淺析長(zhǎng)距離小洞室快速開挖施工技術(shù)

吳正茂

中國(guó)葛洲壩集團(tuán)股份有限公司三峽建設(shè)公司 湖北 宜昌 443000

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

白鶴灘引水發(fā)電系統(tǒng)在地下廠房迎水面?zhèn)葟纳隙虏贾昧似邔庸嗯爬鹊溃渲械冖駥庸嗯爬鹊牢挥陧攲?，第Ⅶ層灌排廊道位于底層。灌排廊道及排水廊道典型斷面尺寸?m×3.5m（寬×高），局部洞段斷面尺寸4.0 m×4.5 m（寬×高）、5.0 m×5.0 m（寬×高），運(yùn)輸通道斷面尺寸均為5.0 m×5.0 m。灌排廊道及排水廊道開挖斷面?。捍蠖鄶嗝娉叽鐬?m×3.5m（寬×高），需綜合考慮風(fēng)、水、電布置，開挖難度較大。

灌排廊道及排水廊道開挖距離長(zhǎng)：大多洞室長(zhǎng)度在469.29m～1031.72m，如此長(zhǎng)距離洞室在通風(fēng)、散煙、出渣等問題上也面臨較多難題，如何能保證小洞室的快速開挖，需制定一套完備的開挖方案。

目前長(zhǎng)距離小洞室開挖施工技術(shù)已成功運(yùn)用于白鶴灘右岸地下廠房灌排廊道開挖工程，在開挖方法、爆破設(shè)計(jì)及出渣設(shè)備選用方面均有獨(dú)到之處，受到業(yè)界的一致好評(píng)。

2 主要施工方案

2.1 施工方法

（1）開挖方法：排水廊道開挖典型斷面尺寸為3m×3.5m，采用全斷面開挖掘進(jìn)，開挖施工采用自制可人工移動(dòng)鉆爆平臺(tái)配氣腿鉆鉆孔，初噴和隨機(jī)錨桿支護(hù)緊跟開挖作業(yè)面。

（2）爆破設(shè)計(jì)：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)試驗(yàn)，爆破參數(shù)調(diào)整為：鉆孔孔徑φ42，掏槽孔孔深2.8m，掏槽孔和輔助孔孔內(nèi)藥卷直徑φ32，偶合裝藥；周邊孔孔深2.5m，周邊光爆孔炸藥采用半根φ32炸藥，不偶合間隔裝藥；崩落孔孔深2.5m，崩落孔藥卷直徑φ32mm，連續(xù)裝藥；周邊孔及底孔孔距45～50cm，選用φ32mm藥卷，光面爆破，間隔裝藥。爆破孔起爆采用非電毫秒雷管，光爆孔采用導(dǎo)爆索引爆。爆破效率較高。

出渣方式：根據(jù)小洞室特點(diǎn)，渣料采用經(jīng)過改裝的“永力通100型”扒渣機(jī)配套三輪農(nóng)用車出渣，出渣速度較快，渣料轉(zhuǎn)至施工支洞交叉處設(shè)置的堆渣場(chǎng)地卸渣，不影響掌子面下一循環(huán)開挖。

2.2 施工工藝流程

洞挖施工工藝流程如圖1。

圖1 小洞室洞挖工藝流程框圖

（1）測(cè)量放樣。施工測(cè)量放樣采用全站儀，測(cè)量作業(yè)由專業(yè)人員實(shí)施，每排炮后進(jìn)行洞室中心線、設(shè)計(jì)規(guī)格線測(cè)放，并根據(jù)爆破設(shè)計(jì)參數(shù)點(diǎn)布孔位。開挖斷面測(cè)量在噴混凝土前進(jìn)行。定期進(jìn)行洞軸線的全面檢查、復(fù)測(cè)，確保測(cè)量控制工序質(zhì)量。同時(shí)，隨洞室開挖、支護(hù)進(jìn)度，每隔5m在兩側(cè)洞壁設(shè)一樁號(hào)標(biāo)志。洞內(nèi)測(cè)量控制點(diǎn)埋設(shè)牢固隱蔽，作好保護(hù)，防止機(jī)械設(shè)備破壞。

（2）鉆孔作業(yè)。采用自制可人工移動(dòng)平臺(tái)車配YTP-28氣腿鉆造孔，由合格鉆工嚴(yán)格按照測(cè)量定出的中線、腰線、開挖輪廓線和測(cè)量布孔進(jìn)行鉆孔作業(yè)。造孔前先根據(jù)拱頂中心線和兩側(cè)腰線調(diào)整鉆桿方向和角度，經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后方可開孔。各鉆工分區(qū)、分部位定人定位施鉆，實(shí)行嚴(yán)格的鉆工作業(yè)質(zhì)量經(jīng)濟(jì)責(zé)任制。光爆孔及掏槽孔的偏差不得大于5cm，其他炮孔孔位偏差不得大于10cm。

（3）裝藥、聯(lián)網(wǎng)、起爆。裝藥前用高壓風(fēng)沖掃孔內(nèi)，炮孔經(jīng)檢查合格后，方可進(jìn)行裝藥爆破；炮孔的裝藥、堵塞和引爆線路的聯(lián)結(jié)，由考核合格的炮工嚴(yán)格按批準(zhǔn)的鉆爆設(shè)計(jì)進(jìn)行施作，裝藥嚴(yán)格遵守爆破安全操作規(guī)程。

掏槽孔由熟練的炮工負(fù)責(zé)裝藥，光爆孔用藥卷捆綁于竹片上間隔裝藥。廊道開挖利用自制移動(dòng)平臺(tái)作為登高設(shè)備裝藥，掏槽孔和其他爆破孔裝藥要密實(shí)，堵塞良好，嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)圖（爆破參數(shù)實(shí)施過程不斷調(diào)整優(yōu)化）進(jìn)行裝藥、用非電雷管聯(lián)結(jié)起爆網(wǎng)絡(luò)，最后由炮工和值班技術(shù)員復(fù)核檢查，確認(rèn)無誤，撤離人員和設(shè)備，炮工負(fù)責(zé)引爆。

（4）安全處理。爆破后，用裝載機(jī)（或人工）清除掌子面及邊頂拱上殘留的危石及碎塊，保證進(jìn)入人員及設(shè)備的安全，巖面破碎洞段在進(jìn)行安全處理后，可先噴一層5cm混凝土，出渣后再次進(jìn)行安全檢查及處理。在施工過程中，經(jīng)常檢查已開挖洞段的圍巖穩(wěn)定情況，清撬可能塌落的松動(dòng)巖塊。

（5）出渣及清底。開挖渣料采用永力通100型扒渣機(jī)裝渣，三輪農(nóng)用車運(yùn)輸出渣。出渣完畢后裝載機(jī)配合人工清除工作面積渣，為下一循環(huán)鉆爆作業(yè)做好準(zhǔn)備。

3 結(jié)束語

白鶴灘水電站工程小洞室縱橫交錯(cuò)，跨度小，距離長(zhǎng)，工期緊，開挖難度大。結(jié)合小洞室、長(zhǎng)距離施工特點(diǎn)，在計(jì)劃及具體實(shí)施過程克服諸多困難，實(shí)施過程中有如下發(fā)現(xiàn)及創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）特制了可人工轉(zhuǎn)移的鉆爆臺(tái)車：因排水廊道典型斷面尺寸為3m×3.5m（寬×高），根據(jù)實(shí)際需要加工了適合小洞室開挖，可人工轉(zhuǎn)移的鉆爆臺(tái)車，使用方便，節(jié)省時(shí)間。

（2）制定符合小洞室的爆破設(shè)計(jì)：因洞室狹長(zhǎng)，在按照原爆破設(shè)計(jì)爆破循環(huán)后，均出現(xiàn)爆破不完全現(xiàn)象（中間掏槽孔未能完全爆破），為解決該問題，經(jīng)過多次爆破嘗試，最終將掏槽孔孔深由原來設(shè)計(jì)的3.0m調(diào)整為2.8m，用自制鉆桿鉆進(jìn)，保證了一次性爆破完全，避免欠挖、補(bǔ)炮，相對(duì)加快了施工進(jìn)度。

（3）采用適合小洞室出渣設(shè)備： 因洞室過小，常規(guī)裝載機(jī)等出渣設(shè)備不能滿足現(xiàn)場(chǎng)要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用經(jīng)過改裝的“永力通100型扒渣機(jī)”配合農(nóng)用三輪車出渣，該扒渣機(jī)輕便、靈活，接380V電纜啟動(dòng)出渣，工作時(shí)零污染，低噪音，能夠快速轉(zhuǎn)移渣料，進(jìn)一步加快了施工進(jìn)度。

目前白鶴灘水電站右岸地下廠房長(zhǎng)距離小洞室開挖施工技術(shù)已相對(duì)成熟，與國(guó)內(nèi)同類施工技術(shù)相比克服了爆破不完全，存在較大石渣以及常規(guī)設(shè)備出渣環(huán)境差、速度慢等問題。是一種值得推廣的開挖施工技術(shù)。