索普拉多拉水電站互聯(lián)工程洞室群關(guān)鍵技術(shù)研究

宋 海 亮

(中國葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,四川 成都 610091)

1 概 況

厄瓜多爾索普拉多拉水電站互聯(lián)工程洞室群斷面尺寸大，最大斷面14 m×21 m，主要包括互聯(lián)室、閘門室、互聯(lián)隧洞、溢流洞及互聯(lián)豎井及等項(xiàng)目，各種洞室在不同高程布置，且又相互聯(lián)系，如何安排施工順序是施工過程中的一個重點(diǎn)、難點(diǎn)。

2 主要施工方法

2.1 保證開挖支護(hù)施工進(jìn)度

針對互聯(lián)工程洞室工程量大的特點(diǎn)，為了確保施工強(qiáng)度，在生產(chǎn)組織、施工方案、設(shè)備選型上采取了相應(yīng)措施。在生產(chǎn)組織上快速形成多個工作面同時作業(yè)的局面；將工程量最大的中層開挖從洞挖施工式轉(zhuǎn)變?yōu)槊魍谑┕し绞?，采用深孔梯段微差爆破，?cè)壁沿邊線垂直鉆孔先行預(yù)裂，這樣，有效地減少施工程序，加快施工進(jìn)度；在設(shè)備選型上采用大型鉆爆和挖、裝、運(yùn)設(shè)備，確保開挖施工進(jìn)度。

2.2 綜合措施

為了確保圍巖穩(wěn)定，采取了以下綜合措施：

(1)互聯(lián)室和互聯(lián)隧洞分兩層開挖，上層采用中導(dǎo)洞先行，擴(kuò)挖跟進(jìn)，頂拱及時支護(hù)，支護(hù)完成后進(jìn)行下層開挖施工。

(2)互聯(lián)工程洞室群采用光面爆破、預(yù)裂爆破技術(shù)、減少爆破振動對圍巖的影響，確保開挖輪廓準(zhǔn)確，減少圍巖應(yīng)力集中。

(3)加強(qiáng)爆破振動監(jiān)測，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。開挖過程中，及時埋設(shè)各種監(jiān)測儀器，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時調(diào)整開挖程序及爆破參數(shù)，減輕開挖爆破對圍巖的影響。

(4)配備豐富經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)工程師，及時預(yù)測預(yù)報工程地質(zhì)情況，分析工程地質(zhì)問題，確定圍巖類別。

2.3 確保圍巖穩(wěn)定

互聯(lián)室和閘門室分兩層開挖，上層要先開挖中導(dǎo)洞，支護(hù)跟進(jìn)，中導(dǎo)洞支護(hù)完成后再進(jìn)行兩側(cè)擴(kuò)挖。下層開挖中部先行，兩側(cè)預(yù)留保護(hù)層。爆破采用光面爆破技術(shù)，盡量減少爆破振動對圍巖的影響，以保證開挖輪廓準(zhǔn)確，減少圍巖應(yīng)力集中。

互聯(lián)室、閘門室及互聯(lián)隧洞等洞室群開挖施工程序，見圖1、2。

2.4 確保開挖成型質(zhì)量

互聯(lián)室和互聯(lián)隧洞上層周邊孔光面爆破孔、中層預(yù)裂爆破孔、下層底板光面爆破孔施工質(zhì)量和合適的爆破參數(shù)是減少超欠挖關(guān)鍵，因此，要嚴(yán)格按照以下措施進(jìn)行：

(1)開挖前認(rèn)真做好爆破設(shè)計，特別是光面爆破和預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計，并進(jìn)行爆破試驗(yàn)，以選擇和確定合理的孔排距、單耗等爆破參數(shù)，獲得比較滿意的爆破開挖斷面。

(2)在開挖過程中，根據(jù)巖石變化和爆破情況，及時修正爆破參數(shù)，以減少超挖和欠挖。

(3)采用先進(jìn)的測量儀器和先進(jìn)的測量控制手段提高觀測效率和觀測質(zhì)量，每次鉆孔前均需進(jìn)行孔位放樣。

圖1 互聯(lián)隧洞和互聯(lián)室開挖程序、分層示意圖

圖2 閘門室開挖順序、分層示意圖

(4)每循環(huán)進(jìn)行測量放樣時，均對上一循環(huán)開挖斷面進(jìn)行復(fù)查，并將超欠挖情況及時通知鉆孔人員，以便對鉆孔角度進(jìn)行調(diào)整，減少超欠挖。

(5)鉆孔嚴(yán)格按照爆破設(shè)計圖紙施工，定人定位施鉆，每循環(huán)炮孔由爆破工程師進(jìn)行檢查。周邊孔偏差不大于5 cm/m,爆破孔偏差不大于10 cm，以減少超挖和減輕對圍巖的破壞。

2.5 支護(hù)施工及時跟進(jìn)

2.5.1 錨桿施工

(1)施工工藝流程。鉆頭直徑應(yīng)大于錨桿直徑15 mm以上，采用“先注漿，后插桿”的方法施工。

(2)施工方法。① 鉆孔：采用測量儀器在支護(hù)部位按設(shè)計間排距測放并標(biāo)示孔位，鉆孔完畢后用壓力風(fēng)將孔道清洗干凈，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，臨時封堵孔口。②注漿：按照試驗(yàn)室提供的砂漿配合比拌制水泥砂漿，注漿錨桿水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度等級為M20。砂漿應(yīng)拌和均勻，隨拌隨用，一次拌和的砂漿應(yīng)在初凝前用完，并嚴(yán)防石塊、雜物混入，鉆孔注滿漿后便立即插桿，在砂漿凝固前，不得敲擊、碰撞和拉拔錨桿。

(3)質(zhì)量檢驗(yàn)。錨桿質(zhì)量檢查采用無損檢測法，錨桿長度抽檢數(shù)量每作業(yè)區(qū)不小于5%，桿體長度不小于設(shè)計長度。砂漿密實(shí)度檢查按作業(yè)分區(qū)100根抽查1組(不少于3根)，錨桿注漿密實(shí)不得低于設(shè)計值。

2.5.2 混噴射凝土施工

(1)受噴面準(zhǔn)備工作：噴射施工前清理受噴面，清除開挖面浮石、石渣或堆積物，挖除欠挖部分，用高壓風(fēng)水沖洗受噴面。對受噴面滲水部位，采用埋設(shè)導(dǎo)管、盲管或截水圈等作排水處理。

(2)噴射作業(yè)：噴射混凝土自下而上施工，噴射作業(yè)時，保持工作風(fēng)壓穩(wěn)定，連續(xù)供料。

(3)養(yǎng)護(hù)：噴射混凝土終凝2 h后，及時進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，保證混凝土濕潤時間不少于7 d。

(4)質(zhì)量檢查和驗(yàn)收。①噴層厚度檢查：噴射混凝土厚度采用鉆孔方法檢查，所有噴射混凝土都必須經(jīng)工程部、安質(zhì)環(huán)部、計劃合同部聯(lián)合驗(yàn)收。②噴射混凝土強(qiáng)度檢查：在噴射過程中按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定和技術(shù)要求進(jìn)行現(xiàn)場取樣試驗(yàn)，試驗(yàn)成果資料報送試驗(yàn)室。

2.6 施工安全

洞室群開挖危險源多，安全問題突出，針對互聯(lián)工程洞室群開挖安全控制重點(diǎn)，要確保洞挖施工安全，采取以下措施：

(1)加強(qiáng)安全警戒。嚴(yán)格按照本項(xiàng)目安全環(huán)保規(guī)范及爆破安全流程規(guī)定的爆破警戒范圍警戒，確保章子面爆破時相鄰掌子面作業(yè)人員全部撤至安全地點(diǎn)。

(2)靈活布置，確保交通暢通。要保證洞挖施工強(qiáng)度，交通是關(guān)鍵。在施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場

實(shí)際情況，綜合考慮，靈活布置，并保證洞內(nèi)交通暢通。洞內(nèi)風(fēng)水管線統(tǒng)一利用掛鉤進(jìn)行布置，底板進(jìn)行回填碾壓。

(3)深入觀察，認(rèn)真排險。施工前首先檢查圍巖情況，危石清除后方能繼續(xù)施工。每次爆破后仔細(xì)排除松動巖塊，及時清除危巖。

(4)每次爆破前，現(xiàn)場施工和安全人員做好爆破警戒工作。爆破后爆破員、安全員必須檢查爆破情況，處理相關(guān)事宜。

2.7 質(zhì)量達(dá)標(biāo)

(1)安排有豐富經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員擔(dān)任施工技術(shù)及質(zhì)量檢查工作，所有人員均持證上崗。在施工前按施工組織設(shè)計、質(zhì)量計劃、作業(yè)指導(dǎo)書對施工人員進(jìn)行層層交底。

(2)對各道工序?qū)嵭腥壻|(zhì)檢制度，在自檢合格的基礎(chǔ)上，報請質(zhì)安環(huán)部檢查驗(yàn)收合格后進(jìn)入下道工序施工。

(3)施工中所有工序都須認(rèn)真填寫詳細(xì)的施工記錄和驗(yàn)收簽證記錄單，對施工中發(fā)生的任何質(zhì)量異常情況都要快速及時的向有關(guān)部門通報。

2.8 作業(yè)環(huán)境

技術(shù)合理、安全可靠且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的通風(fēng)系統(tǒng)，是洞室群開挖成敗的關(guān)鍵，對整個工程的施工方案及施工進(jìn)度起著不可忽視的甚至決定性的作用?；ヂ?lián)工程洞室群開挖通風(fēng)采用壓入式與吸出式相結(jié)合的循環(huán)混合通風(fēng)方式。首先在洞口布置一臺2×75 kW軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓入式通風(fēng)，然后在隧洞內(nèi)設(shè)置一臺30 kW吸出式風(fēng)機(jī)，形成開挖風(fēng)流循環(huán)系統(tǒng)，取得較理想的實(shí)踐效果。

3 結(jié) 論

厄瓜多爾索普拉多拉水電站互聯(lián)工程洞室群斷面不一，各種洞室在不同高程布置，且又相互聯(lián)系，如何安排施工順序是施工過程中的一個重點(diǎn)、難點(diǎn)。通過厄瓜多爾索普拉多拉水電站互聯(lián)工程洞室群關(guān)鍵技術(shù)的研究，避免了施工各作業(yè)面間的干擾，在施工布置、程序、方法及工期安排方面更為合理，大大縮短了工期，加快了進(jìn)度，為引水系統(tǒng)前端取水結(jié)構(gòu)——互聯(lián)工程節(jié)點(diǎn)工期的順利實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了有利條件。該研究成果的實(shí)施也將為國內(nèi)外相類似的工程提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，尤其在洞室群施工連續(xù)性方面，節(jié)省工期，降低成本，是值得借鑒的。