徐　凱

[摘要]探討魚塘水電站引水隧洞的開挖及支護(hù)施工過程及質(zhì)量控制，以尋求水電站引水隧洞的開挖施工的一般性規(guī)律。

[關(guān)鍵詞]水電站 引水隧洞 開挖及支護(hù)施工

中圖分類號(hào)：TV7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0320064－01

一、工程概述

魚塘水電站屬Ⅱ等大（2）型工程，它位于芙蓉江干流中游道真縣舊城鎮(zhèn)境內(nèi)，為烏江下游左岸最大支流芙蓉江梯級(jí)規(guī)劃中的第七級(jí)水電站。

魚塘水電站引水發(fā)電系統(tǒng)主要由進(jìn)水口、壓力引水隧洞、發(fā)電廠房及開關(guān)站、尾水渠等組成。電站進(jìn)水口布置在右壩頭上游約40米的岸邊，發(fā)電廠房位于下游導(dǎo)流洞出口左側(cè)，為引水式地面廠房，裝有2臺(tái)單機(jī)容量為37.5兆瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為75兆瓦，其主要任務(wù)是發(fā)電。

二、引水隧洞施工過程

引水隧洞與進(jìn)水塔下游相接，分1號(hào)、2號(hào)洞兩條，長(zhǎng)度分別為171.44米、167.27米；洞子為圓形斷面，開挖直徑6米，砼襯砌厚度60厘米，襯砌后過水?dāng)嗝嬷睆綖?.8米；沿軸線方向?yàn)辇執(zhí)ь^式，全洞分為鋼襯段與非鋼襯段，非鋼襯段由漸變段、上平段、上彎段、斜洞段、下灣段、下平段及平面轉(zhuǎn)彎段構(gòu)成，其豎向轉(zhuǎn)彎半徑為20米。

引水洞開挖下平段出露巖石主要為層狀灰?guī)r，光爆半孔率及超欠挖控制較好，半孔率達(dá)到95％左右，超挖均控制在15厘米以內(nèi)，基本無欠挖，同時(shí)隨開挖跟進(jìn)系統(tǒng)支護(hù)；之后進(jìn)入斜洞段開挖，斜洞開挖的思路為，沿設(shè)計(jì)斷面底部自下而上開小導(dǎo)洞，然后自上而下進(jìn)行二次爆破達(dá)到設(shè)計(jì)斷面，進(jìn)入下彎段后遇到了斷層破碎帶，破碎帶厚度約20米與水平面呈45ο夾角，向上延伸到斜洞段中部切入洞身底部巖層中，最終延伸至進(jìn)水口右邊坡EL454～EL470處切出地表，其中1號(hào)洞破碎帶巖層破碎較為嚴(yán)重，2號(hào)洞次之。引水隧洞實(shí)際完成石方洞挖12730.08立方米。

三、主要施工方法

進(jìn)水口開挖時(shí)中間部分采用深孔梯段爆破，周邊預(yù)留2.5米保護(hù)層，采用手風(fēng)鉆進(jìn)行光面爆破的方案，具體施工方法如下：

（一）引水渠段

設(shè)計(jì)開挖高程▽443.0米，地層巖性為Q1立方米，灰黑色、深灰色泥灰?guī)r、頁巖、砂巖夾少量灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r，處理強(qiáng)風(fēng)化段。0-005至引渠首段，開挖邊坡1:1.5，澆筑C15護(hù)坡混凝土，0+00～0-005段從高程443～465米采用掛網(wǎng)噴C20砼厚20厘米厚，從高程465至開挖坡頂，噴0.05米厚C20混凝土，邊坡均設(shè)置ф50排水孔3米×3米梅花型布置。

施工于2005年9月22日全部完成，現(xiàn)場(chǎng)施工情況滿足設(shè)計(jì)要求。

（二）進(jìn)水口開挖

樁號(hào)0+00～0+0+19.3米，地質(zhì)巖性為Q1立方米-3厚36.25米，薄至砂巖、深灰色頁巖夾少量生物碎屑灰?guī)r，處弱風(fēng)化以下，無大的地質(zhì)構(gòu)造巖石較為新鮮，開挖高程▽442.2米。

洞臉迎水面邊坡開挖分為三級(jí)臺(tái)階，▽472.5以上開挖邊坡1:0.75，素噴砼、左右側(cè)邊坡掛網(wǎng)噴C20砼厚10厘米，掛網(wǎng)處打系統(tǒng)錨桿ф28、L=6米間、排距3米，梅花型布置。

▽460～▽472.5米高程（迎水面）開挖邊坡1:0.25。

▽442.2～▽460米開挖邊坡1：0.25、馬道1.5米，（迎水面）系統(tǒng)錨桿ф25、L=6米，左右邊坡支護(hù)方式為錨桿φ25、L=1.5米，3米×3米梅花型布置，掛φ2.8鍍鋅鉛絲網(wǎng)噴護(hù)混凝土支護(hù)。

進(jìn)水口覆蓋層開挖前原始地面為一斜坡面，坡面植物茂盛凸凹不平，覆蓋層由植被和50厘米粘土構(gòu)成，其平均高程為EL490米左右，無法采用大型造孔設(shè)備進(jìn)行施工。首先在原始地面上布置爆破孔位，然后組織人員對(duì)炮孔處進(jìn)行清理，然后采用手風(fēng)鉆進(jìn)行造孔，通過爆破將覆蓋層分解。

進(jìn)水口覆蓋層開挖完成后，為三面高邊坡開挖，考慮到巖石為層狀結(jié)構(gòu)，邊坡若采用預(yù)裂爆破的話容易因“跑氣”造成半孔率偏低，為此在該部分施工中采用液壓鉆進(jìn)行深孔梯段爆破的造孔工作，孔深10米，孔徑70毫米，間排距2.5×2米，周圈預(yù)留1米保護(hù)層，采用手風(fēng)鉆進(jìn)行光面爆破。開挖初期爆破石渣采用反鏟配合15t自卸汽車通過472.5高程道路將渣運(yùn)至棄渣場(chǎng)，雖開挖深度下降開挖面變?yōu)楦哌吰潞蠖谓^了于作業(yè)面以外的交通道路，只能采用反鏟將渣甩至上游坡下；在梯段爆破完成一次爆破后，先將侵占預(yù)留保護(hù)層的臨空面深度內(nèi)的石渣清運(yùn)出去，周圈保護(hù)層開挖及邊坡支護(hù)隨后跟進(jìn)，然后再進(jìn)行下一循環(huán)。最終進(jìn)水口邊坡開中挖除右側(cè)EL454～EL470斷層帶處半孔率較低外，其他部位半孔率均在90％左右，局部出現(xiàn)超挖，最大1.2米，基本上不存在欠挖現(xiàn)象。

（三）支護(hù)施工

錨桿孔按施工圖紙要求進(jìn)行布孔，間排距為2米×2米，梅花形布置鉆工根據(jù)布孔位置進(jìn)行鉆孔，孔位偏差符合技術(shù)要求。進(jìn)水口邊坡錨桿施工孔軸方向垂直于坡面，鉆孔采用42毫米直徑的鉆頭。

進(jìn)口邊坡采用YT-28氣腿式風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，GS20E型注漿機(jī)注漿，人工將錨桿插入孔內(nèi)，按“先注漿后安裝錨桿”的施工工藝，鉆孔之后要進(jìn)行風(fēng)壓吹孔，保證了孔內(nèi)無雜質(zhì)同時(shí)安裝砂漿錨桿之前進(jìn)行錨桿孔的驗(yàn)收，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收格后方可注漿。水泥砂漿嚴(yán)格按照試驗(yàn)室提供的配合比進(jìn)行配置，砂漿拌合均勻，隨拌隨用，注漿時(shí)，注漿管插至距孔底5～10厘米，隨砂漿的注入緩慢勻速拔出，至孔口有漿液流出為止，后立即人工安插錨桿。錨桿安裝后，在砂漿凝固前，不敲擊、碰撞和拉拔錨桿。

四、工程施工質(zhì)量

1號(hào)、2號(hào)引水隧洞開挖與支護(hù)分部工程為洞室開挖和錨桿支護(hù)部分。洞室開挖平段開挖采用光面爆破全斷面一次成型，爆破以先掏槽、次崩落、后周遍的順序進(jìn)行，斜井段開挖采用下導(dǎo)洞開挖，待導(dǎo)洞開挖成型后以自上而下的形式擴(kuò)挖至設(shè)計(jì)斷面。爆破采用塑料導(dǎo)爆管串聯(lián)成爆破網(wǎng)絡(luò)，毫秒延發(fā)雷管實(shí)現(xiàn)微差爆破。施工過程中，周邊孔在斷面輪廓線上開孔，沿輪廓線的調(diào)整范圍和掏槽孔的孔位偏差不大于5厘米，其它炮孔孔位偏差不大于10厘米。炮孔痕跡保存率：完整巖石在95%以上，較完整和完整性差的巖石不小于80%。

錨桿支護(hù)采用手風(fēng)鉆和注漿機(jī)進(jìn)行鉆眼和砂漿灌注，布置形式依據(jù)設(shè)計(jì)原則進(jìn)行。錨桿拉拔力試驗(yàn)進(jìn)行2組，錨固砂漿取樣1組，工程施工符合施工規(guī)范要求，開挖尺寸符合設(shè)計(jì)規(guī)定，錨桿支護(hù)符合規(guī)范要求，錨桿拉拔檢測(cè)合格。

五、結(jié)語

綜上所述，魚塘水電站引水隧洞的開挖及支護(hù)施工經(jīng)過幾個(gè)月的努力，順利的為后期澆筑砼施工提供的條件，通過完工后的總結(jié)分析，成熟的方案、執(zhí)行的力度、質(zhì)量管理人員與監(jiān)理工程師的嚴(yán)格把關(guān)是工程保質(zhì)量保進(jìn)度順利實(shí)施的關(guān)鍵。不僅只是開挖，推而廣之，其它項(xiàng)目（工序）的施工也應(yīng)按如此程序?qū)嵤?，這樣才能確保各個(gè)工程均能處于受控狀態(tài)，才能為各業(yè)主提供合格的產(chǎn)品。