胡一志,余東延
(四川二灘國際工程咨詢有限責任公司,成都610000)
針對白鶴灘水電站工程在2014年5月底開挖至壩頂834m高程工期目標,各參建單位對此十分重視,并組織專家和技術(shù)人員對右岸邊坡工程進行了研究,發(fā)現(xiàn)本工程存在很多施工難點,通過組織專家和工程師對難點工程展開重點探討,采取了相關(guān)方案進行解決,效果良好。
白鶴灘水電站右岸邊坡開挖工程范圍主要包括上游側(cè)大寨溝溝口邊坡、834m高程以上進水口邊坡、834m高程以上壩頂邊坡和834m高程以上水墊塘上部邊坡,從上游到下游開挖長度為970m,邊坡開挖高差為380m,工程量為7.08×106m3。右岸壩頂834m以上邊坡開挖項目包括邊坡支護、土石方開挖、混凝土澆筑、鋼筋安裝、邊坡排水以及排水管道工程等。
通過上述工程概況可知,本工程受到地形條件和進度調(diào)整工期的影響,右岸壩頂834m高程以上開挖工程面臨著高差大、邊坡陡、布置困難、工程量大、強度高和工期緊等特性。結(jié)合白鶴灘水電站施工進度和質(zhì)量標準要求,其主要的施工重點與難點表現(xiàn)在以下兩方面。
3.1.1 重點和難點
由于邊坡上游沖溝、下游斷層是獨立的開挖區(qū),所以無法形成高、中、低線出渣通道。1040m高程以下的壩頂呈現(xiàn)為陡壁形態(tài),特別是在980m高程下的邊坡,無法提前形成明確的出渣線路,洞線道路只有203#交通洞,壩頂無法形成明線出渣道路。受到2#交通洞進度滯后的影響,在縮短了邊坡開挖周期后,交通洞的形成時間也就相對滯后,所以無法用作壩頂邊坡開挖洞線出渣通道。因此,要想實現(xiàn)快速開挖,需要解決出渣通道的問題。
3.1.2 對策
結(jié)合右岸1020m高程以上邊坡具有下游坡陡、上游坡緩等特性,所以可以由上到下布置明線出渣道路,這樣即可解決1020m高程以上出渣問題;利用上游大寨溝溝口邊坡開挖出渣通道,在邊坡開挖之后采用翻渣方法形成出渣道路,這樣可以構(gòu)建907~1020m高程開挖出渣通道;通過2#公路交通洞對894m、879m、864m進行交通洞布置,這樣每層開挖出渣都有相應(yīng)的運輸通道,解決了864~907m開挖出渣情況;通過C6平臺在正式開挖之前施工明線出渣通道,從而解決出渣通道問題;加強開挖集渣平臺、優(yōu)化運輸條件,將整個開挖區(qū)域劃分為上、中、下游部分,針對工程實際特點,上游和下游開挖過程中采用翻渣作業(yè)方法,并采用大寨溝780m集渣平臺、F17斷層溝底集渣平臺進行廢渣轉(zhuǎn)移處理,中部開挖區(qū)域采用直接在工作面上進行渣料挖裝和運轉(zhuǎn)的形式進行廢渣運輸,在廢渣運輸分流之后,則關(guān)鍵位置的壩頂上坡出渣強度會有所降低,可以提高下挖效率;對于864~907m高程邊坡開挖中,主要是采用了交通洞運輸渣料,但是洞線運輸條件不夠理想,運輸效率較低,壩頂部位開挖高峰期的出渣量為3.9×105m3,要想實現(xiàn)這一目標需要對洞口進行加寬處理,實現(xiàn)運輸車的雙向進出,這樣即可提高渣料的運輸效率。
3.2.1 重點和難點
由于本工程在計劃變化之后,整個工程施工周期更短[1],每月開挖下降高度增加,導(dǎo)致邊坡支護對邊坡開挖下降制約性更大。結(jié)合過去高邊坡實際施工經(jīng)驗總結(jié),由于受到了支護進度的影響,往往邊坡開挖無法實現(xiàn)快速下降,這就需要針對此類問題采用相關(guān)措施解決,可以通過調(diào)整支護方案、優(yōu)化施工程序、強化資源配置,這樣即可在一定程度上提高支護效率,達到邊坡快速開挖下降的標準。
3.2.2 對策
在工程開挖過程中,隨著開挖面的持續(xù)下降,需要在第一時間內(nèi)采用濕噴機對驗收合格的邊坡進行素噴封閉,之后應(yīng)用錨桿車臺將邊坡鎖腰系統(tǒng)錨桿進行加固,避免邊坡長期在自然界暴露出現(xiàn)松弛或風化現(xiàn)象,影響工程安全;對支護程序進行優(yōu)化調(diào)整,增加一定數(shù)量的支護排架,采用分區(qū)支護方法,多級邊坡共同施工,這樣即可保障邊坡錨噴支護的快速跟進;對錨筋樁、錨桿鉆孔方式進行優(yōu)化調(diào)整,本工程采用了CM351高風壓鉆機、ROC D9全液壓鉆機和YQ100B潛孔鉆機,有效加快了鉆孔效率;結(jié)合工程支護進度要求和強度要求,加大施工人員和設(shè)備的投入,從而實現(xiàn)了快速支護。
通過分析開挖支護重點和難點,為保證邊坡開挖出渣的高效運輸,確保車流量運輸安全,需要采用以下幾點措施:①明線出渣道路寬度為12m以上,并保障轉(zhuǎn)彎半徑不得低于15m,最大坡度控制在12%以下;②在臨江側(cè)道路外側(cè)設(shè)置防撞墩,尺寸為1.5m×0.45m×0.9m,并采用C20混凝土澆筑,距離道路外延0.5m按照凈間距1.5m進行布置,采用鋼管插筋進行固定;③在洞線出渣道路中每隔200m設(shè)置一個應(yīng)急車道,用作洞內(nèi)運輸車輛緊急檢查,避免洞內(nèi)車輛故障造成交通堵塞,并設(shè)置洞內(nèi)照明系統(tǒng);④為保障邊坡出渣進度的需要,將高程894m、879m、864m的輔助交通洞出洞口斷面擴大到12m×9m,并采用雙洞口措施,增設(shè)一個尺寸為8.3m×6.8m的出洞口;⑤結(jié)合明線道路布置特性,在開挖爆破之后,使用推土機對爆破廢渣進行清理,并通過出渣通道運輸;⑥針對雨天對出渣施工影響大的問題,為保障施工安全性,在出渣道路路面上采用了硬化措施。
為確保整個工程邊坡進度調(diào)整之后的強度標準[2],要求多個開挖工作面同時施工,因此,需要相應(yīng)的增加鉆爆以及推、挖、裝、運等設(shè)備資源,同時也要增加一定量的人工勞力,為實現(xiàn)壩頂以上邊坡調(diào)整工期目標奠定基礎(chǔ)。為提高施工設(shè)備的運行效率,在增加施工設(shè)備過程中盡可能選擇一年內(nèi)設(shè)備或新進設(shè)備。再者,針對右岸壩頂以上邊坡開挖面較為狹窄以及汛期雨季影響,因此,在配置設(shè)備資源過程中需要重點考慮設(shè)備降效問題。
①充分利用右岸邊坡巖層內(nèi)傾地質(zhì)條件,在邊坡快速開挖下降之后,需要第一時間完成驗收后對開挖面進行素噴封閉措施,在保障工程施工安全的基礎(chǔ)上,加快開挖下降效率;②隨著開挖面下降,需要應(yīng)用ROC D9液壓鉆機及CM351鉆機對開挖梯段邊坡下部3排系統(tǒng)錨桿進行打孔施工,通過快速錨固保證邊坡的穩(wěn)定性;③對支護程序進行調(diào)整,增設(shè)支護排架,采用分區(qū)支護方法,多級邊坡同步施工,這樣可以確保錨噴支護工作在第一時間跟進;④為實現(xiàn)開挖邊坡快速素噴封閉要求,要增設(shè)一座1.0m3混凝土拌合站,保證混凝土能夠及時供應(yīng);⑤結(jié)合支護施工進度與要求,增加了人力資源、物力資源和設(shè)備資源的投入力度,從而加速邊坡支護進程;⑥為便于快速掌握施工過程中的邊坡變形情況,保障工程施工安全,在邊坡開挖過程中,在已經(jīng)成型的馬道臺階上增設(shè)安全監(jiān)測墩,對工程邊坡實際情況進行實時監(jiān)測。
針對白鶴灘水電站右岸壩頂?shù)氖┕るy點問題,2013年3月中旬開始施工,到2014年5月完成834m高程以上開挖,施工14.5個月,工程完成量為7.08×106m3,邊坡下降高度為380m,月開挖強度為4.89×106m3,平均月下降高度為26.21m,與原投標階段比較,右岸壩頂以上邊坡開挖進度調(diào)整后,平均月強度為原階段的1.68倍,高峰月最大強度為原階段的1.73倍,平均月下降高度為原階段的1.79倍,效果非常明顯。