鴨嘴河水電站泄洪洞短斜井開挖施工經(jīng)驗

胡秀梅

(中國水利水電第三工程局有限公司四川分局，四川 成都 610045)

1 工程概況

左岸泄洪洞下游洞段設(shè)計形式為:從泄0+202.24 m～泄0+237.6 m為上游反弧段，半徑50 m，轉(zhuǎn)角45°，屬斜井上游過渡段;從泄0+237.6 m～泄0+322.30 m為斜井段，斜井坡比1：1，斜長119.29 m，泄0+322.30～泄0+357.66 m為下游反弧段，半徑50 m，轉(zhuǎn)角45°，屬斜井下游過渡段;泄0+357.66 m以下游為挑坎段。斜井段設(shè)計體型為城門洞型，標(biāo)準(zhǔn)段7.2×7.7 m(長×高)，開挖方量3300 m3。

2 工程特點

1)不滿足常規(guī)反井鉆機施工參數(shù)對角度的要求，常規(guī)方法無法施工;爬罐法方案可行但極不經(jīng)濟;

2)爆破后溜渣較為困難;

3)施工中安全問題較為突出。

3 施工方案

3.1 總體方案

根據(jù)泄洪洞斜井的設(shè)計特點，斜井開挖施工主要采取人工反方向(從下至上)先進行上半洞開挖，開挖高度6.2 m，上半洞開挖進尺2～3個循環(huán)后進行下半洞開挖，開挖高度1.5 m，開挖利用鉆爆臺車手風(fēng)鉆造孔，底板鋪設(shè)厚鐵皮，自然溜渣至下游反弧段后使用裝載機進行出渣。

圖1 泄洪洞斜井段施工方法示意圖

3.2 具體方案

3.2.1 開挖順序

斜井全斷面開挖→上游摻氣坎擴挖→下游摻氣坎擴挖。

3.2.2 掌子面開挖角度

為方便施工，掌子面開挖角度采取豎直和垂直洞軸方向相結(jié)合，取為18°～20°間。

3.2.3 主要程序

1)掌子面危石清理。采取人工清理，使用鋼筋或鉆桿清撬，如被處理體較大或危險性較大可采取沿縫隙塞填炸藥小藥量爆破的方式解決。

2)鉆孔爆破。開挖采用光面爆破施工，YT-28手風(fēng)鉆人工造孔，由于斷面高度較高，采取自制鉆爆臺車，由于洞內(nèi)無法采用機械移動，采取分段制作，使用時在掌子面上人工配合卷揚機進行組合安裝，連接件之間采用特制連接接頭連接，爆破前分段拆除，拆除后移至距掌子面30 m外距離懸掛于兩側(cè)邊墻上。

爆破采用φ32乳化炸藥，非電微差導(dǎo)爆雷管裝藥，周邊孔采用導(dǎo)爆索裝藥，電網(wǎng)絡(luò)起爆。

3)溜渣、出渣。本工程以自然溜渣為主，人工輔助，底板采取光面爆破，盡量保證底板的爆后平整度，保證溜渣的通暢，每茬炮距掌子面底板約20 m鋪設(shè)8 mm的鐵皮，鋪設(shè)寬度5.0 m，在底板打設(shè)拐子插筋固定鐵皮，鐵皮與插筋之間焊接牢固，隨施工進度鐵皮鋪設(shè)逐步上升。爆破完成后石渣溜渣至下游反弧段，由裝載機倒運至洞外集中，20 T自卸汽車運至棄渣場。

3.2.4 輔助程序

1)卷揚機布設(shè)。洞內(nèi)無法使用機械設(shè)備運輸，需專門在洞外左側(cè)不影響交通的空地上布設(shè)一臺3 T卷揚機進行材料移動或運輸，在掌子面上布設(shè)一個定滑輪通過插筋固定在掌子面上，定滑輪隨掌子面前進。

2)人員上下通道。為解決施工期間作業(yè)人員的上下交通問題，專門在隧洞兩側(cè)設(shè)置人行通道，采用鋼管、型鋼及鋼筋制作，寬度0.5 m，采用φ25插筋與巖體固定，通道布置緊靠巖壁。

4 施工方法及工藝

4.1 循環(huán)進尺分析

1)Ⅲ類圍巖段開挖作業(yè)單循環(huán)時間按24 h考慮，單循環(huán)進尺2.0 m，平均月進尺60 m。

2)Ⅴ類圍巖段開挖作業(yè)單循環(huán)時間按48 h考慮，單循環(huán)進尺1.5 m，平均月進尺23 m。

4.2 施工工藝

施工工藝流程如圖2。

圖2 施工工藝流程圖

4.2.1 測量放樣

1)導(dǎo)線控制網(wǎng)及施工測量采用全站儀進行。

2)測量作業(yè)由專業(yè)人員實施，每個循環(huán)鉆孔前進行設(shè)計規(guī)格線測量放樣，及時向現(xiàn)場技術(shù)人員進行交底;斷面測量滯后開挖面10～15 m。

3)放樣內(nèi)容為:隧洞中心線、設(shè)計輪廓線，并按鉆爆圖爆破設(shè)計要求在掌子面放出炮孔孔位。

4.2.2 鉆孔

鉆孔操作在鉆爆臺車上進行。

1)孔位依據(jù)測量定出的中線、腰線及開挖輪廓線確定。

2)周邊孔在斷面輪廓線上開孔，沿輪廓線的調(diào)整范圍和掏槽孔的孔位偏差不大于5 cm，其它炮孔孔位的偏差不得大于10 cm。

3)炮孔的孔底落在爆破圖規(guī)定的平面上。4)炮孔經(jīng)檢查合格后，方可裝藥爆破。

4.2.3 裝藥爆破

1)洞內(nèi)裝藥作業(yè)采用簡易作業(yè)平臺手工裝藥。

2)炮孔經(jīng)檢查合格后，方可進行裝藥爆破;炮孔的裝藥、堵塞、和引爆線路的聯(lián)結(jié)，嚴(yán)格按監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的鉆爆設(shè)計進行施作。

3)裝藥嚴(yán)格遵守安全爆破操作規(guī)程，裝藥前用風(fēng)水沖洗炮孔，掏槽孔由專業(yè)的炮工負(fù)責(zé)裝藥，爆破孔采取柱狀連續(xù)裝藥，周邊孔采取空氣間隔裝藥，將小藥卷綁扎于竹片上，導(dǎo)爆索串接。

4)裝藥嚴(yán)格按照爆破設(shè)計圖(爆破參數(shù)在實施過程中不斷調(diào)整優(yōu)化)進行，掏槽孔、擴槽孔和其它爆破孔裝藥密實，堵塞良好，洞內(nèi)采用非電起爆網(wǎng)絡(luò)，洞外采用電力起爆網(wǎng)絡(luò)。

5)裝藥完后，由炮工和值班技術(shù)人員復(fù)核檢查，確認(rèn)無誤后，撤離人員和設(shè)備并放好警戒，炮工負(fù)責(zé)引爆。

6)炮響20 min后炮工先進入洞內(nèi)檢查是否有瞎炮，若有則迅速排除，然后才能進入下一道工序。

4.2.4 通風(fēng)散煙

爆破后須等洞內(nèi)的煙塵自然排除后人員方可進入，出碴前和出碴過程中對開挖面爆破碴堆灑水除塵，使洞內(nèi)有害氣體和粉塵含量在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

4.2.5 安全處理

1)散煙后，采用人工持鋼釬站在碴堆上對頂拱和掌子面上的松動危石和巖塊進行撬挖清除。

2)施工過程中，經(jīng)常檢查已開挖洞段的圍巖穩(wěn)定情況，清撬可能塌落的松動巖塊。

4.3 不良地質(zhì)地段石方洞挖

4.3.1 斷層及破碎帶開挖

開挖時遇到斷層及巖石破碎地段，采取“短進尺、弱爆破、勤量測、強支護”支護緊跟開挖工作面的方法施工。根據(jù)現(xiàn)場實際圍巖條件采取一定的預(yù)支護措施，如超前錨桿支護、超前小導(dǎo)管支護后進行開挖施工。

預(yù)先準(zhǔn)備足夠數(shù)量的鋼支撐或鋼筋格構(gòu)架，以能及時對不穩(wěn)定地段進行強支護。

4.3.2 塌方的預(yù)防與處理

塌方前征兆主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

1)監(jiān)測設(shè)施反映的圍巖變形速率或數(shù)值超過允許范圍;

2)噴混凝土出現(xiàn)縱橫向裂縫;

3)頂拱或側(cè)墻發(fā)生掉塊或鋼支撐間不斷掉出碎塊;

4)鋼支撐發(fā)生變形;

5)巖石的節(jié)理、裂隙等變大或張開。

防止塌方是保證施工支洞開挖質(zhì)量和安全的關(guān)鍵，開挖支護施工必須以預(yù)防塌方為主要目的，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等組織施工，根據(jù)地質(zhì)條件因地制宜的采取合理的開挖支護施工方案。開挖前提早預(yù)報、超前支護，開挖后及時進行支護施工，勤觀測，發(fā)現(xiàn)圍巖變化異常情況，立即采取有效的措施進行處理。

5 結(jié)語

實踐證明，布西水電站左岸泄洪洞開挖所采取的施工方法是切實可行的，無論從安全、進度或者效益等各方面都是成功的，特別是在短斜井開挖施工方面值得推廣。