淺析兩河口水電站右壩基高邊坡快速施工技術(shù)

付志海

【摘要】兩河口水電站大壩為礫石土直心墻堆石壩，右岸壩基2875.00m～2615.00m高程之間位于堆石壩填筑區(qū)內(nèi)，右壩基坡度緩，斜面長，中間不設(shè)馬道，開挖難度大，質(zhì)量控制要求高，如何解決灌漿平洞與邊坡開挖上下交叉作業(yè)的干擾，采用何種方式保證又好又快的開挖進(jìn)度，如何解決材料運(yùn)輸困難問題以及如何確保支護(hù)及時(shí)跟進(jìn)等等，通過對右壩基高邊坡快速施工技術(shù)的應(yīng)用，有效地解決了上述因素的問題，切實(shí)保證工程安全前提下加快施工進(jìn)度，滿足合同要求按時(shí)移交工作面。

【關(guān)鍵詞】高邊坡；快速；施工技術(shù)

一、工程概述

兩河口水電站位于四川省甘孜州雅江縣境內(nèi)的雅礱江干流上，電站壩址位于雅礱江干流與支流鮮水河的匯合口下游約2km河段，兩河口水電站為雅礱江中、下游的“龍頭”水庫。大壩為礫石土直心墻堆石壩，壩頂高程2875.00m，最大壩高295.00m，壩頂寬度為16m。礫石土心墻頂寬為6.00m，頂高程為2874.00m；河床心墻底基座頂高程2582.00m，順河向?qū)挾葹?40.40m；心墻河床基礎(chǔ)巖石混凝土蓋板厚為2m，在心墻與混凝土蓋板之間設(shè)置1m厚的接觸粘土。右壩基2875.00m～2615.00m高程之間位于堆石壩心墻填筑區(qū)內(nèi)。

右壩基2875.00m～2615.00m高程之間在2820.00m高程、2760.00m高程、2700.00m高程、2640.00m高程布置四級(jí)灌漿平洞，沿水流方向開挖最大跨度約200m，邊坡垂直開挖高度260m，坡面斜長約370m。右壩基邊坡開挖坡比為1：1.1、1：0.9兩種坡比，從2875m高程到2615m高程一坡到底，中間不設(shè)置任何馬道平臺(tái)，對于開挖質(zhì)量及開挖進(jìn)度控制是極大的考驗(yàn)。

右壩基邊坡主要巖性以變質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖向下游漸變?yōu)榉凵百|(zhì)板巖夾絹云母板巖及粉砂質(zhì)板巖與絹云母板巖互層，斷層相對比較發(fā)育。邊坡工程地質(zhì)分類80%以上為IV類、V類圍巖，巖體卸荷松弛明顯，邊坡穩(wěn)定性較差。

二、施工重點(diǎn)、難點(diǎn)

兩河口水電站右岸壩基邊坡施工為高邊坡作業(yè)，施工質(zhì)量及施工安全要求高，支護(hù)施工必須緊跟開挖施工進(jìn)行。本邊坡主要的施工重點(diǎn)和難點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

1 右壩基邊坡坡度緩，巖性差，坡面中間不設(shè)馬道，開挖采用預(yù)裂或光面爆破，鉆孔過程控制難度大，容易出現(xiàn)飄孔、穿插孔，易造成坡面平整度、殘孔率偏差值較大。

2 右壩基邊坡工作面之間存在開挖與出渣干擾，在施工時(shí)段安排上必須合理緊湊。如白天什么時(shí)段安排爆破作業(yè)，夜間什么時(shí)段哪個(gè)作業(yè)面安排翻渣，哪個(gè)作業(yè)面安排出渣，都必須仔細(xì)安排，才能最大限制降低施工干擾，確保施工安全及工程進(jìn)度。

3 右壩基邊坡有四層灌漿平洞，平洞處在邊坡中間，邊坡下挖與灌漿平洞開挖之間存在干擾，灌漿平洞的出渣方式的選擇是右岸壩基邊坡開挖順利下挖的關(guān)鍵。

4 右壩基邊坡開挖各工作面施工干擾的安全問題尤為突出，必須有針對性的編制安全措施，安排專職安全員在現(xiàn)場值班，另外安排不定期的安全巡視，發(fā)現(xiàn)有安全隱患及時(shí)制定消除措施并執(zhí)行。

三、快速施工技術(shù)應(yīng)用

1 技術(shù)管理保證措施

右壩基2875.00m高程以下邊坡設(shè)計(jì)為一坡到底，中間無馬道，2875.00m～2725.00m高程之間邊坡設(shè)計(jì)坡比為1：1.1，2725.00m高程以下邊坡設(shè)計(jì)坡比為1：0.9，屬于緩邊坡，邊坡開挖根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求欠挖為10cm，超挖為20cm?？蓪?shí)際施工過程中，潛孔鉆尺寸寬度為35cm，加上樣架寬度15cm，至少需要50cm臺(tái)階放置潛孔鉆，因此按欠挖10cm、技術(shù)超挖40cm進(jìn)行控制，超欠挖示意圖如下。

樣架搭設(shè)：鉆孔樣架利用超欠挖控制形成的臺(tái)口，按設(shè)計(jì)坡比進(jìn)行搭設(shè)，高度約1.7m～2.3m，沿平面或坡面布置，立桿（Φ48鋼管）入巖不小于50cm，插入鋼管進(jìn)行固定，水平小橫桿和沿坡面的斜桿采用扣件和立桿固定。

定位器安裝：YQ-100B潛孔鉆自帶的限位器距離孔位點(diǎn)在1.0m以上，鉆機(jī)開孔時(shí)沖擊器易偏離孔位點(diǎn)。為減小開孔偏差，在潛孔鉆底部加焊了定位器，保證開孔時(shí)鉆頭無偏移，并且有效的防止了“飄鉆”現(xiàn)象的發(fā)生。

在右壩基深孔梯段爆破的施工過程中，由于坡度較緩，通過搭設(shè)樣架、在潛孔鉆底部加焊自制導(dǎo)向定位器，保證了預(yù)裂孔開孔初始入巖1m階段鉆頭無偏移，以及整體孔向的角度要求，有效減少了“飄鉆”、“穿插孔”等現(xiàn)象，從而保證預(yù)裂開挖面的質(zhì)量，同時(shí)因采取合理措施避免停工整改現(xiàn)象有效的提高了右壩基預(yù)裂孔造孔工作效率，平均每天每臺(tái)YQ-100B潛孔鉆機(jī)可鉆進(jìn)50m，每層、塊約120m長度開挖預(yù)裂鉆孔配置6～8臺(tái)潛孔鉆。緩邊坡鉆孔斜長控制在12m～15m之間，孔過深易飄孔，右壩基巖石完整性較差，嚴(yán)格控制單響藥量，緩邊坡易造成孔底欠挖，需及時(shí)采用手風(fēng)鉆小藥量進(jìn)行修規(guī)，確保下層開挖的連續(xù)性，總體加快梯段下降進(jìn)度。

右壩基EL.2875m高程以下布置四級(jí)灌漿平洞，灌漿平洞洞內(nèi)渣料翻渣過程需要經(jīng)過右壩肩工作面，相互存在施工干擾；加之灌漿平洞洞內(nèi)揭示的巖石條件差，洞口段需鋼格柵加強(qiáng)支護(hù)后才能開挖進(jìn)尺，開挖進(jìn)度受制約，若等待各級(jí)灌漿平洞施工完成再行下挖，將嚴(yán)重滯后右壩基邊坡下挖進(jìn)度。為加快右壩基邊坡開挖進(jìn)度，減少右壩基邊坡開挖支護(hù)與灌漿平洞施工的干擾，對右壩基邊坡下挖支護(hù)工作面與灌漿平洞進(jìn)洞開挖支護(hù)工作面分離設(shè)置。將灌漿平洞施工面獨(dú)立于右壩基邊坡工作面布置，在各級(jí)灌漿平洞洞口與壩基邊坡下游側(cè)開口線外的沖溝之間修建一處棧橋作為施工通道，作為出渣、支護(hù)材料運(yùn)輸?shù)扔猛尽榭焖偻瓿蛇吰孪峦?，首先邊坡外圍先進(jìn)行瘦身下挖，預(yù)留8～12m的層厚，形成預(yù)裂爆破與瘦身開挖上下流水作業(yè)，也為預(yù)裂爆破提供臨空面而產(chǎn)生良好的開挖效果。其次每層開挖上下游方向分2～3個(gè)開挖塊，每個(gè)開挖塊長約40m-60m，同層開挖形成流水作業(yè)工作面。因開挖工作面不具備出渣條件，采取當(dāng)日傍晚爆破，夜間組織幾部大型挖掘機(jī)在開挖工作面往基坑翻渣，白天基坑出渣方式。避免基坑出渣工作面與開挖工作面上下交叉作業(yè)干擾影響。

淺層支護(hù)錨桿施工通常采用搭建腳手架平臺(tái)后架設(shè)潛孔鉆或手風(fēng)鉆造孔，本邊坡優(yōu)化為T35液壓鉆造錨桿孔。每層預(yù)裂爆破完成后，由挖掘機(jī)、裝載機(jī)等設(shè)備連夜清渣，在靠坡面?zhèn)惹謇沓鯰35液壓鉆造錨桿孔工作面，而后T35液壓鉆造錨桿孔與外側(cè)的預(yù)裂塊體翻渣形成流水作業(yè)，有效縮短開挖因支護(hù)施工所需的等待時(shí)間，加快錨桿造孔進(jìn)度，錨桿安裝及注漿跟緊施工，確保邊坡穩(wěn)定不影響邊坡下挖。

施工道路的布置是否合理是高邊坡開挖與支護(hù)工程的重要環(huán)節(jié)，它可為邊坡開挖及支護(hù)所需材料提供暢通、快捷的運(yùn)輸條件，使施工所需的設(shè)備能直接抵達(dá)工作面。邊坡開挖的高差越大，施工道路布置難度越大?？紤]到兩河口水電站現(xiàn)有的場內(nèi)交通情況，確定右壩基2875m高程以下根據(jù)施工時(shí)段共布置高程2875m、2763m、2640m三條施工便道直接進(jìn)入工作面，三條便道與兩河口水電站右岸交通洞相連接，承擔(dān)右壩基開挖及支護(hù)施工材料、人員、機(jī)械設(shè)備等的運(yùn)輸任務(wù)，右壩基邊坡快速施工得益于施工道路的合理布置。

2、施工管理保證措施

右壩基2015年1月開始下挖，當(dāng)年11月底要開挖到2615m高程移交工作面，11個(gè)月時(shí)間開挖高度260m，開挖工程量近70萬立方，工期非常緊，為按期完成節(jié)點(diǎn)目標(biāo)，加強(qiáng)施工管理協(xié)調(diào)以及現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)力度是非常關(guān)鍵的。

1 加強(qiáng)開挖各道工序檢查力度，鉆孔前必須檢查樣架搭設(shè)是否規(guī)范，是否牢固可靠，鉆機(jī)擺放的角度和方向是否正確，鉆工按區(qū)域固定，鉆工實(shí)行日鉆孔長度結(jié)合鉆孔質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場經(jīng)濟(jì)考核并予以兌現(xiàn)，從而更大發(fā)揮工人勞動(dòng)積極性和責(zé)任心。鉆孔及裝藥過程中安排專業(yè)人員執(zhí)行旁站制度，及時(shí)采取糾偏措施，保證各道工序銜接緊湊，形成快速有效的流水作業(yè)。

2 實(shí)行一炮一設(shè)計(jì)一總結(jié)制度，每炮完成后，立即組織施工管理、質(zhì)檢、技術(shù)、爆破及鉆工等相關(guān)人員到施工現(xiàn)場召開開挖質(zhì)量總結(jié)會(huì)，找出其中的亮點(diǎn)和不足，針對亮點(diǎn)繼續(xù)保持，針對存在的問題分析具體產(chǎn)生的原因并提出下一步爆破設(shè)計(jì)需要改進(jìn)的措施，避免類似問題反復(fù)出現(xiàn)，確保邊坡開挖又好又快。

3 加強(qiáng)施工管理協(xié)調(diào)和現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)力度，存在問題現(xiàn)場及時(shí)處理解決，妥善安排次日生產(chǎn)任務(wù)，當(dāng)日檢查作業(yè)隊(duì)計(jì)劃完成情況并找出未完成原因及時(shí)糾偏，通過日生產(chǎn)任務(wù)的周密布置確保周計(jì)劃及月計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)。加強(qiáng)與業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理溝通與交流，迅速、準(zhǔn)確、真實(shí)反饋信息，確保信息傳遞暢通、快速，有利于工程向前推進(jìn)。

4 加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，配備足夠的經(jīng)驗(yàn)豐富、技能熟練工人上機(jī)操作，做好日常檢查記錄，對于機(jī)械設(shè)備的異常情況要能得到及時(shí)、快速進(jìn)行處理，保證機(jī)械設(shè)備的完好率和使用率。其次物資部門做好自購物資采購及甲供材料需求計(jì)劃，確保材料滿足施工進(jìn)度需要。

四、結(jié)束語

兩河口水電站右壩基邊坡開挖高度高、坡面長、工作量大、質(zhì)量要求高、工期緊迫，年初開挖，年末11月底就要移交工作面，通過采取一系列技術(shù)與管理措施精心組織施工，工序銜接安排緊湊，在短短11個(gè)月時(shí)間又好又快完成兩河口水電站右岸壩基260米高度的緩邊坡開挖與支護(hù)，進(jìn)度質(zhì)量滿足合同要求，安全生產(chǎn)無事故，最終得到水利水電工程行業(yè)專家的肯定和褒揚(yáng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李文超 董箐水電站高邊坡開挖與支護(hù)施工技術(shù) 貴州水利發(fā)電

[2]秦定龍 長河壩水電站工程特陡高邊坡開挖施工技術(shù) 四川水力發(fā)電。