1工程概况

紫荆关六级水电站(以下简称六站)是易县“五一”渠梯级水电开发中的最后一级，位于紫荆关镇泥瓦铺村村北同津公路泥瓦铺大桥下游100m处，为引水式电站，其上游已建有5座电站，尾水经中易水北支入安格庄水库。

电站装机容量3×1250kW，引水道总长6840m，其中隧洞4条，长5909m；渡槽2座，长224m；明、暗渠249m。电站设计流量6m3／s，设计水头82．09m；引水道过水能力6．5m3／s，设计纵坡1‰。多年平均发电量1833．4万kW·h，75％年发电量1503．61万kW·h。隧洞设计采用无压城门洞形断面，其底宽2．25m、直墙高1．9m、圆弧拱高0．5m，设计纵坡1‰。

易县是全国第二批农村水电初级电气化达标县，目前小水电年供电量占全县用电量的60％以上。六站是易县农村电气化县建设重点工程，总投资2670万元，该站建成后将使全县小水电装机容量达到2．9万kW，为易县的经济发展和群众生活水平提高起到极大的促进作用。另外该站是易县首家私营电站，是易县实现“两个治水新思路”、改变水利工程建设模式的尝试，也为全省水电建设、管理体制改革起着典型示范作用，受到了省、市、县各级领导和部门的高度重视。

2隧洞施工

1)施工原则

由于该工程是个人投资建设，因此施工中充分考虑了施工进度、施工质量、工程投资三者的关系，达到最经济合理化。机械设备的购置考虑到设备回收率和重复利用率，在满足施工要求的条件下，尽量少购设备和购买最适合工程实际需要的设备，避免盲目追求先进设备而增加投资。

2)隧洞开挖

洞体围岩以白云岩为主，4号洞后半段为片麻岩，施工中采用气腿式风钻打眼，人工装药爆破，根据不同岩石岩性爆破分别采用预裂爆破和光面爆破的方法。空压机选用W-3／5型，电动机功率17kW，工作面增长后选用6m3空压机。

3)通风、排烟

六站隧洞距离长，是易县有史以来开挖最长的一条，仅3号洞全长就为2407m，因此通风、排烟十分重要，但电站为个人投资兴建，必须做到投资与进度最经济合理化。根据不同工作面长度采用了不同的方法。

①工作面长度200m以下采用W-3／5型鼓风机，300mm的进风筒压入式通风，鼓风机置于洞外；

②工作面长度200～500m内，将鼓风机及空压机移入洞内，缩短通风距离，同时用铅丝支撑进风筒内壁以减小风阻；

③工作面长度超过500m后采用打水眼的方法，减少排烟量；

④根据实际地形地貌开设导洞口、出碴口、通风孔，减少排烟距离、缩短排烟时间。共增设导洞4个，通风孔1个。

4)出碴

隧洞设计断面尺寸较小，开挖断面宽2．55m、高2．6m，因此大型出碴设备无法使用，如使用传统的人工出碴运输，速度太慢、工期必然增长；最后经方案比选，决定采用ZL-15型装载机出碴。此机械最大轮宽2．2m、高度3m、最大爬坡能力20°；由于洞高为2．6m，因此将装载机驾驶室棚割除，高度降为2m，就可以出碴。在300m之内出碴时间仅为40～90min，每天可进尺6m，这样大大加快了施工速度，同时为保证工程进度，又采取了如下措施：

①每进尺100m在洞的一侧增设1个倒车巷以便车辆快速进出。

②当隧洞开挖至600m后，因装载机本身排烟量较大，再加上炮烟及粉尘，造成排烟时间过长、影响进度，每昼夜只进尺2m。此时装载机不宜再使用，改用人工出碴、机动翻斗车运输，因翻斗车排烟量少，从而缩短了排烟时间，加快了进度，每昼夜可进尺3m。

5)隧洞加固

隧洞沿线岩石以白云岩、片麻岩为主，但由于洞线长，穿越沟谷多，存在多处破碎带，出现了多处塌方，其中1号洞整体均为泥质白云岩，根本无法开挖，最后改为明渠开挖；2号洞进口200m内为泥质白云岩，需全部加固；3号洞有2处塌方及4号洞有3处塌方，都需加固。针对塌方较多、影响工期，考虑工程建成后的长久使用和安全运行，决定采用永久加固方法，不采取临时支护。洞两侧浆砌石墙，墙高2．1m、厚0．4m；墙顶安装预制钢筋混凝土拱，拱矢高0．5m、跨度3m、厚度0．3m、宽度0．6m，拱内设φ20受力筋和φ8箍筋、混凝土C25，块间用水泥砂浆填塞。抢险速度明显加快，且加固效果非常好。

6)设计变更

1号洞全部为泥质白云岩，处在断层上，且有水，进出口开挖至20m后，无法再开挖。该洞总长494m，开挖预算40万元，再加衬砌加固、排水等费用将达70万元；而改线明渠绕山体开挖，虽增加开挖量、明渠浆砌石方量，但投资也仅为50万元，不仅节省资金20万元，还大大降低施工难度、加快施工速度，最后与设计方保定市水利水电勘测设计院商定，将1号洞改为明渠开挖。渠道长度510m，衬砌采用浆砌石墙，顶部混凝土盖板。

3号洞距离最长且中间无法设导洞，经过施工技术人员反复勘察测量，发现如将洞线稍微调整就可增设1个导洞口，因此又与设计院协商，最后大胆改线，增设了1个导洞口，加快了出碴、通风、排烟速度，缩短了时间，赢得了工期。

3结论及建议

紫荆关六级水电站隧洞距离长、施工难度大，但在科学管理、采用合理施工工艺保障下，隧洞工程进展顺利：在规定的工期内完工，没有出现技术问题及其他事故，保证了总体工程竣工，取得了良好效果。

水利水电工程是涉及面多、施工难度大、影响因素较多的工程，在遵循设计的前提下，应根据工程实际情况，采取最合理的施工方案和施工技术，做到投资、进度、质量最经济合理化。