楊 小 華， 王 良 兵

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司，湖北 宜昌 443000)

1 工程概況

猴子巖水電站位于四川甘孜孔玉鄉(xiāng)，其樞紐建筑物主要由攔河壩、兩岸泄洪及放空建筑物、右岸首部式地下引水發(fā)電系統(tǒng)等組成。攔河壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高223.50 m；泄洪建筑物由右岸溢洪洞和泄洪放空洞，左岸深孔泄洪洞和非常泄洪洞組成；引水發(fā)電系統(tǒng)布置于大渡河右岸，采用首部式地下廠房，電站裝機(jī)容量1 700 MW(4×425 MW)，為大(1)型工程。

溢洪洞置于右岸，洞身進(jìn)口高程為1 805.51 m，洞身出口高程為1 784.42 m，縱坡坡比為2.5%。洞開挖斷面為城門洞型，寬×高尺寸為18.4 m×26.2 m，其中頂拱高為6.5 m，長(zhǎng)825 m。圍巖為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、變質(zhì)灰?guī)r，整個(gè)洞段地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，圍巖類型變化頻繁，大多為Ⅳ類圍巖，位于強(qiáng)卸荷帶內(nèi)，穩(wěn)定性差，局部為Ⅲ類圍巖，特別是進(jìn)出口局部還為Ⅴ類圍巖，洞頂及臨河側(cè)向埋深淺且破碎覆蓋層較多，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量含覆蓋層在內(nèi)最小埋深僅6 m，平均埋深約50 m，埋深巖埂厚度最小僅2 m，成洞難度大。

2 主要施工方案

2.1 進(jìn)洞方案

洞斷面尺寸大，進(jìn)洞口巖石破碎、裂隙發(fā)育且位于強(qiáng)卸荷帶內(nèi)，洞臉已完全暴露且洞臉前已有施工操作平臺(tái)距離洞頂高差達(dá)到29.71 m。采用在洞臉前回填石渣至離洞頂較小高差形成操作平臺(tái)后從洞頂拱開始進(jìn)行施工的方法取代常規(guī)的靠洞一側(cè)從洞口底板開始打斜導(dǎo)洞至洞頂，到洞頂后水平轉(zhuǎn)向到另一側(cè)，再靠另一側(cè)從內(nèi)向洞口進(jìn)行水平導(dǎo)洞開挖的施工方法。

2.2 分層開挖方案

由于洞高度超過26 m，部分洞段下部存在交叉洞室、閘門井且之間巖埂厚度較小，開挖采用自上而下分層進(jìn)行。頂拱層高度為9.5 m，底板保護(hù)層高度為1.5 m，中下層除存在交叉洞室、井的洞段按厚度不大于3 m分層外，其余洞段分為兩層，中層高度8 m、下層高度7.2 m。

2.3 頂拱層開挖方案

Ⅲ類圍巖段頂拱層全斷面進(jìn)行開挖；Ⅳ類、Ⅴ類圍巖段頂拱層分左右半幅進(jìn)行開挖。

2.4 中下層開挖方案

中下層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)面采用深孔預(yù)裂一次性爆破成型，中間采用梯段爆破、分層開挖。

2.5 分塊開挖方案

溢洪洞外側(cè)為河側(cè)基坑且覆蓋層和巖埂均較薄，在鉆爆施工中有效降低對(duì)淺埋深薄巖埂的震動(dòng)，減少淺埋深薄巖埂受破壞甚至滑動(dòng)、垮塌的可能性是關(guān)鍵，因此，為減少爆破對(duì)淺埋深邊坡的震動(dòng)確保邊坡穩(wěn)定，分塊開挖時(shí)，首先開挖的半幅靠?jī)?nèi)側(cè)山體進(jìn)行，以便在進(jìn)行靠外側(cè)山體部分開挖時(shí)已形成較好臨空面降低對(duì)外側(cè)山體巖埂或覆蓋層的擠壓破壞力。

3 主要施工方法

3.1 進(jìn)洞施工方法

3.1.1 摒棄傳統(tǒng)施工方法

靠洞一側(cè)從洞口底板開挖一條斜坡導(dǎo)洞至頂拱層，然后水平轉(zhuǎn)向90°至另一側(cè)，再沿另一側(cè)向洞口方向開挖一條水平導(dǎo)洞，水平導(dǎo)洞貫通后利用斜坡導(dǎo)洞和水平導(dǎo)洞為通道從上而下分層開挖成型并完成支護(hù)項(xiàng)目。

3.1.2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施施工方法

回填一條斜坡道至頂拱層底板并在洞前頂拱層底板高程形成施工平臺(tái)后，直接從洞頂拱層開始按設(shè)計(jì)斷面結(jié)構(gòu)線進(jìn)行開挖的方法進(jìn)行施工，每開挖一循環(huán)即按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行頂拱層支護(hù)項(xiàng)目施工。首先在洞前方平臺(tái)上回填一條斜坡道(滿足裝載機(jī)通行即可)至頂拱層底板，然后再在洞前頂拱層底板高程形成施工平臺(tái)(平臺(tái)大于洞尺寸范圍方便爆破時(shí)鉆爆臺(tái)車停放)，鉆爆臺(tái)車在施工平臺(tái)上拼裝后直接投入使用，前期洞渣料直接用于斜坡道降緩，待斜坡道降緩至自卸汽車可通行后利用自卸汽車將渣料運(yùn)輸至指定渣場(chǎng)堆放。

張仲平是3 D拍賣公司的董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理。拍賣公司是怎么做生意的？簡(jiǎn)單地說，就是中間商，先從委托方那兒拿業(yè)務(wù)，然后把它賣給客戶。不過，他們賺的不是差價(jià)，而是傭金，而且傭金不低，行規(guī)是買賣雙方各百分之五。打個(gè)比方，如果成交價(jià)是一百萬，他們賺十萬，如果成交價(jià)是一千萬，他們賺一百萬，如果成交價(jià)是一個(gè)億，他們賺一千萬，依此類推。按照規(guī)定，勝利大廈這單業(yè)務(wù)得由南區(qū)法院下委托，但如果有案件雙方當(dāng)事人的拍賣推薦函，南區(qū)法院那邊只要履行一下手續(xù)就行了。而剛才提到的左達(dá)，正是勝利大廈的當(dāng)事人之一，過去的開發(fā)商，現(xiàn)在的被執(zhí)行人。就在徐藝要把車子發(fā)動(dòng)開車出庫的時(shí)候，張仲平突然想起了一件事，他讓徐藝等一等。

3.2 頂拱層施工方法

3.2.1 Ⅲ類圍巖段

摒棄常規(guī)的特大斷面洞室頂拱層開挖所采用的先導(dǎo)洞開挖、后擴(kuò)挖的施工方法，采取全斷面一次性完成造孔(中間直孔掏槽，周邊光面爆破)、一次性完成裝藥爆破、非電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行施工，選用的爆破材料有φ32 mm乳化炸藥、毫秒非電雷管、毫秒延期導(dǎo)爆管雷管和導(dǎo)爆索。

鉆機(jī)選用YTP-28汽腿鉆和CM351型履帶鉆機(jī)，人工手持汽腿鉆機(jī)站立在自制鉆爆臺(tái)車上進(jìn)行周邊孔和崩落孔造孔，而CM351型履帶鉆機(jī)主要進(jìn)行中間2個(gè)不裝藥的掏槽孔造孔(CM351型履帶鉆機(jī)鉆孔直徑大，在中間造的不裝藥的孔相當(dāng)于爆破臨空面)。周邊孔孔位全部由測(cè)量隊(duì)采用全站儀根據(jù)爆破設(shè)計(jì)要求進(jìn)行放樣并用油漆標(biāo)出，專人進(jìn)行鉆孔驗(yàn)收，鉆孔驗(yàn)收合格后方進(jìn)行裝藥，其中周邊孔采用不耦合裝藥，選用φ32 mm乳化炸藥，竹片綁扎，導(dǎo)爆索串聯(lián)，單循環(huán)單耗為0.89 kg/m3，周邊孔抵抗線不大于70 cm，單響起爆最大裝藥量不大于36 kg，有效進(jìn)尺2.7 m。爆破參數(shù)如下：

孔名孔徑/mm孔深/cm孔距/cm孔數(shù)(個(gè))藥徑/mm單孔藥量/kg總藥量/kg掏槽孔423207322.2015.40崩落孔4230085～100162321.80291.6周邊孔423005061320.6036.60合計(jì)343.60

3.2.2 Ⅳ類圍巖段

摒棄特大斷面洞室頂拱層常規(guī)的導(dǎo)洞施工方法：分兩個(gè)半幅相隔一定安全距離一前一后同時(shí)進(jìn)行開挖支護(hù)的施工方法或中導(dǎo)洞先行施工、兩側(cè)擴(kuò)挖相隔一定安全距離后同時(shí)進(jìn)行開挖支護(hù)的施工方法，采用全斷面臺(tái)車一次性造孔，然后分成兩個(gè)半幅進(jìn)行爆破，將先爆破半幅渣料進(jìn)行簡(jiǎn)單整平并排險(xiǎn)確保后爆破半幅臨空面后再進(jìn)行后半幅裝藥爆破，最后將兩個(gè)半幅渣料一起挖裝運(yùn)輸，渣料挖裝運(yùn)輸完成后再進(jìn)行全斷面支護(hù)。在先爆破半幅爆破前將靠近先爆破半幅的后爆破半幅兩排崩落孔和周邊孔用與孔徑大小相當(dāng)?shù)腜VC管插入孔內(nèi)以防止塌孔堵塞現(xiàn)象。

先施工半幅采用直孔掏槽，周邊孔采用光面爆破，后施工半幅以先施工半幅為臨空面采取分段爆破，周邊仍采用光面爆破。鉆機(jī)選用YTP-28汽腿鉆和CM351型履帶鉆，人工手持汽腿鉆機(jī)站立在自制鉆爆臺(tái)車上進(jìn)行周邊孔和崩落孔造孔，而CM351型履帶鉆機(jī)主要進(jìn)行先施工半幅中間2個(gè)不裝藥的掏槽孔造孔(CM351型履帶鉆機(jī)鉆孔直徑大，在中間造的不裝藥的孔相當(dāng)于爆破臨空面)。周邊孔孔位全部由測(cè)量隊(duì)采用全站儀根據(jù)爆破設(shè)計(jì)要求進(jìn)行放樣并用油漆標(biāo)出，專人進(jìn)行鉆孔驗(yàn)收，鉆孔驗(yàn)收合格后方進(jìn)行裝藥，其中周邊孔采用不耦合裝藥，選用φ32 mm乳化炸藥，竹片綁扎，導(dǎo)爆索串聯(lián)，單耗為先施工半幅0.74 kg/m3、后施工半幅0.60 kg/m3，周邊孔抵抗線不大于60 cm，單響起爆最大裝藥量不大于20 kg，有效進(jìn)尺為1.5 m。爆破參數(shù)如下：

3.3 中下層側(cè)墻施工方法

中下層結(jié)構(gòu)面采取一次性完成造孔深孔預(yù)裂爆破施工、非電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行施工，中間采用松動(dòng)梯段微差爆破，預(yù)裂孔前設(shè)置一排緩沖孔。選用的爆破材料有φ32 mm和φ70 mm乳化炸藥、毫秒非電雷管、毫秒延期導(dǎo)爆管雷管和導(dǎo)爆索。

先施工半幅孔名孔徑/mm孔深/cm孔距/cm孔數(shù)/個(gè)藥徑/mm單孔藥量/kg總藥量/kg掏槽孔421707320.758.25崩落孔4215065～80124320.5365.72周邊孔421503544320.125.28合計(jì)79.25后施工半幅崩落孔4215065～80112320.5359.36周邊孔421503543320.125.16合計(jì)64.52

3.4 開挖分層分塊控制

3.4.1 頂拱層的分層分塊

根據(jù)中下層側(cè)墻深孔預(yù)裂爆破鉆孔機(jī)具100B型潛孔鉆機(jī)的特點(diǎn)，100B型潛孔鉆機(jī)支架架設(shè)高度約2.5 m，為了便于后期側(cè)墻深孔預(yù)裂爆破孔鉆孔，頂拱層開挖高度為9.5 m，Ⅲ類圍巖段寬度按全斷面進(jìn)行，Ⅳ類、Ⅴ類圍巖段寬度分兩個(gè)半幅進(jìn)行，為減少爆破對(duì)淺埋深邊坡的震動(dòng)確保邊坡穩(wěn)定，首先開挖的半幅靠?jī)?nèi)側(cè)山體進(jìn)行，以便在進(jìn)行靠外側(cè)山體部分開挖時(shí)已形成較好臨空面。

3.4.2 中下層的分層分塊

(1)中下層分兩個(gè)半幅進(jìn)行開挖，為減少爆破對(duì)淺埋深邊坡的震動(dòng)確保邊坡穩(wěn)定，首先開挖的半幅靠?jī)?nèi)側(cè)山體進(jìn)行，以便在進(jìn)行靠外側(cè)山體部分開挖時(shí)已形成較好臨空面。

(2)溢洪洞下部有洞、井部位的巖埂厚度一般在15 m，采用薄層、短進(jìn)尺、弱爆破方式進(jìn)行施工，分層厚度不大于3 m，底板預(yù)留1.5 m保護(hù)層單獨(dú)開挖，長(zhǎng)度進(jìn)尺不大于5m，單次最大起爆裝藥量控制在15 kg以內(nèi)。

(3)溢洪洞下部無其它洞、井部位分3層進(jìn)行開挖，除頂拱層外從上而下分層厚度為8 m、7.2 m和1.5 m(保護(hù)層)。

4 施工技術(shù)或施工方法的創(chuàng)新

(1)Ⅲ類圍巖段頂拱層開挖采用全斷面一次性鉆爆開挖的施工方法；

(2)Ⅳ類圍巖段頂拱層采用全斷面一次性鉆孔、分兩個(gè)半幅爆破的施工方法取代常規(guī)中導(dǎo)洞法和前后半洞法進(jìn)行施工；

(3)效仿明挖邊坡和地面、地下廠房常用的深孔預(yù)裂爆破法，將洞室側(cè)墻采用垂直深孔預(yù)裂爆破取代中間先松動(dòng)爆破側(cè)墻預(yù)留保護(hù)層進(jìn)行水平光面爆破或垂直光面爆破；

(4)斷面大，洞底和洞頂高差大，進(jìn)洞口采用填筑形成施工平臺(tái)從頂拱層開挖進(jìn)洞取代常規(guī)從洞底斜導(dǎo)洞法到洞頂再反擴(kuò)的方法進(jìn)洞。

5 結(jié) 語

隨著各級(jí)政府、機(jī)構(gòu)對(duì)各種工程建設(shè)環(huán)境保護(hù)的日漸重視，從長(zhǎng)期運(yùn)行安全、減少乃至杜絕植被破壞、減少水土流失考慮，水利水電工程中的各種取水、泄洪建筑物采用洞挖的形式越來越多，淺埋深特大斷面的洞室設(shè)計(jì)型式市場(chǎng)前景廣闊。本次淺埋深特大斷面溢洪洞開挖技術(shù)的成功研究與應(yīng)用不但為水利水電行業(yè)在各種復(fù)雜地質(zhì)條件下的取水建筑物和泄洪建筑物等的實(shí)施提供了成功的案例和研究改進(jìn)思路，而且給設(shè)計(jì)方面在特定位置布置何種溢洪設(shè)施提供了參考，可在今后類似工程中具有借鑒和參考意義。