金坪子滑坡后緣截水洞開挖資源配置淺析

藺紹潤(rùn)，余中平

（1.長(zhǎng)江三峽勘測(cè)研究院有限公司（武漢），湖北 武漢430000；2.深圳左肖思建筑師事務(wù)所，廣東 深圳518000）

1 工程概況

金坪子滑坡位于烏東德水電站壩址下游約0.9～2.5km處的金沙江右岸，距右岸尾水出口1.6km。前緣高程810～812m，后緣高程1900～1950m，前后緣高差1100～1200m?；螺S向長(zhǎng)約3km，前緣寬約1.5km，后緣寬約1.2km。滑坡平面面積4.5km2，滑體厚度45～150m，滑坡總體積約2億m3。

為防止金坪子滑坡蠕動(dòng)變形對(duì)烏東德水電站的影響，對(duì)金坪子滑坡進(jìn)行治理。一期工程包括金坪子隧洞和后緣截水洞。

后緣截水洞長(zhǎng)度為1420.79m，開挖斷面根據(jù)圍巖類別（Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三類圍巖）不同分別采用2.74m×3.42m、3.30m×3.70m 及3.42m×3.76m3種斷面形式，凈斷面尺寸2.5m×3.0m，其中Ⅲ類圍巖長(zhǎng)度為82.22m，Ⅳ類圍巖長(zhǎng)度為30m、Ⅴ類圍巖為1308.57m。

金坪子滑坡后緣截水洞計(jì)劃開工時(shí)間為2012年4月15日，計(jì)劃完工時(shí)間為2013年12月2日，總工期597d。其中截水洞洞挖開工時(shí)間為2012年7月1日，貫通節(jié)點(diǎn)時(shí)間為2013年5月1日，洞挖工期為305d。

2 洞身開挖

2.1 施工工藝

（1）截水洞Ⅲ類圍巖洞挖施工工藝：施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→鉆孔→裝藥爆破→通風(fēng)散煙除塵→清除危石→出渣清底（安全監(jiān)測(cè)）→下一循環(huán)。

（2）截水洞Ⅳ、Ⅴ類圍巖洞挖施工工藝：施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→超前錨桿支護(hù)→鉆孔、裝藥爆破（安全監(jiān)測(cè)）→通風(fēng)散煙除塵→鋼拱架、初噴、隨機(jī)錨桿→出渣清底→系統(tǒng)錨桿支護(hù)→下一循環(huán)。

2.2 爆破設(shè)計(jì)

根據(jù)截水洞的斷面尺寸，爆破參數(shù)設(shè)計(jì)見表1。

2.3 設(shè)備配置及作業(yè)時(shí)間

2.3.1 鉆孔設(shè)備配置

金坪子后緣截水洞開挖共設(shè)置2個(gè)工作面，每個(gè)工作面布置一個(gè)自制鉆爆臺(tái)車。鉆孔作業(yè)時(shí)間公式：

Td＝（NL）／（VmKΦ）。

表1 金坪子后緣截水洞循環(huán)爆破參數(shù)

式中：Td為鉆孔作業(yè)時(shí)間（min）；N 為鉆孔數(shù)量（個(gè)）；L為炮孔深度（m）；V 為純鉆孔速度（m／min），手風(fēng)鉆取0.15m／min；m為鉆孔時(shí)間利用系數(shù)，一般為0.7～0.9；K為工作面同時(shí)工作的鉆孔設(shè)備數(shù)量；Φ為多個(gè)鉆孔設(shè)備同時(shí)工作系數(shù)（取0.7～0.9）。

根據(jù)以上鉆孔作業(yè)時(shí)間公式以及表1循環(huán)爆破參數(shù)表計(jì)算得出，每個(gè)工作面配置6臺(tái)YT－28型手風(fēng)鉆同步作業(yè)。Ⅲ類圍巖每排炮理論鉆孔時(shí)間約為2.2h，Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖每排炮理論鉆孔時(shí)間約為2h。

2.3.2 裝渣設(shè)備配置

由于截水洞斷面較小，大型裝載、運(yùn)輸設(shè)備無(wú)法進(jìn)出，因此后緣截水洞出渣采用扒渣機(jī)挖裝，5t自卸車出渣，人工配合扒渣清底。

扒渣機(jī)裝渣作業(yè)時(shí)間：

Tm＝1.5V／（PjKt）。

式中：Tm為扒渣機(jī)出渣作業(yè)時(shí)間；V為每循環(huán)開挖方量，爆破后松散系數(shù)取1.5；Kt為扒渣機(jī)實(shí)用生產(chǎn)利用系數(shù)，取0.7～0.8；Pj為扒渣機(jī)的技術(shù)生產(chǎn)率，120m3／h。

由于截水洞斷面較小，可選扒渣機(jī)型號(hào)很少。該工程選定扒渣機(jī)的技術(shù)生產(chǎn)率Pj＝120m3／h。金坪子后緣截水洞Ⅲ類圍巖段，預(yù)計(jì)每循環(huán)進(jìn)尺2m，爆落石渣約18.7m3，折合松散方量28.1m3。Ⅳ、Ⅴ類圍巖爆落石渣為類圍巖爆落石渣約24.97m3，折合松散方量為37.46m3。

根據(jù)以上扒渣機(jī)裝渣作業(yè)時(shí)間公式計(jì)算得出，每個(gè)工作面共需配置1臺(tái)扒渣機(jī)裝渣。Ⅲ類圍巖每排炮裝渣時(shí)間約為36min，Ⅳ、Ⅴ類圍巖每排炮裝渣時(shí)間約為48min。

2.3.3 出渣設(shè)備配置

截水洞斷面尺寸較小，采用5t自卸汽車出渣，根據(jù)出渣運(yùn)距的不同，自卸汽車的運(yùn)輸能力也有所不同。

（1）自卸汽車往返循環(huán)時(shí)間計(jì)算公式為：

Tc＝T×N1／N＋L／v0＋t1＋t2。

式中：T為每排炮裝渣時(shí)間；N1為自卸汽車裝載量，5t自卸汽車按每車2m3計(jì)算；N為每排炮松散石方量；t1為每次卸車時(shí)間取1.5min；t2為調(diào)向、就位、等待時(shí)間，取1.5min；L為重車及空車運(yùn)行距離，取V0＝12km／h。金坪子后緣截水洞開挖石渣運(yùn)往金坪子棄渣場(chǎng)，平均運(yùn)輸距離約為2km。則裝載時(shí)間為2min，運(yùn)輸時(shí)間為10min，卸車時(shí)間為1.5min、調(diào)向等待時(shí)間1.5min，自卸汽車往返循環(huán)時(shí)間為15min。

（2）自卸汽車小時(shí)運(yùn)輸能力計(jì)算公式如下：

Pt＝60V／Tc

式中：V為每車裝渣方量，取2m3；運(yùn)輸能力Pt為8m3／h。

（3）自卸汽車需要量計(jì)算公式如下：

式中：K為運(yùn)輸不均衡系數(shù)，取1.15；Vm為總出渣方量；Tm為每趟出渣時(shí)間。

計(jì)算得出總共需要運(yùn)輸22趟。根據(jù)以上3個(gè)公式結(jié)合各施工部位每循環(huán)開挖進(jìn)尺及裝渣、運(yùn)輸能力配備3臺(tái)5t的自卸汽車，則完成出渣時(shí)間為110min。

2.3.4 超前支護(hù)設(shè)備配置

根據(jù)圍巖特點(diǎn)Ⅳ類、Ⅴ類圍巖超前支護(hù)及系統(tǒng)支護(hù)完成后方可進(jìn)行下一循環(huán)的開挖施工，因此超前支護(hù)及系統(tǒng)支護(hù)時(shí)間需計(jì)入開挖循環(huán)時(shí)間內(nèi)。工程超前錨桿規(guī)格為Φ22，L＝5.0m砂漿錨桿，主要用于巖石較破碎的軟弱夾層和斷層帶。超前錨桿布置在起拱線以上，間距為40cm，每環(huán)約28根，角度為上傾。超前錨桿采用支護(hù)臺(tái)車配備6臺(tái)YT－28型手風(fēng)鉆鉆孔，布置1臺(tái)NJ－600型高速制漿機(jī)和1m3漿桶，1臺(tái)MZ－1型錨桿注漿機(jī)注漿、人工插桿。根據(jù)上述公式計(jì)算鉆孔作業(yè)時(shí)間為240min，注漿、插桿時(shí)間約為20min。

2.3.5 系統(tǒng)支護(hù)設(shè)備配置

系統(tǒng)支護(hù)根據(jù)圍巖類別采用不同的支護(hù)形式，本截水洞系統(tǒng)支護(hù)設(shè)計(jì)見表2。

系統(tǒng)支護(hù)時(shí)間公式為：

T＝T1＋T2＋T3＋T4＋T5。

式中：T1為鋼拱架安裝時(shí)間，取90min；T2為砂漿錨桿鉆孔時(shí)間，根據(jù)鉆孔作業(yè)時(shí)間公式計(jì)算，約為150min；T3為錨桿注漿、插桿時(shí)間，取30min；T4為掛鋼筋網(wǎng)時(shí)間，取30min；T5為噴混凝土?xí)r間，取30min；根據(jù)計(jì)算系統(tǒng)支護(hù)時(shí)間T為330min。系統(tǒng)支護(hù)配備6臺(tái)YT－28型手風(fēng)鉆鉆孔，制漿、注漿設(shè)備與超前支護(hù)設(shè)備共用，另外配備1臺(tái)型號(hào)為JZC－500強(qiáng)制式攪拌機(jī)、TK－500濕噴機(jī)噴混凝土。

表2 系統(tǒng)支護(hù)設(shè)計(jì)

2.3.6 洞挖施工機(jī)械設(shè)備匯總

表3 隧洞開挖施工主要設(shè)備配置

2.3.7 開挖循環(huán)作業(yè)時(shí)間匯總

本標(biāo)段隧洞工程開挖循環(huán)作業(yè)時(shí)間如表4。

表4 隧洞開挖循環(huán)作業(yè)時(shí)間

2.3.8 施工人員配置

隧洞開挖施工勞動(dòng)力組合如表5。

表5 隧洞開挖施工人員配備

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)業(yè)主要求的截水洞貫通時(shí)間節(jié)點(diǎn)，截水洞兩個(gè)工作面同時(shí)施工，計(jì)劃要求每個(gè)工作面進(jìn)尺為70m／月。截水洞為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖，由表4可知，對(duì)于Ⅲ類圍巖，每個(gè)工作面理論平均進(jìn)尺180m／月；對(duì)于Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖，每個(gè)工作面理論平均進(jìn)尺為72.6m／月，綜合進(jìn)尺79m／月。理論進(jìn)度比計(jì)劃要求進(jìn)度70m／月快約13%，因此，根據(jù)資源配置情況及作業(yè)循環(huán)時(shí)間所計(jì)算出的月進(jìn)尺大于施工進(jìn)度計(jì)劃中的計(jì)劃月進(jìn)尺，說(shuō)明施工中按照所配置的資源進(jìn)行施工完全能夠滿足進(jìn)度要求。目前，截水洞洞挖工作已經(jīng)開展，月實(shí)際進(jìn)度略高于計(jì)劃進(jìn)度，洞挖資源配備是合理可行的。

［1］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì).DL／T 5135－2001水利水電工程爆破施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2009.

［2］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì).GB50086－2001錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2001.

［3］ 中國(guó)水電基礎(chǔ)局有限公司.DL／T5148－2001水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2004.

［4］ 中華人民共和國(guó)水利部.DL／T5099－1999水工建筑物地下開挖工程施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中華人民共和國(guó)水利部，1999.

［5］ 中交第一公路工程局有限公司.JTG F60－2009公路隧道施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2009.

［6］ 郭建忠.溪洛渡堆渣場(chǎng)截水洞洞挖鉆爆施工及定額［J］.人民長(zhǎng)江，2007，38（3）：26～28.

［7］ 梁建林，胡 育.水利水電工程施工技術(shù)［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2009.