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摘要：在水利水电工程建设过程中，常常会遇到一些洞室地带，这时就要用到洞室开挖支护技术，只有做好了开挖支护工作才能确保工程的良好质量。笔者结合自己的研究，对当前水利水电施工工程中开挖支护技术进行了分析和研究，希望能够对这一领域的研究提供借鉴。
关键词：水利水电；施工；开挖支护技术
中图分类号：TV文献标识码： A
对于水利水电工程来说，其地下环境是复杂的，为了确保工程能够顺利完工，在施工中必须要利用开挖支护技术，下面我们就对这一技术进行分析和研究。
一、开挖支护技术在水利水电工程中的重要性
当前，水利水电工程在我国经济建设中占据着重要的地位，我国很多水利水电工程在施工时经常会碰到地下深洞区域，要利用开挖支护技术完成工程任务。这一技术就是对地下地理环境进行技术改造，通过对土壤环境的挖掘，实现地下深洞出现，为了确保工程顺利开展，方便工程人员和机械的施工，就要在这样的深洞之中采取支撑保护措施。从工程需要看，这一支撑保护设施有可能会成为工程中的一个步骤和环节，为以后的施工环节打下基础，当然，还有一种可能就是这一施工环节只是工程的临时需要，在之后的环节结束以后需要将其拆除，不管怎么样，这一系列的挖掘和支撑保护设施的建设对工程顺利开展起到重要的技术保障作用[1]。从当前开挖支护技术来看，这一技术存在优势的同时也有一定的技术限制，只有对技术进行分析，发挥其优越性，才能确保水利水电工程的顺利建设和发展。
二、开挖支护技术在水利工程施工中的实际应用
我们以某水利水电工程为例，其支护施工主要包括本标段范围以内全部的土石方明挖边坡以及地下洞室开挖之后的围岩永久支护和临时支护。支护的类型主要有：一是锚杆，二是喷射混凝土，三是锚杆与不同喷射混凝土的组合，四是超前小导管，五是钢筋混凝土衬砌，六是管棚钢格栅。
第一，关于引水上平洞支护。水利水电工程在施工中，对深洞进行挖掘以后要对这些深洞进行支撑保护施工，对于引水上平洞来说，其支护类型主要有普通砂浆锚杆以及挂钢筋网还有钢格栅和喷混凝土局部地带喷钢纤维等[2]。对于普通锚杆来说，要利用直径为25的螺纹钢，长度在4米到6米之间，数量为893根；钢筋网直径为8；喷混凝土为281立方米，强度等级为C30，δ为5厘米到8厘米之间，喷钢纤维混凝土200立方米，钢纤维为10吨，超前小导管直径在40毫米到50毫米之间，L=5米，100米；钢格栅和附件是4吨，随机进行布置。
锚杆施工要紧跟着开挖面，挂网与喷混凝土要滞后开挖面5米到10米之间，在不良地质段，锚喷支护要紧跟着开挖面，要做到一掘进一支护。在本工程中，要利用YT-28手风钻钻孔，人工插杆，用YSB-2B沙浆泵进行注浆；对于喷混凝土来说，要利用TK-961湿喷机。钢筋网要在钢筋加工场进行预制，人工要利用钻机作业筐或者是隧道中的作业台车进行配合施挂；在对钢筋格栅进行安装的时候，要利用8吨的汽车吊和人工安装进行配合。锚杆以及钢筋网还有钢筋格栅在运送到工作面的时候都要利用8吨的载重汽车，利用临时拌和系统对喷混凝土料进行集中拌制，并用混凝土搅拌车将其运送到工作面。
第二，关于引水竖井支护。对于引水竖井来说，其支护类型主要包括两种：一种是普通砂浆锚杆，一种是喷混凝土。前者主要利用的螺纹钢直径在22到25之间，长度在3米到4米之间，数量为6982根；喷混凝土1043立方米，强度等级为C30，δ为5厘米到8厘米之间。
锚喷支护要紧跟着开挖面，锚杆利用的是YT-28手风钻钻孔，人工插杆，用YSB-2B沙浆泵进行注浆；对于喷混凝土来说，要利用TK-961湿喷机。湿喷作业要使用人工方式，由人工拿着喷头进行作业；锚杆要利用8吨的载重汽车将其运送到上平洞中，卷扬吊运到工作面；利用临时拌和系统对喷混凝土料进行集中拌制，并利用混凝土搅拌车将其运送到上平洞，利用真空溜管将其溜到作业面。
第三，关于引水下平洞支护。对于引水下平洞来说，其支护类型主要包括普通砂浆锚杆以及喷混凝土两种。普通锚杆主要采用的螺纹钢直径为22，长度为3米，数量为1310根；喷混凝土174立方米，强度等级为C30，δ为5厘米到8厘米之间。
锚杆施工同样还是要紧跟着开挖面，喷混凝土要滞后开挖面5米到10米之间，在不良地质段，喷锚支护要紧跟着开挖面，坚持一掘进一支护。锚杆利用的是YT-28手风钻钻孔，人工插杆，用YSB-2B沙浆泵进行注浆；对于喷混凝土来说，要利用TK-961湿喷机。利用8吨的载重汽车将锚杆运送到工作面，利用临时拌和系统对喷混凝土料进行集中拌制，用混凝土搅拌车将其运送到工作面[3]。
三、开挖支护技术的施工工艺和施工方法
1.砂浆锚杆的施工工艺和方法。系统砂浆锚杆的主要组成部分有锚杆杆体以及止浆塞还有螺母和垫板。其中，垫板与螺母是根据设计的具体需求进行安装的，对于外露的锚杆来说，不需要设置螺母与垫板。
首先，工程技术人员要对施工环境的相关地质情况进行实地勘测以及综合考察，针对总体工程做好书面性的计划，这样就能为以后的工程步骤提供一定的指导与依据[4]。在对工程设计图进行制作的时候要将实地勘察的详细情况作为依据，并综合其技术特点，在具体施工过程中，要结合图纸的说明与要求。然后，测量人员要结合施工图纸上的具体要求在工作面上进行布眼，结合孔深和工作面的具体要求采用多臂钻以及工作钻机还有手风钻进行钻孔，锚杆要利用多臂钻或者是工程钻进行钻孔，对于小型洞室以及竖井来说，要利用手风钻进行钻孔。在钻孔的过程中要结合岩石的具体走向和倾角对锚杆孔的角度进行及时调整。在钻孔达到了规定的深度之后，要利用高压风进行吹孔，将孔中的碎屑以及积水等清除掉。
采用“先注浆后插锚杆”的施工工艺时，先用YSB-2B型砂浆泵向孔内注入孔深2/3的水泥砂浆，注浆管插至距孔底5厘米到10厘米的位置，随浆液注入缓慢均匀地拔出，并及时用止浆塞或者是水泥纸将孔口堵住，防止浆液溢出来。然后插入到锚杆之中，孔口不满部分要进行补灌，再用砂浆将孔口抹平。采用“先插锚杆后注浆”的施工工艺时，先将锚杆插到事前设计好的位置，孔口临时固定， 利用止浆塞将孔口堵住，然后利用YSB-2B型砂漿泵向孔内进行注浆。锚杆施工的时候，人工利用隧洞作业台车以及钻机工作筐或者是脚手架平台等进行。对于自稳时间比较短的围岩或者是需锚杆及早受力时，采用早强水泥砂浆锚杆，在水 泥砂浆中添加一定的早强剂。
2.喷混凝土的施工工艺和方法。喷射混凝土的作业方式主要有三种：一种是素喷混凝土，一种是锚杆喷射混凝土，还有一种是钢纤维混凝土和钢筋网（或钢丝网）喷射混凝土。采用的混凝土强度等级为C30，喷射厚度要保持在5厘米到15厘米之间。对于网喷混凝土来说，在喷射之前，要将钢筋网布置好，架设钢筋的直径一般情况下是8毫米，钢筋网要在钢筋现场进行加工，之后将其编织成网，其间距要在20厘米左右，利用8吨的载重汽车将其运送到作业面。
在喷射施工的过程中要注意：第一，在喷射混凝土之前要做好相关准备工作，对开挖面的净空尺寸进行检查，把存在安全隐患的危石清除掉，并进行欠挖处理，利用高压水冲洗或风清洗的方式清理围岩面。然后，对机械设备和各类管线进行检查，检查并修正后调试运转[5]。第二，喷射上料，在这一过程中，要保持机筒内料满，并且为避免超出要求直径的骨料进入喷射机内影响喷射机正常工作，需要在料斗口上加设孔径为16毫米的过滤筛网。第三，对喷射顺序加以重视，在深洞内喷射时应按照先墙后拱、自上而下的原则进行混凝土喷射，喷射作业时分片分段进行，分片宽度一般 2米左右，分段按纵向，每3米到4米一段。遇到较大的凹面时应先将凹面处喷平再进行分片作业。第四，对最佳喷射距离和角度加以重视，因为喷射距离和角度受混凝土拌合坍落度及喷射风压大小影响，所以一般认为喷嘴口至受喷面的距离以0.6米到1.5米之间最为适宜。最佳喷射角度为喷射料束与受喷面垂直。
在本工程中，要利用湿喷法进行施工。按照施工部位的不同分别采用Aliva- 500混凝土喷射机和小型TK-961湿喷机进行施喷。大中型洞室采用Aliva-500喷射机进行施喷，竖井、小型洞室及500kV地面开关站等采用人力持喷头配合TK -961型混凝土湿喷机施喷，喷头处加入速凝剂。
3.钢格栅的施工工艺和方法。在隧洞进口部位及断层破碎带开挖施工前，每个施工面先至少准备 5～10榀格栅钢架。格栅钢架在洞外加工制作，利用8吨平板车运至现场。安装时按照先顶拱后边墙的顺序安装。利用起吊设备，如隧洞垂直升降台车、吊车等配合人工将格栅钢架固定就位，相隔50厘米到100厘米安装一榀；在格栅钢架、拱底部打设锁脚锚杆，将格栅钢架与锁脚锚杆、系统锚杆焊接牢固[6]。每排之间利用钢筋焊接相连，各单元之间采用螺栓连接。安装完成后，格栅钢架之间采用钢筋网（或钢丝网）制成挡网，以防止岩石掉块，钢筋（丝）网挡网，采用焊接或其他方式与格栅钢架（钢支撑）牢固连接。喷混凝土进行覆盖时，先喷格栅钢架处，然后是格栅钢架之间空隙，直至完全覆盖。
结语：
综上所述，在水利水电工程施工过程中，要对开挖支护技术进行分析和研究，只有这样才能确保水利水电工程的顺利开展，同时还能实现工程技术的良好发展。
参考文献：
[1]岳杰. 水利水电施工工程中开挖支护技术分析[J]. 中国科技信息,2014,26（02）:55-56.
[2]王巍,李越. 泸定水电站大型地下洞室开挖支护技术探讨[J]. 四川水利,2008,31（03）:15-17.
[3]偰光恒,字继权,辛文波. 构皮滩水电站大型洞室群开挖支护技术[J]. 水利水电施工,2009,28（02）:34-40.
[4]段邦鹏,张应洪. 不良地质段大断面洞室的开挖与支护[J]. 云南水力发电,2013,29（04）:126-128.
[5]陈玉姣. 开挖支护技术在水利水电施工工程中的应用分析[J]. 科技经济市场,2014,30（05）:8+7.
[6]张炳炎. 水电站导流洞开挖技术难点处理[J]. 科技创新与应用,2013,21:170-171.
关键词：水利水电；施工；开挖支护技术
中图分类号：TV文献标识码： A
对于水利水电工程来说，其地下环境是复杂的，为了确保工程能够顺利完工，在施工中必须要利用开挖支护技术，下面我们就对这一技术进行分析和研究。
一、开挖支护技术在水利水电工程中的重要性
当前，水利水电工程在我国经济建设中占据着重要的地位，我国很多水利水电工程在施工时经常会碰到地下深洞区域，要利用开挖支护技术完成工程任务。这一技术就是对地下地理环境进行技术改造，通过对土壤环境的挖掘，实现地下深洞出现，为了确保工程顺利开展，方便工程人员和机械的施工，就要在这样的深洞之中采取支撑保护措施。从工程需要看，这一支撑保护设施有可能会成为工程中的一个步骤和环节，为以后的施工环节打下基础，当然，还有一种可能就是这一施工环节只是工程的临时需要，在之后的环节结束以后需要将其拆除，不管怎么样，这一系列的挖掘和支撑保护设施的建设对工程顺利开展起到重要的技术保障作用[1]。从当前开挖支护技术来看，这一技术存在优势的同时也有一定的技术限制，只有对技术进行分析，发挥其优越性，才能确保水利水电工程的顺利建设和发展。
二、开挖支护技术在水利工程施工中的实际应用
我们以某水利水电工程为例，其支护施工主要包括本标段范围以内全部的土石方明挖边坡以及地下洞室开挖之后的围岩永久支护和临时支护。支护的类型主要有：一是锚杆，二是喷射混凝土，三是锚杆与不同喷射混凝土的组合，四是超前小导管，五是钢筋混凝土衬砌，六是管棚钢格栅。
第一，关于引水上平洞支护。水利水电工程在施工中，对深洞进行挖掘以后要对这些深洞进行支撑保护施工，对于引水上平洞来说，其支护类型主要有普通砂浆锚杆以及挂钢筋网还有钢格栅和喷混凝土局部地带喷钢纤维等[2]。对于普通锚杆来说，要利用直径为25的螺纹钢，长度在4米到6米之间，数量为893根；钢筋网直径为8；喷混凝土为281立方米，强度等级为C30，δ为5厘米到8厘米之间，喷钢纤维混凝土200立方米，钢纤维为10吨，超前小导管直径在40毫米到50毫米之间，L=5米，100米；钢格栅和附件是4吨，随机进行布置。
锚杆施工要紧跟着开挖面，挂网与喷混凝土要滞后开挖面5米到10米之间，在不良地质段，锚喷支护要紧跟着开挖面，要做到一掘进一支护。在本工程中，要利用YT-28手风钻钻孔，人工插杆，用YSB-2B沙浆泵进行注浆；对于喷混凝土来说，要利用TK-961湿喷机。钢筋网要在钢筋加工场进行预制，人工要利用钻机作业筐或者是隧道中的作业台车进行配合施挂；在对钢筋格栅进行安装的时候，要利用8吨的汽车吊和人工安装进行配合。锚杆以及钢筋网还有钢筋格栅在运送到工作面的时候都要利用8吨的载重汽车，利用临时拌和系统对喷混凝土料进行集中拌制，并用混凝土搅拌车将其运送到工作面。
第二，关于引水竖井支护。对于引水竖井来说，其支护类型主要包括两种：一种是普通砂浆锚杆，一种是喷混凝土。前者主要利用的螺纹钢直径在22到25之间，长度在3米到4米之间，数量为6982根；喷混凝土1043立方米，强度等级为C30，δ为5厘米到8厘米之间。
锚喷支护要紧跟着开挖面，锚杆利用的是YT-28手风钻钻孔，人工插杆，用YSB-2B沙浆泵进行注浆；对于喷混凝土来说，要利用TK-961湿喷机。湿喷作业要使用人工方式，由人工拿着喷头进行作业；锚杆要利用8吨的载重汽车将其运送到上平洞中，卷扬吊运到工作面；利用临时拌和系统对喷混凝土料进行集中拌制，并利用混凝土搅拌车将其运送到上平洞，利用真空溜管将其溜到作业面。
第三，关于引水下平洞支护。对于引水下平洞来说，其支护类型主要包括普通砂浆锚杆以及喷混凝土两种。普通锚杆主要采用的螺纹钢直径为22，长度为3米，数量为1310根；喷混凝土174立方米，强度等级为C30，δ为5厘米到8厘米之间。
锚杆施工同样还是要紧跟着开挖面，喷混凝土要滞后开挖面5米到10米之间，在不良地质段，喷锚支护要紧跟着开挖面，坚持一掘进一支护。锚杆利用的是YT-28手风钻钻孔，人工插杆，用YSB-2B沙浆泵进行注浆；对于喷混凝土来说，要利用TK-961湿喷机。利用8吨的载重汽车将锚杆运送到工作面，利用临时拌和系统对喷混凝土料进行集中拌制，用混凝土搅拌车将其运送到工作面[3]。
三、开挖支护技术的施工工艺和施工方法
1.砂浆锚杆的施工工艺和方法。系统砂浆锚杆的主要组成部分有锚杆杆体以及止浆塞还有螺母和垫板。其中，垫板与螺母是根据设计的具体需求进行安装的，对于外露的锚杆来说，不需要设置螺母与垫板。
首先，工程技术人员要对施工环境的相关地质情况进行实地勘测以及综合考察，针对总体工程做好书面性的计划，这样就能为以后的工程步骤提供一定的指导与依据[4]。在对工程设计图进行制作的时候要将实地勘察的详细情况作为依据，并综合其技术特点，在具体施工过程中，要结合图纸的说明与要求。然后，测量人员要结合施工图纸上的具体要求在工作面上进行布眼，结合孔深和工作面的具体要求采用多臂钻以及工作钻机还有手风钻进行钻孔，锚杆要利用多臂钻或者是工程钻进行钻孔，对于小型洞室以及竖井来说，要利用手风钻进行钻孔。在钻孔的过程中要结合岩石的具体走向和倾角对锚杆孔的角度进行及时调整。在钻孔达到了规定的深度之后，要利用高压风进行吹孔，将孔中的碎屑以及积水等清除掉。
采用“先注浆后插锚杆”的施工工艺时，先用YSB-2B型砂浆泵向孔内注入孔深2/3的水泥砂浆，注浆管插至距孔底5厘米到10厘米的位置，随浆液注入缓慢均匀地拔出，并及时用止浆塞或者是水泥纸将孔口堵住，防止浆液溢出来。然后插入到锚杆之中，孔口不满部分要进行补灌，再用砂浆将孔口抹平。采用“先插锚杆后注浆”的施工工艺时，先将锚杆插到事前设计好的位置，孔口临时固定， 利用止浆塞将孔口堵住，然后利用YSB-2B型砂漿泵向孔内进行注浆。锚杆施工的时候，人工利用隧洞作业台车以及钻机工作筐或者是脚手架平台等进行。对于自稳时间比较短的围岩或者是需锚杆及早受力时，采用早强水泥砂浆锚杆，在水 泥砂浆中添加一定的早强剂。
2.喷混凝土的施工工艺和方法。喷射混凝土的作业方式主要有三种：一种是素喷混凝土，一种是锚杆喷射混凝土，还有一种是钢纤维混凝土和钢筋网（或钢丝网）喷射混凝土。采用的混凝土强度等级为C30，喷射厚度要保持在5厘米到15厘米之间。对于网喷混凝土来说，在喷射之前，要将钢筋网布置好，架设钢筋的直径一般情况下是8毫米，钢筋网要在钢筋现场进行加工，之后将其编织成网，其间距要在20厘米左右，利用8吨的载重汽车将其运送到作业面。
在喷射施工的过程中要注意：第一，在喷射混凝土之前要做好相关准备工作，对开挖面的净空尺寸进行检查，把存在安全隐患的危石清除掉，并进行欠挖处理，利用高压水冲洗或风清洗的方式清理围岩面。然后，对机械设备和各类管线进行检查，检查并修正后调试运转[5]。第二，喷射上料，在这一过程中，要保持机筒内料满，并且为避免超出要求直径的骨料进入喷射机内影响喷射机正常工作，需要在料斗口上加设孔径为16毫米的过滤筛网。第三，对喷射顺序加以重视，在深洞内喷射时应按照先墙后拱、自上而下的原则进行混凝土喷射，喷射作业时分片分段进行，分片宽度一般 2米左右，分段按纵向，每3米到4米一段。遇到较大的凹面时应先将凹面处喷平再进行分片作业。第四，对最佳喷射距离和角度加以重视，因为喷射距离和角度受混凝土拌合坍落度及喷射风压大小影响，所以一般认为喷嘴口至受喷面的距离以0.6米到1.5米之间最为适宜。最佳喷射角度为喷射料束与受喷面垂直。
在本工程中，要利用湿喷法进行施工。按照施工部位的不同分别采用Aliva- 500混凝土喷射机和小型TK-961湿喷机进行施喷。大中型洞室采用Aliva-500喷射机进行施喷，竖井、小型洞室及500kV地面开关站等采用人力持喷头配合TK -961型混凝土湿喷机施喷，喷头处加入速凝剂。
3.钢格栅的施工工艺和方法。在隧洞进口部位及断层破碎带开挖施工前，每个施工面先至少准备 5～10榀格栅钢架。格栅钢架在洞外加工制作，利用8吨平板车运至现场。安装时按照先顶拱后边墙的顺序安装。利用起吊设备，如隧洞垂直升降台车、吊车等配合人工将格栅钢架固定就位，相隔50厘米到100厘米安装一榀；在格栅钢架、拱底部打设锁脚锚杆，将格栅钢架与锁脚锚杆、系统锚杆焊接牢固[6]。每排之间利用钢筋焊接相连，各单元之间采用螺栓连接。安装完成后，格栅钢架之间采用钢筋网（或钢丝网）制成挡网，以防止岩石掉块，钢筋（丝）网挡网，采用焊接或其他方式与格栅钢架（钢支撑）牢固连接。喷混凝土进行覆盖时，先喷格栅钢架处，然后是格栅钢架之间空隙，直至完全覆盖。
结语：
综上所述，在水利水电工程施工过程中，要对开挖支护技术进行分析和研究，只有这样才能确保水利水电工程的顺利开展，同时还能实现工程技术的良好发展。
参考文献：
[1]岳杰. 水利水电施工工程中开挖支护技术分析[J]. 中国科技信息,2014,26（02）:55-56.
[2]王巍,李越. 泸定水电站大型地下洞室开挖支护技术探讨[J]. 四川水利,2008,31（03）:15-17.
[3]偰光恒,字继权,辛文波. 构皮滩水电站大型洞室群开挖支护技术[J]. 水利水电施工,2009,28（02）:34-40.
[4]段邦鹏,张应洪. 不良地质段大断面洞室的开挖与支护[J]. 云南水力发电,2013,29（04）:126-128.
[5]陈玉姣. 开挖支护技术在水利水电施工工程中的应用分析[J]. 科技经济市场,2014,30（05）:8+7.
[6]张炳炎. 水电站导流洞开挖技术难点处理[J]. 科技创新与应用,2013,21:170-171.