江坪河水電站引水發(fā)電系統(tǒng)工程洞挖爆破施工

戈文武

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，成都，610091)

江坪河水電站引水發(fā)電系統(tǒng)工程洞挖爆破施工

戈文武

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，成都，610091)

介紹江坪河水電站引水發(fā)電系統(tǒng)工程的洞挖爆破施工技術(shù)，通過對洞挖的爆破設(shè)計，利用合理的開挖方法，確保洞挖取得了良好的效果。

江坪河水電站 引水發(fā)電系統(tǒng) 爆破設(shè)計 施工技術(shù)

1 工程概況

江坪河水電站位于溇水干流上游河段，湖北省鶴峰縣走馬鎮(zhèn)，為一等大(1)型工程，工程樞紐由混凝土面板堆石壩、右岸泄水建筑物(包括隧洞式溢洪道和泄洪洞)、左岸引水發(fā)電系統(tǒng)等建筑物組成。引水發(fā)電系統(tǒng)工程洞挖爆破施工，主要有1#引水洞斜井擴挖，1#、2#引水洞欠挖處理和F71巖溶排水洞開挖。

1#引水隧洞的上平段和下平段已全部開挖支護完成，斜井段(樁號范圍SD10+240m～SD10+365.5m)導洞已經(jīng)貫通，尚未擴挖和支護；2#引水隧洞的開挖和支護已完成。兩條引水隧洞洞身存在不同程度的超欠挖情況，引水洞內(nèi)混凝土工程、鋼管安裝工程、灌漿工程還未施工，F(xiàn)71巖溶排水洞尚未施工。

洞挖工程量分別為1#引水洞斜井擴挖6662m3(SD10+240m～SD10+365.5m)，1#、2#引水洞欠挖處理2984m3，F(xiàn)71巖溶排水洞開挖498m3，共計10144m3。

2 施工布置

2.1 施工道路

本工程1#引水洞擴挖，1#、2#引水洞欠挖處理及F71巖溶排水洞開挖，均以①、②施工支洞作為設(shè)備運輸和出渣施工道路，洞外分別接⑦、⑤道路為運輸通道至各個部位，滿足各施工作業(yè)面的交通運輸需求。

2.2 供風、供電、供水

供風：1#引水洞斜井擴挖，采用兩臺20m3移動式空壓機供風；1#、2#引水洞欠挖處理，采用兩臺12m3移動式空壓機供風。

供電：①施工支洞施工用電，從隧洞口專用變壓器接入；②施工支洞施工用電從廠房變壓器接入。

供水：①施工支洞施工用水，采用從370m高程水池水泵抽水至隧洞口的50m3水池內(nèi)；②施工支洞施工用水，采用從廠房旁主供水管直接供水。

通風：引水洞均已貫通，自然通風良好，在洞內(nèi)布置1臺落地式風機滿足洞內(nèi)通風。

3 爆破設(shè)計

3.1 引水洞擴挖爆破設(shè)計

斜井擴挖施工采用全斷面爆破開挖方法，進尺2.5m，周邊孔嚴格按照設(shè)計輪廓線放樣布孔，人工裝藥，光面爆破。爆破孔間距按80cm～100cm控制，周邊光爆孔間排距按0.5m控制，鉆孔深度按2.5m控制，炸藥單耗按0.75kg/m3控制。

3.2 斜井井筒爆破設(shè)計

斜井井筒采用全斷面光面爆破擴挖，YTP-28手風鉆斜向造孔，孔徑42mm，孔深2.5m，采用直徑32mm乳化炸藥。輪廓線周邊孔孔距50cm，光面孔線裝藥密度150g/m，擴挖爆破單循環(huán)裝藥量89.6kg，爆破單耗0.82kg/m3。

3.3 1#、2#引水洞欠挖爆破設(shè)計

對于欠挖厚度小于15cm的部位，人工風鎬鑿除，欠挖厚度大于15cm的，采用鉆爆挖除。造孔采用YTP-28型鉆機，人工裝藥及聯(lián)網(wǎng)，炮孔間距及單耗應根據(jù)欠挖厚度確定，最大不超過50cm，鉆孔方向以平行洞軸線為宜，單耗取值一般控制在0.1kg/m3～0.5kg/m3之間。

4 洞挖施工

4.1 1#引水洞斜井擴挖

4.1.1 斜井擴挖施工程序。開挖準備→測量放線→鉆孔→裝藥爆破→通風散煙→安全處理→出碴、清底→支護→路、轉(zhuǎn)下一循環(huán)延伸風水電線。

4.1.2 主要施工部署。1#引水洞擴挖為樁號SD10+240m～SD10+365.5m斜井段，擴挖直徑7.6m，導井已施工完成，現(xiàn)只需對斜井段進行擴挖。擴挖施工上下交通工具采用自制作業(yè)平臺，沿斜井安裝軌道，在上平段安裝10t電動卷揚機，操作平臺上下移動，保證人員及設(shè)備、材料的上下運輸。

為保證斜井開挖平整度及控制超欠挖，周邊光面爆破，單循環(huán)爆破孔鉆孔，孔深控制在2.5m左右。造孔采用YTP-28型鉆機，人工裝藥及聯(lián)網(wǎng)，光面爆破參數(shù)應在試驗的基礎(chǔ)上并隨施工過程逐步優(yōu)化、完善。

擴挖石渣由人工扒入溜渣井溜入下部出渣區(qū)，3m3側(cè)卸裝載機配15t自卸汽車從施工支洞運往卸碴場出渣。

4.1.3 擴挖施工方法。斜井采用YT-28手風鉆垂直造孔，由上至下分層開挖。為便于施工人員站立和施工安全，開挖后的底板面成水平工作面。爆破結(jié)束后，采用一臺25kW鼓風機通風散煙，石渣由人工扒渣，經(jīng)中導井下落到下彎段和下平段，然后用3m3側(cè)卸裝載機配15t自卸汽車出渣。

爆破結(jié)束通風排煙后，人工下井撬除松動、危險的塊石，必要時對個別不利塊體進行隨機支護，確保安全后方能開始人工扒渣作業(yè)。斜井擴挖成型后，按照設(shè)計要求進行系統(tǒng)支護，均采取一掘一支護，上層未支護不得進行下一層的開挖。

在斜井井筒擴挖施工過程中，設(shè)備、材料的吊運和施工人員的出入井需分開。設(shè)備、材料采用卷揚機升降吊籃運送，人員上下采用錨固在壁面的安全爬梯。為保證上、下部人員作業(yè)施工安全，每循環(huán)出渣后在導井頂部設(shè)置安全井蓋及防護欄桿。在掌子面附近的巖石壁面上，安裝用于固定安全繩的錨鉤，錨鉤采用φ25mm鋼筋，入巖深度50cm。人員井下施工時必須掛好安全繩。

4.2 1#、2#引水洞欠挖處理

首先對洞內(nèi)分段(50m一個單元)進行斷面測量，對欠挖部位標記出欠挖厚度和欠挖范圍。

欠挖處理方法完全按照欠挖爆破設(shè)計的方法進行。

作業(yè)臺車采用φ48mm鋼管搭設(shè)，高度4.4m、寬度5m、長度2m，臺車下部安裝4個輪子，方便人工移動，臺車整體重量約250kg，就位后前后兩測用斜撐固定后開始作業(yè)。

4.3 F71巖溶排水洞開挖施工

根據(jù)招標文件斷面圖分析，F(xiàn)71巖溶排水洞屬于該斷層與引水洞斜井段交叉位置上部回填混凝土區(qū)域的擴挖和下部少量開挖，該斷層同時跨1#、2#號引水洞。

當斜井擴挖至高程399.5m時，引水洞斜井與溶洞貫通，由斜井進入管道擴挖，兩側(cè)對稱平行進行，邊開挖邊在開挖臺階上搭設(shè)安全腳手架，可完成402.5m～399.5m高程范圍內(nèi)的擴挖支護，開挖渣料通過溶洞流入導井下部運出。高程399.5m以下隨著斜井擴挖同步進行，直至設(shè)計高程。

4.4 注意事項

4.4.1 引水洞欠挖處理注意事項

(1)臺車上作業(yè)人員必須佩帶安全帽和安全帶；

(2)根據(jù)施工經(jīng)驗，欠挖處理費時費力，受巖層厚度限制，經(jīng)常一次不能處理到位或者造成超挖，所以作業(yè)前必須精確測量，布孔加密，降低裝藥量；

(3)對作業(yè)人員交底細致，加大過程監(jiān)控；

(4)斜井段欠挖處理，可采用吊籃作業(yè)鋼絲繩牽引，布置方式與斜井擴挖相同。

4.4.2 F71巖溶排水洞開挖注意事項

(1)斜井段導井已施工完畢，溶洞與導井已形成通道，可能存在掉塊現(xiàn)象，下部禁止站人；

(2)溶洞402.5m高程擴挖完成后，有必要設(shè)一層安全防護網(wǎng)(應有足夠彈性)，防止溶洞掉塊傷害下部作業(yè)人員；

(3)在溶洞擴挖過程中，應留不小于1.5m寬的臺階，外部設(shè)置安全防護欄，便于作業(yè)人員通行。

5 石方洞挖質(zhì)量及安全控制措施

5.1 石方洞挖質(zhì)量控制措施

(1)開挖前，認真做好爆破設(shè)計方案和光面爆破參數(shù)設(shè)計，并進行爆破試驗，以選擇合理的爆破參數(shù)，獲得比較滿意的爆破效果；

(2)采用先進的測量儀器和熟練的測量人員，提高觀測效率和觀測精度。每次爆破后必須放樣，在掌子面上用紅油漆畫出開挖輪廊線，并標定中心線和兩側(cè)腰線，并及時復測上循環(huán)的超欠挖情況，對欠挖部位及時進行處理；

(3)對不良地質(zhì)洞段和洞身交叉口段的開挖，嚴格控制進尺和爆破藥量，采用小藥量爆破，以確保圍巖的穩(wěn)定性；

(4)鉆孔時嚴格按照設(shè)計鉆爆圖施工，各鉆工分區(qū)定點施鉆，施工和質(zhì)檢人員按“平、直、齊”要求檢查鉆孔質(zhì)量；

(5)對各道工序?qū)嵭小叭龣z制”，在自檢合格的基礎(chǔ)上，報請監(jiān)理工程師驗收，合格后進入下道工序；

(6)對于圍巖破碎、滲水比較嚴重的洞段，及時設(shè)置排水孔，盡快確定支護方式及時支護；

(7)對全部施工過程進行全面質(zhì)量控制，質(zhì)檢部門隨時檢查洞內(nèi)的施工質(zhì)量，杜絕質(zhì)量事故。

5.2 石方洞挖安全控制措施

(1)所有進入施工現(xiàn)場人員，必須按規(guī)定配帶安全防護用品，遵守安全規(guī)章制度，聽從安全員統(tǒng)一指揮；

(2)洞室施工前，首先檢查圍巖情況，危石清除后方能繼續(xù)施工。每次爆破后仔細排除松動巖塊、清除危巖，確保施工安全；

(3)每次洞室爆破前，現(xiàn)場施工和安全人員都要做好爆破警戒工作；

(4)不良地質(zhì)段開挖時，按照“短進尺、弱爆破、先護頂、強支護”原則進行，減少對圍巖的擾動。對于穩(wěn)定性很差的圍巖，采用超前錨桿或管棚預支護后，才能繼續(xù)掘進；

(5)洞與洞、洞與井交叉部位施工前，按施工圖紙要求和監(jiān)理人批示，做好鎖口和超前支護工作；

(6)每日進行安全巡檢，每周進行安全檢查，每月進行安全考核。對不服從安全人員檢查，拒不執(zhí)行安全管理制度的施工作業(yè)人員，應進行嚴肅處理；對于存在安全隱患的施工部位，應責令停工整改。

6 結(jié)語

江坪河水電站引水發(fā)電系統(tǒng)工程洞挖施工已結(jié)束，從洞挖質(zhì)量看，爆破效果良好，施工質(zhì)量滿足要求，同時工程未發(fā)生安全事故。江坪河水電站引水發(fā)電系統(tǒng)工程洞挖爆破施工，取得了良好的效果，積累了一定的技術(shù)經(jīng)驗，可為類似工程施工提供參考。

TV542.1

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2095-1809(2016)06-0004-03

戈文武(1975.3-)，男，湖北?？等耍究?，學士，教授級高級工程師，部長，主要從事技術(shù)管理工作。

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