“龍抬頭”方案在某水電站導流洞進口堵塞體疏通中的應用

侯忠發

（四川華電木里河水電開發有限公司，四川 西昌 610016）

1 工程概況

某工程壩址位于U形峽谷內，最大邊坡高度328 m，自然坡度約67°。枯水期壩肩開挖過程中，左壩肩上游開口線以外導流洞上部2180～2060 m高程的不穩定楔形體沿著PL1、L2、第Ⅳ組等多組裂隙切割所形成順坡面突然發生垮方，垮塌石渣將導流洞和1號交通洞進口完全覆蓋，洞口堆積高度約12 m，導流洞被堵塞，水位雍高至2006.5 m高程。垮塌處坡面直立陡峭，高112 m，最大寬度57 m，厚約15 m，垮塌總方量約1.2萬m3。

垮塌事件發生時恰逢壩肩開挖期，河床堆渣較高，為確保壩區下游居民生命財產安全，垮塌后施工單位立即啟動應急預案，派施工機械進行河床泄流槽施工，盡快降低上游水位，保證了水位平穩不再繼續上升，并及時平整出一條左岸導流洞出口至壩前垮方堆渣部位的施工道路，對部分石渣進行了有效清理，庫區雍水位由2006.5 m降至2005.5 m。

2 水文、地質情況

距壩址最近的水文站1959年6月～2003年5月實測多年平均流量為138 m3/s，徑流量43.4億m3。豐水期 （6月～10月）多年平均流量252 m3/s，占年徑流量的76.1%，枯水期 （11月～翌年5月）多年平均流量56.6 m3/s，占年徑流量的23.9%。壩址一般枯期河水水位為1987～1988 m，水深2～7 m，河床寬約20～40 m。

導流洞進口邊坡位于壩址區灰巖陡壁之下，埋深約10～220 m，出露地層為二疊系卡翁溝組 （Pk）灰色厚層灰巖、豹皮灰巖，巖層產狀為N5°～10°/SE∠8°～20°，弱風化巖體，裂隙發育，以Ⅲ類圍巖為主。

3 疏通方案比選

該工程選用枯期斷流圍堰、隧洞導流方式。導流隧洞位于大壩左岸，斷面形式為城門洞型，過水斷面尺寸6 m×7 m，隧洞洞長309.5 m，進口明渠長12 m，喇叭口長7 m；進出口高程分別為1988、1986 m，底坡坡度i=0.6462%。

3.1 導流洞進口小圍堰閉氣方案

該方案是通過在進口明渠段填筑一小型圍堰，圍堰長約20 m，圍堰防滲采用灌漿形成連接于進口底板的防滲體。該方案優點是通過適當排水基本上可做到干地施工，安全性較高，堆積體可徹底清理干凈；缺點是圍堰防滲效果具有不確定性，形成后的 “基坑”場地狹小，清渣效率低。

3.2 導流洞進口水下拋擲爆破方案

該方案提出的前提條件是洞口堵塞主要由幾塊大塊石堆積體造成，通過水下爆破將大塊石解體，并通過爆破后形成的瞬時高速水流將大部分堆渣體通過導流洞帶到下游。但水下堆渣情況難以判斷，爆破后能否達到預期效果很難確定。

3.3 導流洞洞頂擴挖過流方案 （“龍抬頭”方案）

“龍抬頭”方案，即在導流洞上部2000 m高程處施工一與原導流洞洞身貫通的導洞，采用導洞與主河道聯合導流、相互降渣的方式，最終達到完全清理疏通導流洞的目的。該方案具有施工過程可控，工期相對較短等優勢。因此，該工程最終決定采用該方案疏通。

4 “龍抬頭”方案實施

（1）方案設計。根據該導洞的結構特征，主要分3個區域進行開挖，Ⅰ區為預留巖坎頂部，即2006 m高程以上部分，Ⅱ區主要為2006～1998.5 m高程部分，Ⅲ區為1998.5 m高程以下部分。設計及施工分區規劃見圖1。

（2）道路及平臺填筑。首先采用CAT336D液壓反鏟裝渣至20 t自卸汽車，沿河谷左側臨時道路填筑石渣進占至導流洞進口部位形成15 m寬、15 m長的工作平臺 （2006 m高程），并將平臺適當向上游延伸以便后期清除導流洞上游淤積石渣。

（3）分區開挖施工。Ⅰ區開挖中，為保證導洞施工安全，洞口段采用 “先導洞后擴挖”的方式進行開挖，中間楔形掏槽爆破，后全斷面擴挖兩次爆破成型。開挖時遵循短進尺、弱爆破、勤支護的原則。待Ⅰ區開挖完成后進行Ⅱ區擴挖，為防止預留巖坎被震動破壞，預留巖坎內側采用豎向光面爆破施工，光面爆破孔間距30～40 cm，其他部位周邊孔（設計線）光面爆破孔間距30～40 cm，線裝藥量200 g/m，主爆孔間排距100～120 cm，炸藥單耗0.5 kg/m3。Ⅲ區采用先施工2.0m×2.0m中導井，再進行周邊擴挖，人工出渣的方式進行施工。導洞和導流洞相交段為原施工的鋼筋混凝土圓拱，該段需采取密孔小藥量爆破進行貫通施工處理。開挖石渣采用CAT329D反鏟直接出渣至洞外施工平臺，局部石渣采用日立250-3H18長臂反鏟出渣及DH55反鏟 （人工）配合，Ⅲ區爆破出渣配以卷揚提升設備。

圖1 “龍抬頭”方案設計及施工分區規劃 （高程:m）

（4）支護施工。導洞支護采用 “鎖口支護”+“系統支護”的方式。開洞前采用3φ25錨筋束鎖口洞臉，進洞后采取邊開挖邊支護的原則進行施工，支護形式為:錨桿支護，φ25，L=4.5 m，外露10 cm；掛網噴護混凝土，鋼筋網φ6.5，網格間距15 cm×15 cm，噴10 cm厚C20混凝土等。

（5）預留巖坎爆破。導洞開挖完成后，對導洞進口段預留巖坎一次性拋擲爆破，巖坎至少爆破至2000 m以下。在爆破前采用PC450液壓反鏟將預留巖坎外側施工平臺進行挖除以形成良好的臨空面，確保爆破效果。

預留巖坎鉆孔采用100B潛孔鉆豎直造孔和氣腿鉆水平造孔的方式結合，在預留巖坎外側布置一排豎向孔 （間距1.0 m）,水平主爆孔間距80 cm，間距50 cm，采用φ70 mm和φ32 mm乳化炸藥連續裝藥，堵塞密實，非電毫秒雷管孔內延期起爆，起爆順序:豎向孔→上部水平孔→下部水平孔，保證預留巖坎的徹底清除。

5 結 語

該水電站導流洞進口堵塞體疏通的方案為今后類似工程排險疏通提供了一定的參考，其成功之處值得借鑒，但需強調的是:

（1）對垮塌體部位的穩定性做出科學合理的判定，是決定先進行垮塌體排險支護，確保采用 “龍抬頭”方案安全實施的前提條件。

（2）大型施工設備，尤其是大斗容、長臂反鏟在河道大塊度石渣清撈、深水下遠距離挖渣方面發揮了非常重要的作用。

（3）預留巖坎爆破效果對恢復導流洞過流至關重要。

（4）做好監測工作，密切關注河水水位變化、在施工期間，要加強對水情的預報和監測，發現河水上漲及時撤離洞內施工人員和施工機械設備，確保施工安全。