李金輝（四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川 成都 610072）

1 工程概況

錦屏二級(jí)水電站屬于二灘電站在雅礱江干流錦屏大河灣上，卡拉至江口河段規(guī)劃的5個(gè)梯級(jí)電站之一，總裝機(jī)容量4800mw，是雅礱江流域裝機(jī)規(guī)模最大的水電站。錦屏二級(jí)水電站工程樞紐主要由首部攔河閘、引水系統(tǒng)、尾部地下廠房三大部分組成，為一低閘、長(zhǎng)隧洞、大容量引水式水電站。錦屏二級(jí)水電站引水隧洞由4條長(zhǎng)16.67KM的引水隧洞組成，引水隧洞洞群沿線上覆巖體一般埋深1500-2000m，最大埋深2525m，具有埋深大、洞線長(zhǎng)、洞徑大等特點(diǎn)。

引水隧洞沿線地層巖性主要為三迭系（T）中、上統(tǒng)的大理巖、灰?guī)r及砂巖、板巖。引水隧洞線路區(qū)地處西南高地應(yīng)力區(qū)，據(jù)三維初始地應(yīng)力場(chǎng)反演回歸分析成果，隧洞線高程的最大和最小主應(yīng)力值分別為70.1MPa和30.1MPa，以自重應(yīng)力為主。

2 施工現(xiàn)狀

引水隧洞洞室開挖采用TBM與鉆爆開挖相結(jié)合的方式，1#、3#引水隧洞采用TBM法開挖（開挖直徑12.4m），2#、4#引水隧洞采用鉆爆法開挖（開挖直徑13.2-13.8m）。在洞挖掘進(jìn)至約10km時(shí)，進(jìn)入了潛在強(qiáng)巖爆洞段，隨著埋深的增加，在掘進(jìn)過程中，巖爆頻發(fā)，等級(jí)越來越高，因巖爆具有看不到、摸不著、隨機(jī)性極強(qiáng)的等點(diǎn)，因此在施工過程中對(duì)人員、設(shè)備構(gòu)成了巨大的安全威脅。

各引水隧洞開挖機(jī)械化程度不高，個(gè)別工作面處于潛在強(qiáng)巖爆洞段，但仍采用人工開挖，現(xiàn)場(chǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)較高。現(xiàn)場(chǎng)施工人員安全意識(shí)不強(qiáng)，過程中未嚴(yán)格按照安全標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行施工作業(yè)。存在未佩戴安全帽、高空作業(yè)未佩戴安全帶等安全違章行為。各主洞上斷面開挖完成后系統(tǒng)支護(hù)滯后較多，承包人資源投入不足，施工組織管理不到位，系統(tǒng)支護(hù)施工進(jìn)度緩慢。

3 過程控制

3.1 加強(qiáng)高埋深巖爆洞段的技術(shù)準(zhǔn)備

3.1.1 要求承包人制訂并上報(bào)防巖爆專項(xiàng)方案

應(yīng)監(jiān)理工程師要求，承包人上報(bào)了防巖爆專項(xiàng)方案，監(jiān)理工程師根據(jù)審批的防巖爆專項(xiàng)方案的要求，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)防巖爆措施進(jìn)行了專項(xiàng)檢查，同時(shí)在日常監(jiān)理活動(dòng)中，不定期進(jìn)行檢查；督促承包人進(jìn)行了防巖爆安全演練，最大限度的提高現(xiàn)場(chǎng)施工人員的防巖爆安全意識(shí)。

3.1.2 要求承包人上報(bào)應(yīng)力解除爆破孔設(shè)計(jì)

應(yīng)力解除爆破的目的是解除或降低應(yīng)力集中區(qū)部位的高應(yīng)力，爆破區(qū)域位于應(yīng)力集中區(qū)范圍內(nèi)，并以能有效解除或降低應(yīng)力為原則。監(jiān)理工程師督促承包人上報(bào)應(yīng)力解除爆破孔布置圖、裝藥量等技術(shù)要求，現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，掌子面施作應(yīng)力解除爆破孔，同時(shí)，開挖后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用多臂鉆在爆部位施工徑向應(yīng)力釋放孔，釋放較高的地應(yīng)力，減輕巖爆強(qiáng)度。

另外，隧洞開挖后掌子面一帶的應(yīng)力集中區(qū)空間形態(tài)為一“渦殼狀”區(qū)域，當(dāng)開挖面形態(tài)適應(yīng)這種應(yīng)力分部形態(tài)時(shí)，有利于維持圍巖的圍巖水平和圍巖強(qiáng)度，達(dá)到利用圍巖強(qiáng)度控制巖爆的目的。為此監(jiān)理工程師建議承包人在巖爆多發(fā)地段將掌子面形態(tài)也修正為“渦殼狀”，中心部位凹進(jìn)，從中央到周邊平順過渡，形成總體上的弧形形態(tài)。

3.1.3 加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)報(bào)、微震監(jiān)測(cè)工作

經(jīng)業(yè)主引進(jìn)微震監(jiān)測(cè)技術(shù)，提前對(duì)前方圍巖發(fā)生巖爆的可能性、等級(jí)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，較好地指導(dǎo)了現(xiàn)場(chǎng)施工，最大程度上減少了巖爆危害，不少預(yù)測(cè)有巖爆風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域，在監(jiān)理工程師督促施工單位采取及時(shí)有效的支護(hù)措施后，降低了巖爆造成的破壞程度或者避免了巖爆的發(fā)生。

在各引水隧洞施工過程中，采用綜合的宏觀地質(zhì)預(yù)測(cè)、TSP中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)、短距離表面雷達(dá)等多種方法進(jìn)行綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)，堅(jiān)持預(yù)報(bào)在前，先探后掘，最大限度的查明前方地質(zhì)狀況，指導(dǎo)施工，規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)。

一般地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)范圍為掌子面前方30m范圍內(nèi)，監(jiān)理工程師收到預(yù)報(bào)成果后，第一時(shí)間轉(zhuǎn)發(fā)承包人，同時(shí)要求承包人有針對(duì)性的做好準(zhǔn)備工作。輕微-中等巖爆洞段，要求承包人地質(zhì)工程師加強(qiáng)巡查，注意圍巖變化情況，潛在強(qiáng)巖爆洞段，要求承包人加強(qiáng)支護(hù)，及時(shí)噴射CF30鋼纖維混凝土進(jìn)行封閉，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工安全。

3.2 加大資源投入，滿足現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化施工需求

3.2.1 督促加大開挖、支護(hù)大型機(jī)械設(shè)備投入

針對(duì)潛在強(qiáng)巖爆洞段施工風(fēng)險(xiǎn)較高的形勢(shì)，監(jiān)理工程師多次組織參建各方召開專題會(huì)、協(xié)調(diào)會(huì)，經(jīng)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)商討決定，同意增加開挖、支護(hù)大型機(jī)械設(shè)備投入，以減低巖爆洞段施工人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.2 加強(qiáng)支護(hù)措施

在巖爆洞段，臨時(shí)支護(hù)采用加強(qiáng)支護(hù)，以確保現(xiàn)場(chǎng)施工安全，具體采用以下支護(hù)形式：

1）水脹式錨桿

水脹式錨桿具有安裝速度快、全長(zhǎng)受力的特點(diǎn)。使用水脹式錨桿，可有效預(yù)防或減輕巖爆造成的危害，同時(shí)，可滿足現(xiàn)場(chǎng)快速完成支護(hù)進(jìn)行開挖施工的要求。

2）漲殼式預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿

漲殼式預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿具有受力速度快、能夠?qū)崿F(xiàn)永臨結(jié)合目的的特點(diǎn)。在巖爆區(qū)使用漲殼式預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿，首先將錨桿插入，施加預(yù)應(yīng)力，第一時(shí)間起到穩(wěn)固圍巖的作用，后期再進(jìn)行注漿，實(shí)現(xiàn)了安裝與注漿的平行作業(yè)，不耽誤開挖施工進(jìn)度。

3）納米材料混凝土

納米材料的成分顆粒大小以納米為單位，能夠很好的改善噴射混凝土的性能，初凝快、噴層易增厚厚、粘結(jié)力強(qiáng)、回彈率小、強(qiáng)度上升快，能加快作業(yè)速度，很好的約束圍巖變形，給予圍巖變形柔性支持力。

在巖爆洞段，開挖完成后第一時(shí)間采用納米鋼纖維混凝土對(duì)掌子面進(jìn)行封閉，確保后續(xù)施工安全。

4）鋼筋網(wǎng)片

鋼筋網(wǎng)片為φ8@15m×15cm，是一種柔性支護(hù)形式。在巖爆洞段圍巖易形成應(yīng)力集中的部位及巖爆發(fā)生后形成塌坑的部位，采用掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片，并與錨桿外露端焊接，隨后噴射鋼纖維納米混凝土，從而形成一層殼體，可有效地重新分配地應(yīng)力，減少巖爆強(qiáng)度。

5）柔性防護(hù)網(wǎng)

在強(qiáng)巖爆洞段采用掛設(shè)柔性鋼絲網(wǎng)，可增大鋼纖維混凝土的噴射厚度，對(duì)圍巖起到較好的支撐和分散應(yīng)力的效果。

在潛在強(qiáng)巖爆洞段施工時(shí)，監(jiān)理工程師根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，要求承包人上述各種加強(qiáng)支護(hù)形式結(jié)合使用，以達(dá)到綜合治理巖爆的效果。

3.3 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工過程中管理

3.3.1 督促已開挖洞段及時(shí)完成系統(tǒng)支護(hù)

潛在強(qiáng)巖爆洞段施工時(shí)，監(jiān)理工程師督促承包人及時(shí)完成系統(tǒng)支護(hù)，做到“一循環(huán)一支護(hù)”。針對(duì)個(gè)別工作面系統(tǒng)支護(hù)滯后，掌子面較遠(yuǎn)的情況，監(jiān)理工程師組織召開周例會(huì)、月例會(huì)、協(xié)調(diào)會(huì)，并下發(fā)監(jiān)理指令、正式文函，督促承包人加大資源投入，及時(shí)完成系統(tǒng)支護(hù)施工，確?，F(xiàn)場(chǎng)安全。

3.3.2 巖爆洞段督促承包人按照應(yīng)力解除爆破施工

巖爆洞段施工，監(jiān)理工程師下發(fā)現(xiàn)場(chǎng)指令、正式文函，督促承包人按照應(yīng)力解除爆破技術(shù)進(jìn)行開挖施工，最大限度減少巖爆的發(fā)生，并提高了巖爆洞段開挖質(zhì)量。

3.3.3 滯后性巖爆發(fā)生后要求暫停開挖施工，進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)

下斷面開挖采用中部拉槽、兩側(cè)預(yù)留保護(hù)層二次擴(kuò)挖，強(qiáng)巖爆洞段采用上、下分層開挖的施工方式。施工過程中，發(fā)生滯后性巖爆后，監(jiān)理工程師第一時(shí)間組織業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工等參建各方相關(guān)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查看，設(shè)定下一步支護(hù)參數(shù)，同時(shí)要求承包人暫停掌子面開挖，首先完成巖爆部位支護(hù)施工，方可恢復(fù)掘進(jìn)。

3.4 加強(qiáng)人員、設(shè)備安全管理

3.4.1 督促現(xiàn)場(chǎng)施工人員做好安全防護(hù)

監(jiān)理工程師督促承包人加強(qiáng)對(duì)施工人員的安全教育，包括新工人入場(chǎng)安全教育、特種人員安全生產(chǎn)教育和培訓(xùn)、各級(jí)安全管理干部的安全生產(chǎn)培訓(xùn)等，使管理及施工人員認(rèn)識(shí)到安全生產(chǎn)的重要性、必要性，自覺地遵守安全生產(chǎn)法令和規(guī)章制度。

監(jiān)理工程師督促承包人現(xiàn)場(chǎng)施工人員在潛在強(qiáng)巖爆洞段施工時(shí)，必須佩戴鋼盔，身穿避彈衣，同時(shí)若巖爆現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，要求承包人適當(dāng)調(diào)整施工工序，采取待避措施，待主要巖爆發(fā)生過后再進(jìn)行作業(yè)。日常監(jiān)理過程中，監(jiān)理工程師對(duì)施工人員安全帽等安全防具的佩戴進(jìn)行隨機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)未按要求進(jìn)行佩戴的，要求其進(jìn)行整改，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行安全教育

3.4.2 督促現(xiàn)場(chǎng)大型機(jī)械設(shè)備做好安全防護(hù)

巖爆洞段施工前，監(jiān)理工程師督促承包人采用多臂鉆進(jìn)行鉆孔，濕噴臺(tái)車進(jìn)行支護(hù)，最大限度地使用機(jī)械代替人工作業(yè)，同時(shí)要求承包人對(duì)所有機(jī)械車輛（包括裝載機(jī)、挖掘機(jī)、多臂鉆和濕噴臺(tái)車）的操作室（臺(tái)）及發(fā)動(dòng)機(jī)蓋全部用具有一定厚度鋼板進(jìn)行加厚加固，均采用1cm厚鋼板在駕駛室或重要部位安裝防護(hù)棚。

3.5 加強(qiáng)開挖貫通安全管理

3.5.1 做好協(xié)調(diào)工作

各引水洞開挖工作面上斷面貫通前，監(jiān)理工程師積極做好協(xié)調(diào)工作，在兩個(gè)工作面開挖相距100m時(shí)，即要求承包人開挖爆破前提前相互通知，另一個(gè)工作面人員、機(jī)械設(shè)備撤離工作面；在兩個(gè)工作面相距50m時(shí)，監(jiān)理工程協(xié)調(diào)承包人暫停一個(gè)工作面開挖施工，進(jìn)行支護(hù)施工，另一個(gè)工作面單向掘進(jìn)，開挖爆破前提前通知，另一個(gè)工作面人員、機(jī)械設(shè)備撤離工作面，確保貫通安全。

3.5.2 做好信息管理工作

各開挖面貫通前，監(jiān)理工程師督促承包人做好測(cè)量工作，復(fù)核兩個(gè)工作面之間的開挖距離，確保開挖施工的安全距離。

4 監(jiān)理成效

1#、2#、3#、4#引水洞的上斷面開挖工作面均實(shí)現(xiàn)安全貫通，施工過程中未發(fā)生安全責(zé)任事故，為錦屏二級(jí)水電站的順利充水發(fā)電奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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