鴨嘴河水電站泄洪洞短斜井開(kāi)挖施工經(jīng)驗(yàn)

胡秀梅

(中國(guó)水利水電第三工程局有限公司四川分局，四川 成都 610045)

1 工程概況

左岸泄洪洞下游洞段設(shè)計(jì)形式為:從泄0+202.24 m～泄0+237.6 m為上游反弧段，半徑50 m，轉(zhuǎn)角45°，屬斜井上游過(guò)渡段;從泄0+237.6 m～泄0+322.30 m為斜井段，斜井坡比1：1，斜長(zhǎng)119.29 m，泄0+322.30～泄0+357.66 m為下游反弧段，半徑50 m，轉(zhuǎn)角45°，屬斜井下游過(guò)渡段;泄0+357.66 m以下游為挑坎段。斜井段設(shè)計(jì)體型為城門(mén)洞型，標(biāo)準(zhǔn)段7.2×7.7 m(長(zhǎng)×高)，開(kāi)挖方量3300 m3。

2 工程特點(diǎn)

1)不滿足常規(guī)反井鉆機(jī)施工參數(shù)對(duì)角度的要求，常規(guī)方法無(wú)法施工;爬罐法方案可行但極不經(jīng)濟(jì);

2)爆破后溜渣較為困難;

3)施工中安全問(wèn)題較為突出。

3 施工方案

3.1 總體方案

根據(jù)泄洪洞斜井的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，斜井開(kāi)挖施工主要采取人工反方向(從下至上)先進(jìn)行上半洞開(kāi)挖，開(kāi)挖高度6.2 m，上半洞開(kāi)挖進(jìn)尺2～3個(gè)循環(huán)后進(jìn)行下半洞開(kāi)挖，開(kāi)挖高度1.5 m，開(kāi)挖利用鉆爆臺(tái)車(chē)手風(fēng)鉆造孔，底板鋪設(shè)厚鐵皮，自然溜渣至下游反弧段后使用裝載機(jī)進(jìn)行出渣。

圖1 泄洪洞斜井段施工方法示意圖

3.2 具體方案

3.2.1 開(kāi)挖順序

斜井全斷面開(kāi)挖→上游摻氣坎擴(kuò)挖→下游摻氣坎擴(kuò)挖。

3.2.2 掌子面開(kāi)挖角度

為方便施工，掌子面開(kāi)挖角度采取豎直和垂直洞軸方向相結(jié)合，取為18°～20°間。

3.2.3 主要程序

1)掌子面危石清理。采取人工清理，使用鋼筋或鉆桿清撬，如被處理體較大或危險(xiǎn)性較大可采取沿縫隙塞填炸藥小藥量爆破的方式解決。

2)鉆孔爆破。開(kāi)挖采用光面爆破施工，YT-28手風(fēng)鉆人工造孔，由于斷面高度較高，采取自制鉆爆臺(tái)車(chē)，由于洞內(nèi)無(wú)法采用機(jī)械移動(dòng)，采取分段制作，使用時(shí)在掌子面上人工配合卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行組合安裝，連接件之間采用特制連接接頭連接，爆破前分段拆除，拆除后移至距掌子面30 m外距離懸掛于兩側(cè)邊墻上。

爆破采用φ32乳化炸藥，非電微差導(dǎo)爆雷管裝藥，周邊孔采用導(dǎo)爆索裝藥，電網(wǎng)絡(luò)起爆。

3)溜渣、出渣。本工程以自然溜渣為主，人工輔助，底板采取光面爆破，盡量保證底板的爆后平整度，保證溜渣的通暢，每茬炮距掌子面底板約20 m鋪設(shè)8 mm的鐵皮，鋪設(shè)寬度5.0 m，在底板打設(shè)拐子插筋固定鐵皮，鐵皮與插筋之間焊接牢固，隨施工進(jìn)度鐵皮鋪設(shè)逐步上升。爆破完成后石渣溜渣至下游反弧段，由裝載機(jī)倒運(yùn)至洞外集中，20 T自卸汽車(chē)運(yùn)至棄渣場(chǎng)。

3.2.4 輔助程序

1)卷?yè)P(yáng)機(jī)布設(shè)。洞內(nèi)無(wú)法使用機(jī)械設(shè)備運(yùn)輸，需專門(mén)在洞外左側(cè)不影響交通的空地上布設(shè)一臺(tái)3 T卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行材料移動(dòng)或運(yùn)輸，在掌子面上布設(shè)一個(gè)定滑輪通過(guò)插筋固定在掌子面上，定滑輪隨掌子面前進(jìn)。

2)人員上下通道。為解決施工期間作業(yè)人員的上下交通問(wèn)題，專門(mén)在隧洞兩側(cè)設(shè)置人行通道，采用鋼管、型鋼及鋼筋制作，寬度0.5 m，采用φ25插筋與巖體固定，通道布置緊靠巖壁。

4 施工方法及工藝

4.1 循環(huán)進(jìn)尺分析

1)Ⅲ類(lèi)圍巖段開(kāi)挖作業(yè)單循環(huán)時(shí)間按24 h考慮，單循環(huán)進(jìn)尺2.0 m，平均月進(jìn)尺60 m。

2)Ⅴ類(lèi)圍巖段開(kāi)挖作業(yè)單循環(huán)時(shí)間按48 h考慮，單循環(huán)進(jìn)尺1.5 m，平均月進(jìn)尺23 m。

4.2 施工工藝

施工工藝流程如圖2。

圖2 施工工藝流程圖

4.2.1 測(cè)量放樣

1)導(dǎo)線控制網(wǎng)及施工測(cè)量采用全站儀進(jìn)行。

2)測(cè)量作業(yè)由專業(yè)人員實(shí)施，每個(gè)循環(huán)鉆孔前進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)格線測(cè)量放樣，及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員進(jìn)行交底;斷面測(cè)量滯后開(kāi)挖面10～15 m。

3)放樣內(nèi)容為:隧洞中心線、設(shè)計(jì)輪廓線，并按鉆爆圖爆破設(shè)計(jì)要求在掌子面放出炮孔孔位。

4.2.2 鉆孔

鉆孔操作在鉆爆臺(tái)車(chē)上進(jìn)行。

1)孔位依據(jù)測(cè)量定出的中線、腰線及開(kāi)挖輪廓線確定。

2)周邊孔在斷面輪廓線上開(kāi)孔，沿輪廓線的調(diào)整范圍和掏槽孔的孔位偏差不大于5 cm，其它炮孔孔位的偏差不得大于10 cm。

3)炮孔的孔底落在爆破圖規(guī)定的平面上。4)炮孔經(jīng)檢查合格后，方可裝藥爆破。

4.2.3 裝藥爆破

1)洞內(nèi)裝藥作業(yè)采用簡(jiǎn)易作業(yè)平臺(tái)手工裝藥。

2)炮孔經(jīng)檢查合格后，方可進(jìn)行裝藥爆破;炮孔的裝藥、堵塞、和引爆線路的聯(lián)結(jié)，嚴(yán)格按監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的鉆爆設(shè)計(jì)進(jìn)行施作。

3)裝藥嚴(yán)格遵守安全爆破操作規(guī)程，裝藥前用風(fēng)水沖洗炮孔，掏槽孔由專業(yè)的炮工負(fù)責(zé)裝藥，爆破孔采取柱狀連續(xù)裝藥，周邊孔采取空氣間隔裝藥，將小藥卷綁扎于竹片上，導(dǎo)爆索串接。

4)裝藥嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)圖(爆破參數(shù)在實(shí)施過(guò)程中不斷調(diào)整優(yōu)化)進(jìn)行，掏槽孔、擴(kuò)槽孔和其它爆破孔裝藥密實(shí)，堵塞良好，洞內(nèi)采用非電起爆網(wǎng)絡(luò)，洞外采用電力起爆網(wǎng)絡(luò)。

5)裝藥完后，由炮工和值班技術(shù)人員復(fù)核檢查，確認(rèn)無(wú)誤后，撤離人員和設(shè)備并放好警戒，炮工負(fù)責(zé)引爆。

6)炮響20 min后炮工先進(jìn)入洞內(nèi)檢查是否有瞎炮，若有則迅速排除，然后才能進(jìn)入下一道工序。

4.2.4 通風(fēng)散煙

爆破后須等洞內(nèi)的煙塵自然排除后人員方可進(jìn)入，出碴前和出碴過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖面爆破碴堆灑水除塵，使洞內(nèi)有害氣體和粉塵含量在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

4.2.5 安全處理

1)散煙后，采用人工持鋼釬站在碴堆上對(duì)頂拱和掌子面上的松動(dòng)危石和巖塊進(jìn)行撬挖清除。

2)施工過(guò)程中，經(jīng)常檢查已開(kāi)挖洞段的圍巖穩(wěn)定情況，清撬可能塌落的松動(dòng)巖塊。

4.3 不良地質(zhì)地段石方洞挖

4.3.1 斷層及破碎帶開(kāi)挖

開(kāi)挖時(shí)遇到斷層及巖石破碎地段，采取“短進(jìn)尺、弱爆破、勤量測(cè)、強(qiáng)支護(hù)”支護(hù)緊跟開(kāi)挖工作面的方法施工。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際圍巖條件采取一定的預(yù)支護(hù)措施，如超前錨桿支護(hù)、超前小導(dǎo)管支護(hù)后進(jìn)行開(kāi)挖施工。

預(yù)先準(zhǔn)備足夠數(shù)量的鋼支撐或鋼筋格構(gòu)架，以能及時(shí)對(duì)不穩(wěn)定地段進(jìn)行強(qiáng)支護(hù)。

4.3.2 塌方的預(yù)防與處理

塌方前征兆主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1)監(jiān)測(cè)設(shè)施反映的圍巖變形速率或數(shù)值超過(guò)允許范圍;

2)噴混凝土出現(xiàn)縱橫向裂縫;

3)頂拱或側(cè)墻發(fā)生掉塊或鋼支撐間不斷掉出碎塊;

4)鋼支撐發(fā)生變形;

5)巖石的節(jié)理、裂隙等變大或張開(kāi)。

防止塌方是保證施工支洞開(kāi)挖質(zhì)量和安全的關(guān)鍵，開(kāi)挖支護(hù)施工必須以預(yù)防塌方為主要目的，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等組織施工，根據(jù)地質(zhì)條件因地制宜的采取合理的開(kāi)挖支護(hù)施工方案。開(kāi)挖前提早預(yù)報(bào)、超前支護(hù)，開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行支護(hù)施工，勤觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)圍巖變化異常情況，立即采取有效的措施進(jìn)行處理。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，布西水電站左岸泄洪洞開(kāi)挖所采取的施工方法是切實(shí)可行的，無(wú)論從安全、進(jìn)度或者效益等各方面都是成功的，特別是在短斜井開(kāi)挖施工方面值得推廣。