引漢濟渭三河口水利樞紐導流洞工程開挖技術研究

李榮軍

摘 要：引漢濟渭三河口水利樞紐導流工程共布置1條導流洞（右岸1條）。導流洞施工中，采用上半洞和下半洞人工鉆爆法開挖和錨噴支護聯合鋼拱架初期支護的型式，能夠保證施工安全和質量。

關鍵詞：三河口水利樞紐；導流洞；上半洞；下半洞；開挖技術

中圖分類號：TV52 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0046-02

1 工程概況

陜西省引漢濟渭工程為一等大（1）型工程，引漢濟渭工程是陜西南水北調工程項目，地跨黃河、長江兩大流域，橫穿秦嶺屏障。項目分為調水工程、輸配水工程，是解決陜西關中、陜北缺水的戰略性水資源配置工程。

三河口水利樞紐為引漢濟渭工程的兩個水源工程之一，樞紐位于子午河佛坪縣大河壩鄉上游約3.8km處的子午河峽谷下游段，樞紐水庫總庫容為7.1億m3，調節庫容6.5億m3，主要由大壩、壩身泄洪放空系統、壩后引水系統、抽水發電廠房和連接洞等組成。其中導流洞樁號導0+000.00～導0+274.227，總長274.227m，洞身斷面為圓拱直墻型，斷面尺寸寬×高為8.0m×11.0m，直墻高8.763m，頂拱半徑4.694m。圍巖為變質砂巖夾大理巖；初期支護采用錨噴支護聯合鋼拱架支護的型式。

2 開挖及支護

（1）根據圍巖特點和開挖斷面尺寸結合現場施工條件，導流洞開挖斷面為9.2m×12.1m（寬×高），分兩層進行，上半洞高度為8.0m，下半洞高度為4.1m。

施工順序：先上半洞，后下半洞；先貫通上半洞，再貫通下半洞。

上半洞開挖采用手風鉆水平造孔，周邊光面爆破，全斷面一次開挖成型。下半洞開挖采用手風鉆水平造孔，周邊光面爆破。布孔裝藥采用自制作業臺車，方便作業人員順利完成布孔、裝藥等工序。出碴由3.0m3側翻裝載機配20t自卸汽車進行。

（2）導流洞洞身支護：洞內支護施工緊隨開挖循環進行。錨桿采用手風鉆鉆孔人工注漿安裝，噴砼由人工現場編制掛網、噴射，混合料在洞外集中拌制，砼運輸車運至洞內；型鋼鋼架在洞外綜合加工廠分片制作，現場人工拼裝、安設。

3 施工工序和方法

3.1 洞室開挖施工工序

施工準備-測量放線、布孔-鉆孔-裝藥-網絡連接、檢查、起爆-洞內排煙-安全處理-出碴-支護-下一循環作業。

3.2 施工方法

3.2.1 施工測量

隧洞外平面控制采用三角控制網。洞內控制采用兩級導線法。即首先由施工導線保證開挖面正常掘進時的放樣，指導開挖，其邊長控制在30m左右；其次當掘進長度達100m以后，開始布設精度較高的基本控制導線，以檢查洞身掘進方向是否與設計相符，并提高施工導線的精度。

3.2.2 爆破開挖

根據圖紙提供的資料，洞身的圍巖主要是Ⅱ類和部分Ⅴ類圍巖，開挖斷面為9.2×12.1m，光面爆破按臺階法進行施工。

（1）上半洞開挖

上半洞開挖面積約70.82m2，其臺階高度根據設計斷面取8m，開挖循環進尺根據圍巖類型控制在3.0m，掏槽方式選用雙排楔形掏槽，起爆網絡采用非電雷管孔內延時起爆，周邊光面爆破。

（2）洞身開挖Ⅱ類圍巖開挖單循環進尺為3m，每個循環時間約12個小時，每天工作2個循環，每月25天有效工作時間，月平均進尺150m。

洞身開挖Ⅴ類圍巖開挖單循環進尺為1.5m，每個循環時間約11個小時，每天工作2個循環，每月25天有效工作時間，月平均進尺75m。

（3）下半洞開挖

下半洞開挖面積約40.59m2，進尺控制在10m，臺階高度取4.1m，全斷面掘進，采用手風鉆水平造孔，起爆網絡采用非電雷管孔內延時起爆，周邊光面爆破。

下半洞開挖單循環進尺8m，每個循環時間約11.5個小時，每天工作兩個循環，每月25天有效工作時間，月平均進尺400m。

3.3 出渣

導流洞開挖出渣平均運距4.5km，其線路為：掌子面→原石～佛公路→上游西灣渣場。由一臺3.0m3側翻裝載機配10臺20t自卸汽車進行。

3.4 施工過程中其他特殊情況下洞身開挖

3.4.1 在Ⅴ類圍巖開挖過程中，遇到有巖石特別破碎、斷層裂隙發育或軟弱結構面，在按Ⅴ類圍巖支護型式進行支護的基礎上，采取了如下施工措施：

（1）隨機超前錨桿，主要對多組結構面切割形成的楔形體進行預加密加固。

（2）縮短進尺，開挖循環進尺控制在1.5m以內或半幅開挖。

（3）降低單耗、減小單響藥量，控制爆破對圍巖穩定的影響。

（4）補強支護，短進尺弱爆破及危石處理結束后，噴砼3～5cm臨時封閉圍巖，再安裝鋼支撐，并將錨桿間距加密，最后掛鋼筋網噴砼厚度達到設計要求。

3.4.2 永臨結合改造電站尾水洞段和匯流池連接洞段開挖

（1）永臨結合改造電站尾水洞段開挖采用YT28手風鉆鉆孔、非電毫秒微差爆破掘進，周邊光面爆破，支護緊隨開挖循環進行。城門洞斷面出渣采用3.0m3側翻裝載機裝車，20t自卸汽車拉運棄渣，圓斷面出渣采用人工配合0.3m3側載機出渣，3.0m3側載機裝車，20t自卸汽車拉運棄渣。

（2）永臨結合改造匯流池連接洞段開挖采用YT28手風鉆鉆孔、非電毫秒微差爆破掘進，周邊光面爆破，支護緊隨開挖循環進行。人工出渣，3.0m3側翻裝載機裝車，20t自卸汽車拉運棄渣。爆破參數與導流洞相同。

4 結束語

引漢濟渭工程三河口水利樞紐導流洞開挖中，采用上半洞和下半洞的開挖方法，施工過程中通過精度測量、控制鉆孔精度、優化控制爆破（光面爆破和預烈爆破）、機械配合高效率出渣、加強施工組織管理等方法和途徑，有效的提升了工程進度，保證了施工安全和質量。目前三河口水利樞紐導流洞已過流，過流后洞室監測成果表明，圍巖穩定，洞室安全。

參考文獻：

[1]《陜西省引漢濟渭工程三河口水利樞紐前期準備工程一期工程（1標）招標文件》技術部分、相關設計文件及技術要求[Z].

[2]中華人民共和國行業標準《水工建筑物地下開挖工程施工規范》SL378-2007[S].北京：中國水利水電出版社.

[3]沈磊.淺析青海省扎毛水庫導流洞施工技術[J].科技創新與應用，2014（08）：158-159.endprint