改進(jìn)的過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了很多不適合的地方。所以，完善建設(shè)機(jī)制還是比較重要的任務(wù)。

7 水電工程運(yùn)行機(jī)制的意義

水電發(fā)力、資源循環(huán)利用、減少污染等都是水電工程建設(shè)必須考慮的問(wèn)題。而水電工程能否發(fā)揮出最大的效益，則需要關(guān)注的是后期的運(yùn)行維護(hù)方面。運(yùn)行機(jī)制建立和實(shí)施的目的在于能夠用較少的投資換取最大的工作效率和成果。這是一項(xiàng)利于提高我國(guó)實(shí)力和增強(qiáng)建設(shè)自信的工程，也是一項(xiàng)利于百姓生活的工程。水電工程建設(shè)的目的在于造福百姓。在國(guó)家大力投資的情況下，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)管理人員渾水摸魚，將利益裝進(jìn)自己口袋的狀況。因此，只要加大控制水電工程后期的運(yùn)行機(jī)制才能真正有效地將服務(wù)于百姓。

8 有效措施

8.1 互相監(jiān)督

想要達(dá)到最好預(yù)期的成果或者是超過(guò)預(yù)期的設(shè)想，就必須讓前期的建設(shè)團(tuán)隊(duì)與后期的運(yùn)行維護(hù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行合作。兩個(gè)不同的管理團(tuán)隊(duì)互相制約，相互監(jiān)督。在建設(shè)過(guò)程中，監(jiān)督人員需要認(rèn)真嚴(yán)肅地處理建設(shè)中出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)溝通、及時(shí)匯報(bào)、及時(shí)調(diào)節(jié)；配備水電工程建設(shè)方面專業(yè)的人士進(jìn)行指導(dǎo)；實(shí)施建設(shè)的各項(xiàng)指標(biāo)是否符合規(guī)定，建設(shè)過(guò)程中是否能保證人員的安全性等都是必須考慮的問(wèn)題；對(duì)于違規(guī)的環(huán)節(jié)必須進(jìn)行修整。在管理方面，首先要確保管理機(jī)制中的成員都符合要求，其次則要在管理時(shí)要審時(shí)度勢(shì)。根據(jù)具體的情況改進(jìn)措施，以此達(dá)到效益最大化的目的。

8.2 做好連接點(diǎn)

建設(shè)前期要仔細(xì)地考慮建設(shè)與管理二者結(jié)合能夠帶來(lái)的好處。如在建設(shè)中要考慮建設(shè)過(guò)程是否擾民，建設(shè)方案是否能夠降低對(duì)環(huán)境的污染甚至是不污染。后期的維護(hù)運(yùn)行過(guò)程要注意與前期建設(shè)人員及時(shí)溝通。要求后期的運(yùn)行管理人員要對(duì)整體的建設(shè)有詳細(xì)的了解。而在那些極容易出現(xiàn)的問(wèn)題上應(yīng)做到能夠冷靜應(yīng)對(duì)，做到建設(shè)與管理同步進(jìn)行。

8.3 保證資金

在水電建設(shè)中，保證資金是建設(shè)全生命周期順利開展的重要前提。這就要求在建設(shè)前期先進(jìn)行工程預(yù)算，對(duì)建設(shè)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的資金投入進(jìn)行明確的記錄。資金發(fā)放也要到位，杜絕一切貪污腐敗的現(xiàn)象，從而有力地監(jiān)督各個(gè)部門使用資金的整個(gè)過(guò)程，保障水電工程順利開展。除此之外，還要盡可能地保證籌集到的資金比預(yù)算多，以保證在建設(shè)過(guò)程中避免出現(xiàn)因突發(fā)事件而導(dǎo)致資金不足的情況。為了更好、更快地完成建設(shè)任務(wù)，各個(gè)部門需要嚴(yán)控資金的流向。

8.4 加強(qiáng)資源管理意識(shí)

建筑項(xiàng)目的資源管理是審核工程質(zhì)量是否優(yōu)良的一個(gè)重要指標(biāo)，也是建筑工程竣工時(shí)必備的條款。我國(guó)已經(jīng)下發(fā)了相關(guān)法律，其中也明確規(guī)定了與此相關(guān)的法律條文。因此，政府部門需要重視、整頓建設(shè)企業(yè)中資料管理的相關(guān)內(nèi)容，提高工程驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化工程驗(yàn)收的程序。這里也包含資源檔案管理部門對(duì)竣工之際的驗(yàn)收和考察工程技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)程度，保障建筑物的安全性，保證資料的真實(shí)。同時(shí)，應(yīng)該設(shè)立獨(dú)立的資料管理崗位，安排有專業(yè)素養(yǎng)的人員進(jìn)行負(fù)責(zé)，從而保證在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可以直接找到源頭。除此之外，建筑企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和負(fù)責(zé)施工的人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到資料的重要性，以保證資料管理和施工同步進(jìn)行。

8.5 科學(xué)完整的方案

建筑團(tuán)隊(duì)的前期考察工作不容忽視，團(tuán)隊(duì)人員需要提前實(shí)地了解狀況，根據(jù)地理特征、氣候條件及人文風(fēng)俗等方面進(jìn)行分析。除此之外，工作人員還要充分考慮方案的實(shí)踐性、經(jīng)濟(jì)成本等的基礎(chǔ)參考要素。通過(guò)制訂一套規(guī)范、科學(xué)的施工方案，為建筑項(xiàng)目的進(jìn)程提供必要保障。

8.6 專業(yè)人才的培養(yǎng)

水電工程是一項(xiàng)涉獵很廣泛的項(xiàng)目，并且其關(guān)乎著人們生活的方方方面面及我國(guó)的國(guó)際地位。專業(yè)人才的引入對(duì)于工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)非常重要。由于引水隧洞施工環(huán)境比較狹小，所以，要充分考慮在此條件下的施工帶來(lái)的安全隱患。那么對(duì)于專業(yè)人才的培養(yǎng)可以從這幾點(diǎn)著手。首先，提高水電工程內(nèi)部的工作人員的業(yè)務(wù)水平，對(duì)工作人員進(jìn)行定期的培訓(xùn)和考核。其次，企業(yè)可以邀請(qǐng)專業(yè)教授進(jìn)行指導(dǎo)和講解，讓員工及時(shí)學(xué)習(xí)到相關(guān)專業(yè)的最新知識(shí)和技能。最后，不論是有經(jīng)驗(yàn)工作人員還是初學(xué)者等學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)的求學(xué)者，都需要通過(guò)線上、線下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，擴(kuò)大自己的知識(shí)面。

8.7 強(qiáng)化設(shè)備的保護(hù)及檢查

根據(jù)引水隧洞工程的特點(diǎn)，水電工程施工過(guò)程中易出現(xiàn)機(jī)器發(fā)生機(jī)械故障的現(xiàn)象，那么就必須加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維修與保護(hù)。首先，隧洞內(nèi)部濕潤(rùn)，其裂縫表面干燥，因此，要保證設(shè)備干燥劑的充足。其次，要定期進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有故障的機(jī)器時(shí)及時(shí)進(jìn)行維護(hù)或更換，從而減少設(shè)備損壞的可能性。因此，保證工程順利開展的維修及保養(yǎng)工作必不可少。

9 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代化進(jìn)程逐漸成熟，社會(huì)文化建設(shè)不斷發(fā)展，絲綢之路的步伐穩(wěn)定而又堅(jiān)實(shí)，這一切都代表著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平和文化素養(yǎng)在進(jìn)一步提高，更標(biāo)志著人們生活質(zhì)量逐步提高。水電站引水隧洞的工作雖然有了很大的提升，但依據(jù)當(dāng)下實(shí)際情況，仍然存在較多的隱患。因此，對(duì)于水電站引水隧洞的每一個(gè)環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)存在的問(wèn)題要及時(shí)進(jìn)行解決，以科學(xué)、有效、環(huán)保的理念進(jìn)行工程建設(shè)。