烏東德水電站泄洪洞有壓洞中下層爆破開挖施工技術

趙 朋 斌，　陳 俊 松

(中國人民武裝警察部隊 水電第七支隊，湖北 武漢　430200)

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烏東德水電站泄洪洞有壓洞中下層爆破開挖施工技術

趙 朋 斌，陳 俊 松

(中國人民武裝警察部隊 水電第七支隊，湖北 武漢430200)

烏東德水電站泄洪洞有壓洞中下層爆破開挖具有安全風險大、質量要求高、工期緊、任務重的特點，要求通過不斷優化爆破網絡技術參數，從技術上保證爆破開挖的質量、安全整體受控，才能實現技術有創新，練兵出人才，經營有效益的綜合目標。

烏東德水電站；有壓洞；爆破開挖；技術總結；施工技術

1　工程概述

烏東德水電站是金沙江下游河段(攀枝花市至宜賓市)四個水電梯級 ——烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩中的最上游梯級，壩址所處河段的右岸隸屬云南省昆明市祿勸縣，左岸隸屬四川省會東縣。電站上距攀枝花市213.9 km，下距白鶴灘水電站182.5 km，與昆明、成都的直線距離分別為125 km和470 km，與武漢、上海的直線距離分別為1 250 km和1 950 km。烏東德水電站的開發任務以發電為主，兼顧防洪，電站裝機容量為10 200 MW，多年平均發電量為389.3億 kW·h。

有壓洞為平面轉彎圓形隧洞，流道直徑14 m，底拱為平坡，中心線高程917 m，進出口均設25 m長的漸變段，進口斷面尺寸為10 m×17 m，出口斷面尺寸為14 m×10 m。3條泄洪洞平行布置，軸線間距40 m，3條有壓洞長度分別為1 193.06 m、1 144.82 m及1 096.58 m。

2　工程地質條件

烏東德水電站所處河段為峽谷地貌，兩岸山嶺高程大多在2 000～3 000 m。金沙江為最低侵蝕基準面，枯水期水面高程為815 m左右。壩址區金沙江河道基本順直，流向SE160°；江面寬100～200 m，河床地面高程為800～805 m，水深10～15 m。兩岸地形陡峻，河谷呈狹窄的“V”型峽谷嵌套“嶂谷”形態，兩岸地形基本對稱。兩岸高程1 050～1 200 m以下呈嶂谷形態，河谷狹窄，岸坡陡立，坡角一般為60°～75°，局部近直立；高程1 050～1 200 m局部呈緩(坡)臺；高程1 050～1 200 m以上為金沙江寬谷，岸坡相對較緩，坡角約30°～45°，局部為陡坡，泄洪洞進出口分別位于洪崖灣鉤和花山溝。

泄洪洞地層主要為Ⅱ類(占45%)和Ⅲ(占55%)類圍巖，洞室位于地下水位以上。Ⅱ類圍巖為落雪組第一段(Pt121)灰色中厚層夾厚層、互層和薄層灰巖、局部為大理巖化白云巖，巖體層面陡傾，洞軸向與巖層走向夾角為60°。Ⅲ類圍巖為落雪組第二段(Pt221)灰白色互層夾中厚層和薄層大理巖化白云巖及少量灰色互層灰巖，洞軸向與巖層走向夾角約45°，巖層陡傾。

3　爆破開挖施工方法

泄洪洞分上、中、下三層進行開挖，上層分9 m×9 m中導洞及兩側保護層開挖，中層分中層抽槽及兩側保護層開挖，其程序為：上層開挖→中層抽槽開挖→中層兩側保護層開挖→底層保護層開挖。開挖程序見圖1。

上、下層開挖及保護層開挖均采用手風鉆水平造孔，造孔孔徑為42 mm，孔內連填藥卷直徑為32 mm的2#巖石乳化炸藥，周邊孔采用直徑25 mm藥卷，間隔裝藥。中層抽槽采用CM351、T35液壓鉆機豎直造孔，孔內裝填直徑70 mm的藥卷，不耦合裝藥。

4　練兵過程中遇到的問題及采取的技術措施

自承擔工程練兵以來，我部采取 “以老帶新”，“請進來、走出去”，“理論結合實踐”的模式培養官兵的操作技能和管理技能，受到上級領導的一致好評。在練兵過程中也并非一帆風順，出現的技術層面上的問題主要有：

圖1　圓形有壓段爆破開挖程序圖

(1)中層抽槽兩側保護層保留的寬度不夠、有拉裂保護層的情況出現；

(2)中層抽槽爆破容易出現拒爆、殘爆現象，爆破后易出現大塊石，需進行二次解爆；

(3)中層抽槽爆破的質點振動速度超標；

(4)底拱的超欠挖(尤其是超挖)較難控制。

針對以上遇到的問題，技術人員同現場施工人員經過多次原因分析、參數調整和現場試驗，不斷優化爆破網絡，最終形成了中層抽槽爆破網絡(圖2)。采取的技術措施有：

圖2　中層抽槽爆破網絡圖

(1)針對中層抽槽兩側保護層留置的寬度不夠、有拉裂保護層、影響保護層成形效果的情況出現，通過采取周邊增加一排預裂孔或緩沖孔的方式進行試驗，并對周邊孔的裝藥參數及孔距進行了調整，通過多次試驗，采取預裂爆破，將周邊孔的間距調整為1 m，采取間斷不耦合裝藥的方式進行爆破，有效地解決了中層抽槽、兩側保護層留置寬度不夠、藥量過大拉裂保護層的現象。

(2)針對爆破容易出現拒爆、殘爆的情況，增加了現場施工的安全風險，降低了施工效率，我們采取了多次優化爆破的聯網方式、裝藥結構。通過多次試驗，采取孔外延時、孔內統一裝15段毫秒雷管、孔外采用兩孔一聯用3段毫秒雷管進行疊加的方式，一方面保證了整個爆破網絡的穩定可靠，另一方面有效地降低了單響藥量；針對爆破后容易出現大塊石的情況，主要對布孔方式、裝藥結構進行了調整，通過試驗確定，主爆孔采取2.5 m×2.67 m的間排距，主爆孔孔內(孔深5.5 m)裝藥采取兩段裝藥的方式，減小了線裝藥密度，將炸藥沿主爆孔高度均勻布置在孔內，避免了主爆孔上部無炸藥或藥量少、出現大塊石的現象。

(3)針對前期出現的質點振動速度超標情況，主要對單孔裝藥量、線裝藥密度、總裝藥量、網路連接等進行了試驗，采用單孔藥量12 kg(6節,70藥卷)，將總裝藥量控制在300 kg以內，單響藥量不大于24 kg(兩孔一響)，通過對相關參數進行調整后，質點振動速度大幅降低，滿足了規范要求。

(4)針對圓形斷面底拱超欠挖不容易控制的現象，采用YT-28型手風鉆鉆孔，采用5 m長的鉆桿、造孔深度為3.2 m，利用長鉆桿的撓度避免了氣腿鉆因機械構造限制造成的技術超挖或錯臺；采取周邊孔的孔距按照不大于50 cm進行控制，孔內裝直徑25 mm的藥卷，不耦合間斷裝藥。經過參數調整，確保了基本沒有欠挖，將平均超挖控制在9 cm以內，減少了后期回填混凝土的量，節約了投資。

5　效果分析

(1)各部位超欠挖控制情況見表1。

(2)質點振動監測數據見表2。質點振動監測波速最大通道波形圖見圖3。

根據長江勘測設計院物探部的監測報告，參數調整后的爆破質點振動監測數據均滿足<12 cm/s的規范要求。

表1　泄洪洞中下層保護層開挖斷面檢測情況統計表

表2　泄洪洞中下層開挖質點振動監測情況統計表

圖3　X 通道爆破質點振動監測波形圖

(3)中下層開挖形象照片見圖4、5。

圖4　3#泄洪洞K1+110段中層保護層開挖效果

圖5　3#泄洪洞K1+084段底拱開挖效果

6　結　語

通過對烏東德水電站泄洪洞圓形有壓洞中下層爆破開挖網絡技術參數進行調整，從技術上保證了爆破施工的安全，有效地控制了超欠挖，節約了投資，對同類施工項目具有一定的指導意義；同時，參與練兵的官兵也從這一實踐過程中對爆破施工技術有了更深入地了解與掌握，為下一步搶險救援打下了堅實的基礎。

(責任編輯：李燕輝)

2016-07-12

TV7；TV52；TV53;TV542;TV554

B

1001-2184(2016)04-0018-03

趙朋斌(1985-)，男，陜西商洛人，工程師，碩士，從事水利水電工程施工技術與管理工作；

陳俊松(1976-)，男，湖北鐘祥人，工程師，學士，從事水利水電工程施工技術與管理工作.