水利樞紐工程導流洞洞挖施工技術——以黃藏寺水利樞紐工程為例

胡廣才

甘肅省水利水電工程局有限責任公司，甘肅 蘭州 730030

1 案例概況

黃藏寺水利樞紐工程導流洞布置于河床左側，導流洞的具體參數如表1所示。依據需求，導流洞軸線設計2個轉彎段，進口直線段長度為58.93m，首個轉彎半徑長度為70m，轉彎角度為60℃，彎段長度為73.31m，中心部分直線段長度為329.53m；另一個轉彎半徑長度為70m，轉彎角度為40℃，彎段長度為48.87m，出口直線段長度為109.36m。在導流洞中，漸變段樁號為0+000.00～0+020.00，這段和洞身城門洞型的斷面、進水塔連在一起，漸變之前的方形斷面高度為8.0m，寬度為7.0m，漸變之后高與寬不變，斷面便為城門洞型，依據結構的實際需求，襯砌的厚度選擇1.5m。0+020.00～0+620.00段襯砌后導流洞尺寸為7.0m×8.0m（寬×高）。運用鋼筋混凝土襯砌，導流洞洞挖工程量為50470m3。

表1 導流洞參數

2 導流洞開挖流程和方法

2.1 總體施工流程

采用雙向掘進，隧洞進口端作業面樁號為0+000.000～0+460.00；隧洞出口端作業面樁號為0+620～0+460.00。隧洞工程總體施工流程如圖1所示。

圖1 總體施工流程圖

2.2 隧洞洞身開挖施工方法

（1）進洞方案。依據現場地形的實際狀況，該隧洞項目使用雙向掘進作業，保證隧洞施工的效率和所用時長達到招標文件的標準。隧洞洞口段圍巖類別為Ⅳ、Ⅴ類，地質條件較差，施工中處理不好就有可能造成頂拱坍塌，從而導致進洞失敗。

（2）洞身開挖施工方法。對于地質相對較差的洞身而言，在施工時主要采取臺階法進行。該導流洞的上臺階設置為6m，主要通過氣腿鉆（型號為YT-28）實施鉆孔并且通過光面爆破技術實施爆破；下臺階設置為4m，上臺階支護完成后及時跟進。

3 導流洞洞挖施工要點

洞身開挖嚴格按照“新奧法”原理組織施工。爆破施工遵循“短進尺、強支護、弱爆破、勤測量”的原則，主要采取手風鉆對洞身圍巖實施鉆孔，采取人工的方式來裝炸藥，并采用非電雷管進行起爆。對于地質相對軟弱的區域而言，可以通過微震光面爆破技術進行開挖，從而有效降低對周邊圍巖的影響。Ⅳ類圍巖中斷面以上宜采用分部開挖，挖后立即進行臨時支護。Ⅴ類圍巖開挖根據圍巖穩定程度采用不擾動或少擾動的開挖方法。

3.1 進行測量放樣

要通過專業人員實施測量放樣（主要內容有洞中心線、底板高程、設計輪廓線、腰線等），在鉆孔之前一定要實施設計規格線放樣，同時對于以往超欠挖實施檢查，將具體檢查情況向施工技術人員進行明確，保證其充分了解施工技術內容。定期（每月）對導流洞軸線和坡度實施檢測，保證后續施工的準確性。

3.2 鉆孔施工

（1）在進行鉆孔時，主要采取的是手風鉆（型號為YT-28），由專業技術人員參照掌子面所標定孔位實施鉆孔。操作人員在鉆孔之前先要按照所放樣的中心線、腰線等設定鉆桿方向，以及角度，明確其準確性后才可鉆孔。

（2）每個操作人員要分區、定人實施鉆孔，同時也要安排專人進行掏槽孔及周邊孔。鉆孔時一定要確保每個炮孔的平行性，要遵照掌子面標定孔位實施鉆孔，要控制崩落孔位偏差≤5cm，同時也要保證各孔孔底的一致性。

（3）造孔時一定要實施必要的保護，完成造孔后要利用柔性物質將孔口封堵嚴實，從而避免外部其他雜物進入孔內部而影響到孔的質量。完成造孔后，專業人員要對其實施檢查，若發現不滿足標準，則需要重新進行造孔。

3.3 裝藥爆破

（1）利用自制臺車輔助進行人工裝藥，在實施鉆孔時要遵照標準爆破要求先完成一系列操作，包括光爆藥卷的加工、炮孔堵塞物加工成型、各種規格藥卷及各種段別雷管的準備等。完成炮孔制作并檢查合格后才能實施裝藥爆破，需要借助專業性爆破試驗來確定最終的爆破藥量、鉆孔間排距等內容。

（2）裝藥時一定按照安全爆破標準規程來進行，為了保證不會受到雜質影響，在裝藥前要用水將鉆孔清洗干凈，對于爆破孔而言，可以采取柱狀連續裝藥的方式，而其他孔則需采取空氣間隔裝藥的方式。

（3）裝藥時還要遵照經批準的設計圖來實施，要保證每個孔裝藥的密實性，確保其具有良好的密封性，可通過非電的方式進行起爆。完成裝藥后，專業人員要對其質量進行檢查，經過各方確認之后，相關人員要安全撤離，之后由炮工實施引爆。

（4）完成爆破之后20min，炮工可以進入洞內，檢查是否存在啞炮等情況，一旦發現存在此情況要及時排除后才可以實施后續施工。

3.4 光面爆破要求

操作人員不僅要保證開挖輪廓面上殘留炮孔的均勻性，還要保證較為完整的巖石炮孔痕跡占比≥50%，而破碎的巖石炮孔痕跡占比≥20%。另外，要控制兩次爆破間的臺階最大傾斜值≤10cm，同時也要保證孔間巖面的平整性，孔壁不會產生比較顯著的裂隙。

3.5 出渣以及撬挖、清底

隧洞出渣采用側翻式裝載機配合15t自卸汽車直接棄于渣場，完成出渣之后要采用反鏟的方式對掌子面實施撬挖，之后將所挖松散的巖石及浮渣全部清理干凈后，才可以實施后續造孔操作。

3.6 施工排水

若是所挖洞中具有較大面積的滲水，那么可以采用鉆孔的方式對水實施引流，對其集中處理后可以采用水泵的方式將其抽出。若是存在大量的地下滲水，那么為了保證開挖的穩固性，在開挖前一定要實施固結灌漿，同時也要采取相應措施（如超前支護等）進一步處理。為了進一步減少施工時間，可以通過快硬水泥卷來安裝錨桿、小導管等部件。

4 開挖質量控制措施

（1）開挖時要遵照相應標準（包括技術標準規范、設計圖紙、修改通知等）來進行，在開挖之前要按照具體情況制訂完善的爆破方案，要重點對光面及預裂爆破參數進行準確設計，同時要利用爆破試驗的方式來確定最終的爆破指標，要盡可能減小開挖線之外的超挖量。

（2）最大程度上利用現代測量儀器設備來控制開挖質量，每一次實施爆破之后都要實施開挖的詳細放樣，可以利用較為顯著的標志在掌子面上劃出開挖輪廓線，同時要對中心線、腰線等關鍵部位進行明顯標識。

（3）開挖過程中要對斷面情況實施準確測繪，并實施導線的復測，每次實施測量放樣過程中都要對上循環開挖面實施檢測，一旦存在超欠挖的情況要第一時間告知鉆孔人員，以便實施調整，減少超欠挖的情況，從而保證洞開挖尺寸及規格符合設計標準。

（4）在開挖時要充分考慮巖石的性質，相應參數要經過監理人員核定批準，以此減少超欠挖問題的出現。對于較為特殊地區（例如洞身交叉口、地質較差區域）的開挖，要嚴格控制爆破參數，可以小藥量逐漸進行爆破，從而保證圍巖穩定性不會受到爆破的影響。

（5）嚴格遵照設計圖紙進行鉆爆施工，準確控制孔位，正常情況下需保證爆破孔偏差≤10cm/m，周邊孔偏差≤5cm/m，從而避免對周圍圍巖造成不利影響。在施工過程中，質檢人員要隨時進入洞內部對其質量進行檢測，防止發生安全事故。

5 結束語

水利樞紐工程中導流洞的開挖是非常關鍵的施工內容之一，涉及非常復雜的施工技術，需要對其進行深入分析研究，采取必要的措施進行質量控制，從而保證整個導流洞的施工質量。文章主要闡述了水利樞紐工程導流洞施工的具體流程、施工要點及質量控制措施，旨在為類似導流洞洞挖提供一定的參考和幫助。