馱英水庫調(diào)壓井開挖施工及安全控制

康永強(qiáng)

（中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，天津 300222）

1 工程概況

馱英水庫工程包括：攔河壩、溢洪道、導(dǎo)流泄洪隧洞、灌溉發(fā)電引水隧洞、渠首電站廠房、壩后電站廠房、過魚設(shè)施、施工交通道路等。灌溉發(fā)電引水系統(tǒng)由進(jìn)水塔、引水主洞、調(diào)壓井等構(gòu)筑物組成。

進(jìn)水塔位于壩軸線上游約380 m處的左岸岸坡位置，為岸塔式結(jié)構(gòu)，塔高47 m，主洞全長(zhǎng)1249 m。引水主洞為有壓隧洞，調(diào)壓井布置在隧洞樁號(hào)GY1+134.000 m 處，采用阻抗式。調(diào)壓井開挖頂高程為237.0 m，井底高程190.818 m。其中高程237.0～232.0 m 段開挖直徑為14.84 m；高程232.0～216.9 m 段開挖直徑為13.84 m；高程216.9～199.548 m 段開挖直徑為13.40 m；高程199.548～197.048 m 段 開 挖 直 徑 為13.40～3.50 m；高 程197.048～190.818 m 段開挖直徑為3.50 m。調(diào)壓井開挖過程中采取系統(tǒng)錨桿加掛網(wǎng)錨噴支護(hù)的初期支護(hù)方式，后期進(jìn)行井筒混凝土襯砌。

洞身段以Ⅴ類、Ⅳ類圍巖為主，洞段巖體褐紅色中厚～厚層狀泥質(zhì)粉砂巖、夾砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。岸層產(chǎn)狀：N40°E，NW∠36°，砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，接觸帶巖體由于水的作用易發(fā)育軟弱破碎帶，易形成塌方，存在較大的施工難度。

2 施工方法

2.1 總體施工方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，豎井開挖選用爆破與非爆破技術(shù)相結(jié)合。調(diào)壓井高程237～232 m 段采用明挖方式開挖并設(shè)置C25（2）W4F50混凝土護(hù)壁井筒，為確保施工安全，必須施工完成該護(hù)臂井筒后方可進(jìn)行232 m 高程以下豎井段的開挖工作。232 m 高程以下先采用液壓反井鉆機(jī)自上而下開挖導(dǎo)井。導(dǎo)孔與下部引水隧洞貫通后，改裝擴(kuò)孔鉆頭自下而上進(jìn)行擴(kuò)孔形成導(dǎo)井，導(dǎo)井直徑為1.4 m。導(dǎo)井開挖完成后進(jìn)行3.5 m 的溜渣井開挖，溜渣井從上向下擴(kuò)挖，溜渣井貫通至底部引水隧洞后，全斷面擴(kuò)挖至設(shè)計(jì)要求。豎井?dāng)U挖段石方采用手風(fēng)鉆自上而下進(jìn)行開挖，利用已開挖的導(dǎo)井從井底出渣，2 m3側(cè)卸裝載機(jī)裝渣，10 t自卸汽車運(yùn)至棄渣場(chǎng)。

2.2 初期支護(hù)

爆破開挖過程中，為保證施工安全，每循環(huán)爆破完成后需由上而下對(duì)井室逐層支護(hù)加固，支護(hù)措施主要包括：安裝系統(tǒng)錨桿、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片及噴射混凝土。

（1）系統(tǒng)錨桿安裝。每循環(huán)擴(kuò)挖完成后及時(shí)施做系統(tǒng)錨桿，利用YT-28 手風(fēng)鉆沿井壁造孔，在豎井高程237.000～197.048 m 段范圍井壁安裝L=4.0 m 的Φ25 mm 系統(tǒng)錨桿，間距為150 cm×150 cm，梅花型布置，錨桿安裝方向應(yīng)徑向且垂直于巖石結(jié)構(gòu)面。豎井高程237.0～232.0 m段的錨桿外露長(zhǎng)度距設(shè)計(jì)開挖面為620 mm，豎井高程232.0～216.9 m段的錨桿外露長(zhǎng)度距設(shè)計(jì)開挖面為120 mm，豎井高程216.9 m 以下的錨桿外露長(zhǎng)度距設(shè)計(jì)開挖面為100 mm。網(wǎng)格梁節(jié)點(diǎn)處的錨桿錨入網(wǎng)格梁250 mm。

（2）鋼筋網(wǎng)片掛設(shè)。系統(tǒng)錨桿安裝完畢后及時(shí)掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)采用Φ8 mm 鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸為15 cm×15 cm，布置于整個(gè)井室360°范圍內(nèi)。為了方便施工，將鋼筋網(wǎng)加工成1.2 m×0.9 m的網(wǎng)片，網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度不小于20 cm，點(diǎn)焊焊接。鋼筋網(wǎng)根據(jù)被支護(hù)圍巖面上的實(shí)際起伏密貼巖面鋪設(shè)，與錨桿外露端頭連接牢固，并在錨桿露頭部分布設(shè)鋼墊塊扣住鋼筋網(wǎng)，用螺栓鉚定牢固，保證錨網(wǎng)系統(tǒng)整體受力。

（3）噴射混凝土施工。噴射混凝土標(biāo)號(hào)為C25（1）W4F50，噴護(hù)厚度為10～12 cm，采取濕噴工藝。噴射作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，分層、分段、分片作業(yè)，噴射順序自下而上。分層噴射時(shí)，一次噴射混凝土的厚度不小于5 cm，后一層噴射應(yīng)在前一層噴射混凝土終凝后進(jìn)行，若超過1 h 后再噴射，應(yīng)先用風(fēng)、水清洗噴射表面。在開挖后及時(shí)進(jìn)行初噴混凝土，復(fù)噴根據(jù)開挖工作面的地質(zhì)情況分層、分時(shí)段進(jìn)行作業(yè)，以確保噴射混凝土的支護(hù)能力和噴層設(shè)計(jì)厚度。噴射混凝土終凝2 h后，應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7 d。

2.3 豎井混凝土襯砌

調(diào)壓井高程196.61～200.75 m范圍內(nèi)的井壁及阻抗孔與隧洞襯砌交接處1 m范圍孔壁不允許設(shè)置施工縫，其余段可3～5 m 設(shè)置一道水平施工縫，調(diào)壓井襯砌均不可設(shè)置豎向施工縫。調(diào)壓井襯砌先由下向上澆筑高程192.318 m～200.800 m 段混凝土，HBT60 混凝土泵輸送入倉，ZN70 插入式振搗器振搗。為確保人員施工安全，分別在高程200.800、220.000 m 處通長(zhǎng)預(yù)埋I20 a 工字鋼＠0.5 m，上方滿鋪5 cm木板形成工作平臺(tái)，正常自下而上進(jìn)行高程200.800～220.000 m、220.000～238.100 m 段襯砌混凝土施工，采用滿堂腳手架、組合鋼模、鋼管圍檁形成環(huán)向圓形模板體系，3條Φ30 cm溜管環(huán)向布置自上而下輸送入倉，ZN70 人工插入式振搗器振搗密實(shí)。調(diào)壓井高程190.156～192.318 m段后期與洞身段襯砌混凝土同倉施工澆筑，以確保結(jié)構(gòu)整體性。

3 安全控制

豎井洞挖作業(yè)嚴(yán)格參照《水工建筑物地下開挖工程施工規(guī)范》（SL 378-2007）及《水利水電工程施工安全管理導(dǎo)則》（SL 721-2015）的要求，監(jiān)理部要求施工單位項(xiàng)目部從組織機(jī)構(gòu)、管理制度、技術(shù)及質(zhì)量保證、安全措施、應(yīng)急管理等方面嚴(yán)格按批準(zhǔn)的施工方案層層落實(shí)，做好安全管理工作，確保了施工中未發(fā)生安全事故。施工單位主要采取了以下保證措施：

3.1 組織保證措施

由項(xiàng)目副經(jīng)理統(tǒng)一負(fù)責(zé)工程調(diào)度指揮，選調(diào)優(yōu)秀的管理人員和素質(zhì)過硬的技術(shù)骨干，充實(shí)技術(shù)力量，做到統(tǒng)一行動(dòng)，步調(diào)一致，與項(xiàng)目各部門全力配合，做到齊抓共管；根據(jù)本工程的實(shí)際施工需要，組織多臺(tái)性能優(yōu)良、先進(jìn)的施工機(jī)械設(shè)備和富有經(jīng)驗(yàn)、高素質(zhì)、成建制的優(yōu)秀專業(yè)隊(duì)伍投入本工程施工；做好物資供應(yīng)和后勤保障工作。

3.2 制度保證措施

實(shí)行工期責(zé)任考核制，制定周、旬、月、季及年度施工計(jì)劃，把進(jìn)度計(jì)劃落實(shí)到班組，按期考核，從上至下推行工期、質(zhì)量獎(jiǎng)懲責(zé)任制；每周召開工程協(xié)調(diào)分析會(huì)議，安排布置工程任務(wù)，解決施工中遇到的各種問題；項(xiàng)目部負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)堅(jiān)持跟班作業(yè)制度，深入一線跟班作業(yè)，及時(shí)了解進(jìn)度動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

3.3 技術(shù)及質(zhì)量保證措施

3.3.1 施工技術(shù)工作方面

在分部工程開工前編制科學(xué)、詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)和作業(yè)指導(dǎo)書，并做好技術(shù)交底工作，將施工技術(shù)及要求及時(shí)傳達(dá)至作業(yè)班組；按業(yè)主、監(jiān)理批準(zhǔn)的技術(shù)方案實(shí)施工作，杜絕由于技術(shù)方案不當(dāng)造成停工、返工等；根據(jù)施工特點(diǎn)和實(shí)際情況對(duì)技術(shù)方案不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，確保施工技術(shù)的先進(jìn)性、實(shí)用性和高效性。

3.3.2 質(zhì)量管理工作方面

（1）豎井施工前。由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人，主持工程技術(shù)部組織技術(shù)員、質(zhì)量員及相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交底，最終確定合理的施工方式、施工時(shí)序，明確注意事項(xiàng)；嚴(yán)格按照施工圖紙、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

（2）施工過程中做到“六不施工，三不交接”。六不施工即：不進(jìn)行技術(shù)交底不施工；圖紙和技術(shù)要求不清楚不施工；測(cè)量和資料未經(jīng)審核不施工；材料無合格證或試驗(yàn)不合格不施工；隱蔽工程未經(jīng)聯(lián)合簽證不施工；未經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可或批準(zhǔn)的工序不施工。三不交接即：無自檢記錄不交接；未經(jīng)監(jiān)理工程師或值班技術(shù)員驗(yàn)收不交接；施工記錄不全不交接。

（3）堅(jiān)持三檢制，以工序質(zhì)量控制為基礎(chǔ)和核心，嚴(yán)格工序管理，檢查上道工序、保障本道工序、服務(wù)下道工序，認(rèn)真做好每道工序的檢測(cè)和記錄，利用檢查、測(cè)試、試驗(yàn)、跟蹤監(jiān)督等手段控制工序活動(dòng)的各種投入要素和環(huán)境條件質(zhì)量。

（4）對(duì)質(zhì)量問題嚴(yán)格處理，不留隱患。對(duì)于施工過程中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題，遵循“四不放過”原則進(jìn)行處理。監(jiān)理部通過召開質(zhì)量問題專題會(huì)或者現(xiàn)場(chǎng)教育會(huì)等多種形式，提高全員的質(zhì)量意識(shí)和責(zé)任心，對(duì)出現(xiàn)的重大質(zhì)量問題，剖析質(zhì)量體系運(yùn)作和質(zhì)量控制過程中的薄弱環(huán)節(jié)，認(rèn)真吸取教訓(xùn)，進(jìn)一步提高質(zhì)量意識(shí)，并落實(shí)整改措施。

3.4 安全生產(chǎn)管理措施

鉆機(jī)操作人員由身體健康持證人員擔(dān)任；操作人員要熟悉反井鉆機(jī)的構(gòu)造和技術(shù)性能、安全操作規(guī)程，并掌握保養(yǎng)和基本維修知識(shí)；開機(jī)前應(yīng)先檢查制動(dòng)器性能、鋼絲繩接頭、各緊固件及機(jī)身安裝情況，發(fā)現(xiàn)不正常情況應(yīng)立即排除；鉆機(jī)吊裝時(shí)嚴(yán)禁違章指揮起吊，指揮信號(hào)要準(zhǔn)確，避免指揮信號(hào)錯(cuò)誤導(dǎo)致誤操作傷人；導(dǎo)孔貫通前3～5 m至導(dǎo)井反向擴(kuò)孔結(jié)束時(shí)，在豎井底部落渣區(qū)設(shè)置安全警戒，警戒區(qū)域內(nèi)嚴(yán)禁人員進(jìn)入，防止塊石墜落傷人。

3.5 應(yīng)急管理保證措施

為規(guī)范豎井施工應(yīng)急管理工作，切實(shí)加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)豎井涌水、突泥、坍塌等事件的應(yīng)急管理，及時(shí)有效的采取緊急措施，控制事故災(zāi)害程度，最大限度地降低事故損失，要求施工單位編制應(yīng)急預(yù)案，成立應(yīng)急救援組織，明確責(zé)任。事故一旦發(fā)生，應(yīng)急救援領(lǐng)導(dǎo)小組立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，根據(jù)本預(yù)案指揮處置程序，立即組織實(shí)施搶險(xiǎn)救援和應(yīng)急處置行動(dòng)，并及時(shí)向上級(jí)單位和地方政府部門報(bào)告。

4 結(jié)語

通過廣西馱英水庫樞紐及灌區(qū)工程調(diào)壓井施工的實(shí)踐，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)施工要求和安全保證措施，較好地解決了開挖支護(hù)中遇到的難題，施工至今未發(fā)生任何安全事故，達(dá)到了預(yù)期的安全目標(biāo)。