隨著廣大設(shè)計(jì)人員環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，近年來(lái)，越來(lái)越多的中小水電工程發(fā)電引水系統(tǒng)采用隧洞形式，盡量避免選用渠道、明鋼管引水等形式，以盡量減少工程建設(shè)對(duì)耕地的占用以及對(duì)環(huán)境的影響。芙蓉水電工程的發(fā)電引水系統(tǒng)由進(jìn)水口、引水隧洞、調(diào)壓井、隧洞式壓力管道等組成，是十分典型的組合方式。該工程施工布置簡(jiǎn)單、實(shí)用，應(yīng)用了混凝土泵、滑模等施工技術(shù)，投資省，施工進(jìn)度快，符合目前我國(guó)民營(yíng)水電站投資的總體要求。

一、發(fā)電引水隧洞設(shè)計(jì)

　　芙蓉水庫(kù)位于浙江省常山縣芙蓉鄉(xiāng)，是一個(gè)以防洪、發(fā)電為主，結(jié)合灌溉、供水等綜合利用的水利工程。水庫(kù)總庫(kù)容9580萬(wàn)m³，電站總裝機(jī)容量16000kW。

　　芙蓉水庫(kù)發(fā)電引水隧洞全長(zhǎng)1682m。進(jìn)水口為豎井式進(jìn)水口。引水隧洞為有壓圓形洞，隧洞開(kāi)挖洞徑4.0m，縱坡i=0.01。調(diào)壓井為擴(kuò)大上室的簡(jiǎn)單圓筒式調(diào)壓井。調(diào)壓井豎井開(kāi)挖直徑4.4m，襯后直徑3.4m，上室開(kāi)挖直徑7.0m，襯后直徑6.0m。調(diào)壓井上室高16.0m，豎井高53.1m，調(diào)壓井總高69.1m。

　　壓力管道由上平洞段、斜洞、下平洞、岔管及支管組成。上平洞段為引水隧洞的延伸，采用C20鋼筋混凝土全斷面襯砌，襯后斷面直徑3.2m。斜洞傾角為45º，開(kāi)挖洞徑4.2m，襯后內(nèi)徑3.2m，首部39.58m為鋼板內(nèi)襯段，其余均為鋼筋混凝土襯砌。下平洞總長(zhǎng) 235.25m，開(kāi)挖洞徑3.6m，鋼板內(nèi)襯，外包C20素混凝土，襯后洞徑2.6m，在隧洞出口前將鋼管直徑漸縮至2.2m。岔管位于隧洞出口，采用“卜”形岔，分岔角為58º，鋼岔管和支管均采用C15混凝土外包。

　　為了保證施工工期，樁號(hào)1+045處設(shè)施工支洞，支洞開(kāi)挖斷面為3.5×3.5m城門(mén)型斷面。

二、施工總布置

　　共設(shè)三個(gè)進(jìn)洞點(diǎn)，即進(jìn)水口、施工支洞、廠房下平洞。根據(jù)實(shí)際地形情況及施工工期需要，進(jìn)行隧洞施工布置。

　　1．施工供風(fēng)

　　進(jìn)水口工區(qū)布置6m³/min空壓機(jī)二臺(tái)，用于進(jìn)水口邊坡石方開(kāi)挖、閘門(mén)豎井開(kāi)挖及平洞開(kāi)挖。支洞工區(qū)布置10m³/min空壓機(jī)一臺(tái)，用于引水平洞及調(diào)壓井石方開(kāi)挖。下平洞工區(qū)布置6m³/min空壓機(jī)一臺(tái)，用于下平洞及斜洞石方開(kāi)挖。

　　2．生產(chǎn)和生活用水

　　進(jìn)水口生產(chǎn)生活用水取用溪水和山澗水；支洞工區(qū)生產(chǎn)用水從支洞明渠灌溉取水，生活用水取用自來(lái)水；下平洞施工生產(chǎn)用水從溢洪道▽180m處修筑的漿砌石壩內(nèi)引接，生活用水取用自來(lái)水。

　　3．施工用電

　　在進(jìn)水口、支洞及下平洞附近安裝200 KVA變壓器各一臺(tái)，變壓器旁邊裝有低壓總配電箱，各工區(qū)生產(chǎn)、生活用電均可從變壓器低壓端接出。

　　4．砂石料系統(tǒng)

　　砂石料篩分系統(tǒng)布置在攔河壩上游200m處，砂石料加工采用裝載機(jī)喂料，自制鋼筋網(wǎng)篩粗篩分后，將過(guò)篩的半成品混合料運(yùn)至振動(dòng)篩分機(jī)上進(jìn)行篩分，篩分機(jī)上安裝二臺(tái)水泵進(jìn)行沖洗，經(jīng)振動(dòng)篩分后黃砂、骨料按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分檔堆放，利用2t農(nóng)用自卸車(chē)將砂石料運(yùn)至各施工作業(yè)面。

　　5．混凝土拌和系統(tǒng)

　　進(jìn)水口布置350攪拌機(jī)一臺(tái)，混凝土60泵一臺(tái)，水泥庫(kù)房一間。支洞口布置350攪拌機(jī)一臺(tái)，水泥庫(kù)房一間，混凝土采用0.4m3工程車(chē)運(yùn)輸。下平洞出口布置350攪拌機(jī)一臺(tái)，黃砂、骨料料倉(cāng)三處，水泥庫(kù)房一間，混凝土80泵一臺(tái)。

三、隧洞開(kāi)挖

　　隧洞開(kāi)挖采用預(yù)留光爆層二次爆破法進(jìn)行掘進(jìn)，即施工時(shí)超前開(kāi)挖直徑為2.0m的小導(dǎo)洞，預(yù)留50cm光爆層，二次爆破成洞的方法進(jìn)行施工。

　　1．鉆孔與爆破

　　采用YTP-24氣腿風(fēng)鉆配φ42合金鉆頭濕式鑿巖，利用各工區(qū)空壓機(jī)供風(fēng)，鍍鋅管導(dǎo)入。小導(dǎo)洞與擴(kuò)洞工作面前后距離控制在6m以上。爆破采用2#巖石粉狀炸藥和乳膠防水炸藥裝藥，毫秒差非電導(dǎo)爆管簇聯(lián)起爆。

　　2．布孔與鉆爆參數(shù)

掏槽眼布置9孔，其中空孔4只，裝藥孔5只，孔向相互平行，孔間距7～10cm，順洞軸線方向垂直掌子面，孔深2.5m。崩落孔23只，孔深2.3m，沿掏槽眼周?chē)鷿u開(kāi)布置，孔間距70～90cm。周邊孔20只，孔深2.3m，沿開(kāi)挖輪廓線勻均布置，打孔外扒角為2°～4°。

        3．通風(fēng)與除塵

　　采用11kW軸流風(fēng)機(jī)“壓入式”供風(fēng)，φ500風(fēng)筒導(dǎo)入，進(jìn)洞300m后，則采用混流式通風(fēng)，同時(shí)增加一臺(tái)11kW風(fēng)機(jī)進(jìn)行吸出，風(fēng)筒選用膠質(zhì)材料做成，懸掛在洞壁一側(cè)。為保證洞內(nèi)施工作業(yè)環(huán)境符合衛(wèi)生條件，爆破后及時(shí)對(duì)炮碴進(jìn)行噴霧、灑水等綜合性防塵措施。

　　4．運(yùn)輸與排水

　　采用HB-60型耙式裝巖機(jī)配2m3農(nóng)用自卸車(chē)出碴，循環(huán)作業(yè)，每200m設(shè)回車(chē)道一處。隧洞內(nèi)為自流排水，支洞下流及進(jìn)水口則采用2.2kW水泵抽水。

四、隧洞混凝土襯砌

　　1．平洞抹底混凝土襯砌

　　隧洞抹底混凝土以50m為一個(gè)單元進(jìn)行，采用人工清基并清洗干凈，每5m斷面巖壁兩側(cè)畫(huà)出抹底高程線�；炷�土開(kāi)倉(cāng)前，排凈巖石面的積水和積碴后，采用二臺(tái)0.4m3工程車(chē)運(yùn)輸混凝土，由里向外澆筑，插入式振搗器振搗密實(shí)，人工抹平。

　　2．進(jìn)水平洞混凝土襯砌

　　水口方洞全襯段采用鋼模板立模，人工雙膠輪車(chē)運(yùn)料，插入式振搗，由里往外，按先底板、后邊墻、再頂拱順序施工。進(jìn)水漸變段混凝土襯砌為方變圓結(jié)構(gòu)，模板采用松木板加工制作，在木工房加工完成后，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝。采用方木進(jìn)行支撐固定，對(duì)拼裝的細(xì)小縫隙，用膠帶紙進(jìn)行貼面。人工進(jìn)料平倉(cāng)澆筑。澆筑時(shí)，注意模板兩側(cè)混凝土下料應(yīng)均勻上升，防止模板移位。

　　3．閘門(mén)井混凝土襯砌

　　閘門(mén)井混凝土襯砌從下往上、分層分塊進(jìn)行，施工時(shí)分為11層，采用混凝土泵輸送混凝土入倉(cāng)澆筑。模板采用標(biāo)準(zhǔn)鋼模，U形卡扣連接，鋼管?chē)鷻_對(duì)撐固定。混凝土澆筑采用插入式振搗器振搗，人工平倉(cāng)，混凝土下料40cm厚開(kāi)始振搗。

五、調(diào)壓井混凝土襯砌

　　調(diào)壓井垂直高差達(dá)69.5m，高程275m以下井身段混凝土采用滑模工藝襯砌，高程275m以上擴(kuò)大上室段采用吊罐提升混凝土，人工立模澆筑。

　　1．滑模襯砌混凝土提升系統(tǒng)布置

　　沿調(diào)壓井中心線位置292m高程布置鋼結(jié)構(gòu)天梁一道，天梁頂設(shè)滑輪組，利用2t卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行提升。

　　2． 模板拼裝

　　采用標(biāo)準(zhǔn)鋼模板。模板豎向圍檁采用100#槽鋼，豎向圍檁與滑模平臺(tái)梁焊接，水平圍檁采用∠75×6角鋼三道，模板高度150cm，每塊模板寬度20cm，每塊模板與水平圍檁采用鋼筋焊接固定。為便于滑升，模板拼裝時(shí)下口必須保持6～10mm的錐度。

　　3．起始?jí)K混凝土施工

　　調(diào)壓井施工時(shí)需保證斜洞作業(yè)面的交通暢通，調(diào)壓井起始?jí)K混凝土施工設(shè)在井身229m高程，為增加混凝土與巖石面的剪切摩擦力，施工時(shí)在起始?jí)K混凝土襯段布置了Φ25錨筋12根�；炷�土澆筑采用臨時(shí)提升機(jī)架吊混凝土入倉(cāng)，插入式振搗器振搗。

　　4．混凝土澆搗與模板滑升

　　調(diào)壓井井身混凝土施工時(shí)，初澆高度控制在60～70cm，待下層混凝土貫入度阻力值達(dá)到5～35kg/cm2時(shí)，開(kāi)始提升3～5個(gè)千斤頂行程，適時(shí)對(duì)模板結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查，一切正常之后方可繼續(xù)進(jìn)行澆筑。澆筑時(shí)采用插入式振搗器振搗，每澆20～30cm混凝土后，提升3～5個(gè)千斤頂行程。綁扎鋼筋、澆筑混凝土、模板滑升須連續(xù)循環(huán)進(jìn)行。模板高差不得大于40 mm，且相鄰兩個(gè)提升架上的千斤頂高差不得大于20mm。

　　5．鋼筋綁扎

　　鋼筋由鋼筋廠下料加工，受力鋼筋采用綁扎搭接，搭接長(zhǎng)度45d，下料后的鋼筋由提升機(jī)吊籠運(yùn)輸至滑模平臺(tái)，進(jìn)行人工綁扎。

　　6．混凝土運(yùn)輸

　　混凝土由支洞口攪拌機(jī)拌料，2臺(tái)0.4m3工程車(chē)裝料并運(yùn)至調(diào)壓井吊罐內(nèi)，由2t卷?yè)P(yáng)機(jī)提升至澆搗倉(cāng)面。

六、高壓管道鋼管制作與安裝

　　1．制作

　　斜洞鋼管按1.8～2m長(zhǎng)單節(jié)制作，其余直管按6～8m長(zhǎng)一節(jié)制作運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)。岔管整體制作并經(jīng)振動(dòng)時(shí)效處理和水壓試驗(yàn)后運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)安裝。2．壓力鋼管安裝工藝流程

　　壓力鋼管安裝配備固定龍門(mén)架和10t電動(dòng)葫蘆用于現(xiàn)場(chǎng)裝卸作業(yè)。

　　斜洞鋼管用汽車(chē)將鋼管運(yùn)到隧洞出口，用固定龍門(mén)架將鋼管吊裝到自制的小車(chē)上（小車(chē)安放在鋪設(shè)的軌道上），人工推運(yùn)到彎管位置，用卷?yè)P(yáng)機(jī)將放置在軌道上的鋼管逐節(jié)拖到安裝位置，用鋼絲繩將鋼管固定在洞壁錨筋上。待彎管安裝固定后，自下往上逐節(jié)安裝。

　　高壓平洞鋼管用汽車(chē)將鋼管運(yùn)到隧洞出口，用固定龍門(mén)架吊裝到自制的小車(chē)上（小車(chē)安放在鋪設(shè)的軌道上），人工推運(yùn)到安裝位置，從上游往下游逐節(jié)安裝。

　　岔管、廠房進(jìn)水管先安裝岔管，然后從蝶閥端從下游往上游安裝支管，將湊合節(jié)設(shè)置在彎管與岔管之間。

　　安裝前鋼管的中心控制點(diǎn)放樣在隧洞頂部，高程點(diǎn)設(shè)置在隧洞兩側(cè)洞壁上，用水泥釘或紅漆作標(biāo)志。

七、斜洞及下平洞混凝土襯砌

　　下平洞及斜洞下彎段為鋼襯回填混凝土襯砌，施工時(shí)以12m鋼管段長(zhǎng)為一個(gè)澆筑單元進(jìn)行襯砌回填，端部采用木模板封堵，鋼筋內(nèi)拉條固定。混凝土泵管從模板口導(dǎo)入，80電動(dòng)泵將混凝土送進(jìn)澆筑倉(cāng)面。鋼管下半部采用插入式振搗器振搗，上半部結(jié)構(gòu)利用混凝土泵的擠壓力擠壓密實(shí)。泵送混凝土澆筑時(shí)，特別需控制好混凝土料的和易性，做好管頂排氣排水工作。

　　斜洞段鋼筋混凝土襯砌采用標(biāo)準(zhǔn)鋼模板立模，環(huán)向圍檁采用鋼管加工制成，立模時(shí)將圍檁與鋼模板用鐵絲吊牢，采用鋼管對(duì)撐的辦法進(jìn)行支撐加固。

　　混凝土澆筑用泵送混凝土入倉(cāng)，插入式振搗器振搗。鋼筋運(yùn)輸采用洞頂斜拉鋼絲索，卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，將已下料好的鋼筋裝入吊籃內(nèi)，通過(guò)定滑輪勻速滑動(dòng)，將鋼筋從斜洞頂運(yùn)到施工作業(yè)面�；炷�土澆筑按9m分塊進(jìn)行襯砌施工。

八、隧洞噴混凝土施工

　　噴混凝土所用的黃砂對(duì)細(xì)度模數(shù)、含泥量及含水量要求較高，施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格把好黃砂質(zhì)量關(guān)。

　　隧洞噴射混凝土施工時(shí)，按先底拱--邊拱--頂拱的順序進(jìn)行，噴頭與受?chē)妿r石面距離控制在100cm左右最佳，噴嘴方向應(yīng)與工作面垂直，螺旋式噴射，做到巖石面凹凸部位有效銜接。

　　噴射混凝土一次噴射厚度控制在5cm左右，第一層噴射混凝土終凝后，立即進(jìn)行第二層噴射，直至達(dá)到設(shè)計(jì)厚度，如遇終凝超過(guò)1小時(shí)，則用高壓水沖洗干凈后，再進(jìn)行第二層噴射。

　　噴混凝土終凝2h后即進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，在14d內(nèi)應(yīng)使噴層表面經(jīng)常處于濕潤(rùn)狀態(tài)。

九、結(jié)語(yǔ)

　　芙蓉水庫(kù)工程發(fā)電引水系統(tǒng)施工進(jìn)度快、安全、投資省，質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和有關(guān)規(guī)程規(guī)范要求，已正常運(yùn)行半年，施工經(jīng)驗(yàn)可供類(lèi)似工程參考。