馱英水庫調壓井開挖施工及安全控制

康永強

（中水北方勘測設計研究有限責任公司，天津 300222）

1 工程概況

馱英水庫工程包括：攔河壩、溢洪道、導流泄洪隧洞、灌溉發電引水隧洞、渠首電站廠房、壩后電站廠房、過魚設施、施工交通道路等。灌溉發電引水系統由進水塔、引水主洞、調壓井等構筑物組成。

進水塔位于壩軸線上游約380 m處的左岸岸坡位置，為岸塔式結構，塔高47 m，主洞全長1249 m。引水主洞為有壓隧洞，調壓井布置在隧洞樁號GY1+134.000 m 處，采用阻抗式。調壓井開挖頂高程為237.0 m，井底高程190.818 m。其中高程237.0～232.0 m 段開挖直徑為14.84 m；高程232.0～216.9 m 段開挖直徑為13.84 m；高程216.9～199.548 m 段開挖直徑為13.40 m；高程199.548～197.048 m 段 開 挖 直 徑 為13.40～3.50 m；高 程197.048～190.818 m 段開挖直徑為3.50 m。調壓井開挖過程中采取系統錨桿加掛網錨噴支護的初期支護方式，后期進行井筒混凝土襯砌。

洞身段以Ⅴ類、Ⅳ類圍巖為主，洞段巖體褐紅色中厚～厚層狀泥質粉砂巖、夾砂巖、粉砂質泥巖。岸層產狀：N40°E，NW∠36°，砂巖、粉砂質泥巖，接觸帶巖體由于水的作用易發育軟弱破碎帶，易形成塌方，存在較大的施工難度。

2 施工方法

2.1 總體施工方案

根據現場實際情況，豎井開挖選用爆破與非爆破技術相結合。調壓井高程237～232 m 段采用明挖方式開挖并設置C25（2）W4F50混凝土護壁井筒，為確保施工安全，必須施工完成該護臂井筒后方可進行232 m 高程以下豎井段的開挖工作。232 m 高程以下先采用液壓反井鉆機自上而下開挖導井。導孔與下部引水隧洞貫通后，改裝擴孔鉆頭自下而上進行擴孔形成導井，導井直徑為1.4 m。導井開挖完成后進行3.5 m 的溜渣井開挖，溜渣井從上向下擴挖，溜渣井貫通至底部引水隧洞后，全斷面擴挖至設計要求。豎井擴挖段石方采用手風鉆自上而下進行開挖，利用已開挖的導井從井底出渣，2 m3側卸裝載機裝渣，10 t自卸汽車運至棄渣場。

2.2 初期支護

爆破開挖過程中，為保證施工安全，每循環爆破完成后需由上而下對井室逐層支護加固，支護措施主要包括：安裝系統錨桿、掛設鋼筋網片及噴射混凝土。

（1）系統錨桿安裝。每循環擴挖完成后及時施做系統錨桿，利用YT-28 手風鉆沿井壁造孔，在豎井高程237.000～197.048 m 段范圍井壁安裝L=4.0 m 的Φ25 mm 系統錨桿，間距為150 cm×150 cm，梅花型布置，錨桿安裝方向應徑向且垂直于巖石結構面。豎井高程237.0～232.0 m段的錨桿外露長度距設計開挖面為620 mm，豎井高程232.0～216.9 m段的錨桿外露長度距設計開挖面為120 mm，豎井高程216.9 m 以下的錨桿外露長度距設計開挖面為100 mm。網格梁節點處的錨桿錨入網格梁250 mm。

（2）鋼筋網片掛設。系統錨桿安裝完畢后及時掛設鋼筋網，鋼筋網采用Φ8 mm 鋼筋網片，鋼筋網網孔尺寸為15 cm×15 cm，布置于整個井室360°范圍內。為了方便施工，將鋼筋網加工成1.2 m×0.9 m的網片，網片搭接長度不小于20 cm，點焊焊接。鋼筋網根據被支護圍巖面上的實際起伏密貼巖面鋪設，與錨桿外露端頭連接牢固，并在錨桿露頭部分布設鋼墊塊扣住鋼筋網，用螺栓鉚定牢固，保證錨網系統整體受力。

（3）噴射混凝土施工。噴射混凝土標號為C25（1）W4F50，噴護厚度為10～12 cm，采取濕噴工藝。噴射作業應連續進行，分層、分段、分片作業，噴射順序自下而上。分層噴射時，一次噴射混凝土的厚度不小于5 cm，后一層噴射應在前一層噴射混凝土終凝后進行，若超過1 h 后再噴射，應先用風、水清洗噴射表面。在開挖后及時進行初噴混凝土，復噴根據開挖工作面的地質情況分層、分時段進行作業，以確保噴射混凝土的支護能力和噴層設計厚度。噴射混凝土終凝2 h后，應噴水養護，養護時間為7 d。

2.3 豎井混凝土襯砌

調壓井高程196.61～200.75 m范圍內的井壁及阻抗孔與隧洞襯砌交接處1 m范圍孔壁不允許設置施工縫，其余段可3～5 m 設置一道水平施工縫，調壓井襯砌均不可設置豎向施工縫。調壓井襯砌先由下向上澆筑高程192.318 m～200.800 m 段混凝土，HBT60 混凝土泵輸送入倉，ZN70 插入式振搗器振搗。為確保人員施工安全，分別在高程200.800、220.000 m 處通長預埋I20 a 工字鋼＠0.5 m，上方滿鋪5 cm木板形成工作平臺，正常自下而上進行高程200.800～220.000 m、220.000～238.100 m 段襯砌混凝土施工，采用滿堂腳手架、組合鋼模、鋼管圍檁形成環向圓形模板體系，3條Φ30 cm溜管環向布置自上而下輸送入倉，ZN70 人工插入式振搗器振搗密實。調壓井高程190.156～192.318 m段后期與洞身段襯砌混凝土同倉施工澆筑，以確保結構整體性。

3 安全控制

豎井洞挖作業嚴格參照《水工建筑物地下開挖工程施工規范》（SL 378-2007）及《水利水電工程施工安全管理導則》（SL 721-2015）的要求，監理部要求施工單位項目部從組織機構、管理制度、技術及質量保證、安全措施、應急管理等方面嚴格按批準的施工方案層層落實，做好安全管理工作，確保了施工中未發生安全事故。施工單位主要采取了以下保證措施：

3.1 組織保證措施

由項目副經理統一負責工程調度指揮，選調優秀的管理人員和素質過硬的技術骨干，充實技術力量，做到統一行動，步調一致，與項目各部門全力配合，做到齊抓共管；根據本工程的實際施工需要，組織多臺性能優良、先進的施工機械設備和富有經驗、高素質、成建制的優秀專業隊伍投入本工程施工；做好物資供應和后勤保障工作。

3.2 制度保證措施

實行工期責任考核制，制定周、旬、月、季及年度施工計劃，把進度計劃落實到班組，按期考核，從上至下推行工期、質量獎懲責任制；每周召開工程協調分析會議，安排布置工程任務，解決施工中遇到的各種問題；項目部負責領導堅持跟班作業制度，深入一線跟班作業，及時了解進度動態，發現問題及時解決。

3.3 技術及質量保證措施

3.3.1 施工技術工作方面

在分部工程開工前編制科學、詳細的施工組織設計和作業指導書，并做好技術交底工作，將施工技術及要求及時傳達至作業班組；按業主、監理批準的技術方案實施工作，杜絕由于技術方案不當造成停工、返工等；根據施工特點和實際情況對技術方案不斷優化和創新，確保施工技術的先進性、實用性和高效性。

3.3.2 質量管理工作方面

（1）豎井施工前。由項目技術負責人，主持工程技術部組織技術員、質量員及相關人員進行技術交底，最終確定合理的施工方式、施工時序，明確注意事項；嚴格按照施工圖紙、規范及標準進行。

（2）施工過程中做到“六不施工，三不交接”。六不施工即：不進行技術交底不施工；圖紙和技術要求不清楚不施工；測量和資料未經審核不施工；材料無合格證或試驗不合格不施工；隱蔽工程未經聯合簽證不施工；未經監理工程師認可或批準的工序不施工。三不交接即：無自檢記錄不交接；未經監理工程師或值班技術員驗收不交接；施工記錄不全不交接。

（3）堅持三檢制，以工序質量控制為基礎和核心，嚴格工序管理，檢查上道工序、保障本道工序、服務下道工序，認真做好每道工序的檢測和記錄，利用檢查、測試、試驗、跟蹤監督等手段控制工序活動的各種投入要素和環境條件質量。

（4）對質量問題嚴格處理，不留隱患。對于施工過程中發現的質量問題，遵循“四不放過”原則進行處理。監理部通過召開質量問題專題會或者現場教育會等多種形式，提高全員的質量意識和責任心，對出現的重大質量問題，剖析質量體系運作和質量控制過程中的薄弱環節，認真吸取教訓，進一步提高質量意識，并落實整改措施。

3.4 安全生產管理措施

鉆機操作人員由身體健康持證人員擔任；操作人員要熟悉反井鉆機的構造和技術性能、安全操作規程，并掌握保養和基本維修知識；開機前應先檢查制動器性能、鋼絲繩接頭、各緊固件及機身安裝情況，發現不正常情況應立即排除；鉆機吊裝時嚴禁違章指揮起吊，指揮信號要準確，避免指揮信號錯誤導致誤操作傷人；導孔貫通前3～5 m至導井反向擴孔結束時，在豎井底部落渣區設置安全警戒，警戒區域內嚴禁人員進入，防止塊石墜落傷人。

3.5 應急管理保證措施

為規范豎井施工應急管理工作，切實加強施工現場豎井涌水、突泥、坍塌等事件的應急管理，及時有效的采取緊急措施，控制事故災害程度，最大限度地降低事故損失，要求施工單位編制應急預案，成立應急救援組織，明確責任。事故一旦發生，應急救援領導小組立即啟動應急預案，根據本預案指揮處置程序，立即組織實施搶險救援和應急處置行動，并及時向上級單位和地方政府部門報告。

4 結語

通過廣西馱英水庫樞紐及灌區工程調壓井施工的實踐，嚴格執行各項施工要求和安全保證措施，較好地解決了開挖支護中遇到的難題，施工至今未發生任何安全事故，達到了預期的安全目標。