淺析老撾南俄3水電站片麻巖料場采用的地勘施工工藝

謝 力 ， 李 銳， 白 云 猛

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 工程概述

南俄3水電站為老撾境內(nèi)南俄河干流梯級開發(fā)的第3級水電站，位于老撾中部賽松本省境內(nèi)，為湄公河左岸一級支流，壩址區(qū)距首都萬象公路里程約260 km，直線距離約116 km。老撾國家電力公司于2013年5月與中國電建集團(tuán)國際公司簽訂EPC框架合同，中國電建集團(tuán)國際公司委托中國水電十局實施EPC。

該電站為一等大(1)型工程，水庫正常蓄水位高程723 m，相應(yīng)庫容14.11億m3，死水位高程670 m，調(diào)節(jié)庫容9.72億m3，為年調(diào)節(jié)水庫。電站裝機(jī)容量為3×160 MW。主要由擋水建筑物、泄水建筑物、引水發(fā)電系統(tǒng)、230 kV輸電線路組成，其中擋水建筑物為210 m高的混凝土面板堆石壩(該壩為東南亞地區(qū)已建及在建的最高混凝土面板堆石壩)，總填筑方量約1 200萬m3。

2 地勘工作的意義

根據(jù)施工規(guī)劃，作為大壩填筑料源的片麻巖料場位于大壩右岸下游，平均運(yùn)距為1～1.5 km，較為經(jīng)濟(jì)合理，料場地勘工作的開展對工程實施的主要意義為以下幾點(diǎn)。

2.1 料源儲存量的勘測

南俄3水電站為EPC總價合同，混凝土面板堆石壩總填筑方量為1 200萬m3，高峰填筑強(qiáng)度約80萬m3/月，對填筑料源的儲存量有較高的要求，儲存量應(yīng)該為設(shè)計需要量的1.25～1.5倍。工程量的多少是影響總價合同的一個重要因素。選擇一個剝離量少、可用量多、運(yùn)距近的料場，無論是對工程本身、還是對合同本身來說都是一個雙贏的結(jié)局。因此，地勘工作的目的為提前確定全風(fēng)化層、強(qiáng)風(fēng)化層、弱風(fēng)化層、微風(fēng)化層等界限，以便確定剝離厚度，進(jìn)而確定料場的儲存量。

2.2 料源的質(zhì)量控制

南俄3水電站混凝土面板堆石壩壩高210 m，對填筑料源的質(zhì)量有較高要求，特別是墊層料、過渡料、上游堆石料以及大壩低高程范圍內(nèi)的堆石料。根據(jù)施工規(guī)劃，墊層料由龍真縣灰?guī)r料場人工砂石廠加工制備，其余料源為片麻巖料場開采上壩。因此，地勘工作需將不同強(qiáng)度、不同風(fēng)化程度的片麻巖取樣進(jìn)行壩體分區(qū)填筑料試驗，為驗證大壩料區(qū)布設(shè)的合理性和設(shè)計計算工作提供可靠的依據(jù)。

3 片麻巖料場采用的地勘施工技術(shù)

3.1 地勘工作量的布置

根據(jù)片麻巖料場地形，共規(guī)劃了兩個區(qū)域的地勘工作，分別為I、II區(qū)域，其中I區(qū)域面積為302 361 m2，Ⅱ區(qū)域面積為255 919 m2，主要采取地面鉆孔取芯+地勘平洞的方式進(jìn)行。先進(jìn)行一期地面鉆孔地勘工作，在完成地面鉆孔地勘工作后，根據(jù)鉆孔取芯情況，布置二期加密鉆孔和地勘平洞的施工。料場布置及與混凝土面板堆石壩的關(guān)系見圖1。

3.2 主要施工方法

南俄3工程范圍內(nèi)均為原始森林，植被茂密，無任何道路，地勘工作實施前，需先由人工修建施工便道至工作面，施工便道形成后，全部施工機(jī)具拆裝后由人工抬運(yùn)至工作面。

圖1 片麻巖料的布置及其與混凝土面板堆石壩關(guān)系圖

3.2.1 地勘鉆孔的主要施工方法

地勘鉆孔取芯采用XY-2 型立軸式巖芯鉆機(jī)、φ75金剛石鉆頭，單動雙管鉆具，巖芯卡簧卡取巖芯。將巖芯的最大長度限制在3 m以內(nèi)，一旦發(fā)現(xiàn)巖樣卡鉆或被磨損則立即取出。對于長度為1 m或大于1 m的鉆進(jìn)循環(huán)，若芯樣獲得率小于80%，則下一次減少循環(huán)深度50%，以后依次減少50%，直至50 cm為止?？ㄈr芯時，先停止回轉(zhuǎn)，用立軸將鉆具慢慢提離孔底，使卡簧抱緊巖芯。

3.2.2 地勘平洞的主要施工方法

在掛口上方設(shè)置截水溝并使用圓木搭設(shè)安全屏，施工用水就近取沖溝水，施工用電采用30 kW柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電，施工用風(fēng)采用3.5 m3柴油空壓機(jī)供風(fēng)。

平洞土方的開挖采用人工持鐵鍬、十字鎬、鋤頭進(jìn)行，石方開挖采用全斷面爆破開挖，YT-28手風(fēng)鉆鉆孔，光面爆破，鉆孔深度為1～1.5 m，出渣采用手推車運(yùn)輸至洞外。

為便于觀察地質(zhì)情況，平洞不做掛網(wǎng)噴錨處理。洞內(nèi)臨時支護(hù)視洞內(nèi)圍巖地質(zhì)情況進(jìn)行支護(hù)，對成型洞段好、圍巖無明顯裂隙發(fā)育的洞段不作支護(hù)；對圍巖條件差、裂隙發(fā)育洞段采用直徑15 cm、長200 cm的圓木八字形支撐，長200 cm、直徑15 cm方木做橫梁，抓釘連接，每50 cm一榀，榀與榀之間用直徑10 cm的原木連接，間距30 cm，防止其沿洞軸線方向傾斜，木支撐與圍巖之間的空隙用原木填滿。

在整個平洞施工期間，本著安全第一的原則，采取短進(jìn)尺的施工方案，該工程已成功完成了兩個平洞的開挖施工任務(wù)，取得了第一手的地質(zhì)資料。

3.3 地勘工作完成的工程量

南俄3水電站片麻巖料場地勘工作從2013年11月開始至2014年5月底結(jié)束，主要完成的工程量見表1。

表1 片麻巖料場勘探工程量表 /m

4 地勘工作取得的成果

片麻巖料場地勘工作取得的成果主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

4.1 判明了料場的儲存量

根據(jù)地面鉆孔取芯和地質(zhì)平洞取得的數(shù)據(jù)，我們繪制了片麻巖料場地質(zhì)剖面圖，根據(jù)該剖面圖，計算出了兩個區(qū)域的儲存量，其結(jié)果見表2。

表2 片麻巖堆石料場方量計算結(jié)果表

就儲存量看，Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)均滿足南俄3水電站大壩填筑量，Ⅱ區(qū)無論是從運(yùn)距和剝離量看均高于Ⅰ區(qū)，因此，最終選擇了Ⅰ區(qū)作為南俄3水電站大壩填筑料源的開采區(qū)。

4.2 判明了料源的質(zhì)量

將片麻巖料場地質(zhì)平洞中的不同料源送往南京水利科學(xué)研究院分別進(jìn)行了巖石試驗、相對密度試驗、靜動力三軸試驗、滲透與滲透變形和三軸流變等試驗，其主要試驗參數(shù)結(jié)果見表3。

表3 片麻巖料場堆石料物理力學(xué)試驗成果表

根據(jù)試驗結(jié)果，最終確定了不同強(qiáng)度料源，在大壩不同區(qū)域填筑料料源的標(biāo)準(zhǔn)，見表4。

表4 各料區(qū)填筑料料源標(biāo)準(zhǔn)表

4.3 提供了料場開采的起始高程

根據(jù)地勘成果、結(jié)合開采的難易程度，我們對片麻巖料場Ⅰ區(qū)進(jìn)行了開采規(guī)劃，最終確定起采高程為774 m，終采高程為530 m。

5 結(jié) 語

隨著國家“一帶一路”“走出去”等戰(zhàn)略的實施，越來越多的中國企業(yè)走向海外市場，其中就包括水電技術(shù)雄踞全球的中國企業(yè)，中國技術(shù)、中國標(biāo)準(zhǔn)、中國施工、中國設(shè)備滲入各國。老撾南俄3水電站是迄今為止老撾最大的水電站EPC工程，也是筆者所在公司迄今為止最大的水電站工程，從前期地勘工作到目前的施工階段，筆者全程參與，從施工經(jīng)驗看，重視EPC工程的前期地勘工作，可以為EPC合同的談判、實施提供豐富的經(jīng)驗，可以避免因?qū)嶋H工程量超EPC合同工程量而帶來的企業(yè)損失。