楊 曉 東， 陳 宏 偉

(1.四川華電木里河水電開發(fā)有限公司，四川 成都 610081；2.中國水利水電第七工程局有限公司 一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

立洲水電站大壩位于高山峽谷之中，河谷成“U”型，兩岸邊坡高、陡、直，施工布置極為困難。在大壩兩岸壩肩開挖過程中，左壩肩上游開口線以外導(dǎo)流洞上部高程2 180～2 060 m處的不穩(wěn)定楔形體沿著PL1、L2、第Ⅳ組等多組裂隙發(fā)生垮塌，垮塌的石渣將位于下部的導(dǎo)流洞進(jìn)口和1#交通洞進(jìn)口部位完全覆蓋堵塞，導(dǎo)致進(jìn)口水位較高，水深較大。

由于大壩在枯水期的開挖僅能依靠導(dǎo)流洞導(dǎo)流，導(dǎo)流洞的堵塞造成了大壩基坑過流，不能繼續(xù)進(jìn)行壩肩的開挖。為此，盡快地將導(dǎo)流洞疏通是大壩繼續(xù)施工的前提條件。

2 導(dǎo)流洞疏通方案的制定

由于導(dǎo)流洞進(jìn)口處立洲水電站大壩特殊的地理位置及施工布置的困難，在導(dǎo)流洞疏通前，參建各方進(jìn)行了詳細(xì)的討論，提出了導(dǎo)流洞進(jìn)口拋擲爆破、導(dǎo)流洞進(jìn)口小圍堰閉氣、導(dǎo)流洞進(jìn)口形成圍堰逐層下挖降低水位以及導(dǎo)流洞頂部擴(kuò)挖過流等各種不同的疏通方案。經(jīng)過現(xiàn)場進(jìn)行多次勘察、研究，最終決定采用在導(dǎo)流洞頂部施工導(dǎo)流擴(kuò)挖洞與在導(dǎo)流洞進(jìn)口施工臨時(shí)小圍堰下挖下游河床石渣的聯(lián)合方式進(jìn)行導(dǎo)流洞的疏通施工。

施工程序：導(dǎo)流洞擴(kuò)挖洞施工(過流)→導(dǎo)流洞進(jìn)口臨時(shí)小圍堰施工→圍堰下游的河床清理施工→小圍堰拆除施工→導(dǎo)流洞進(jìn)口清理疏通施工。

3 導(dǎo)流擴(kuò)挖洞的開挖與支護(hù)

根據(jù)導(dǎo)流擴(kuò)挖洞的特性(該洞室為城門洞

型，洞寬6.2 m，高7.1～13 m)，主要分三個(gè)區(qū)域進(jìn)行開挖，Ⅰ區(qū)為預(yù)留巖坎頂部，即高程2 006 m以上部分，Ⅱ區(qū)主要為高程2 006～1 998.5 m部分，Ⅲ區(qū)為高程1 998.5 m以下部分(圖1)。

圖1 導(dǎo)流擴(kuò)挖洞開挖示意圖

3.1 道路及平臺(tái)填筑

首先采用CAT329D液壓反鏟裝渣至20 t自卸汽車，沿河谷左側(cè)臨時(shí)道路填筑石渣進(jìn)占至導(dǎo)流洞進(jìn)口部位，形成15 m寬，15 m長的工作平臺(tái)(高程2 006 m)并將平臺(tái)適當(dāng)向上游延伸以便后期清除導(dǎo)流洞上游淤積的石渣。

3.2 開挖方法

3.2.1 Ⅰ區(qū)開挖施工

在Ⅰ區(qū)開挖中，為保證導(dǎo)洞的施工安全，在進(jìn)口段預(yù)留了至少3 m寬的巖坎以擋渣及擋水，待導(dǎo)流洞貫通后再予以清除。洞口段采用先“中導(dǎo)洞后擴(kuò)挖”的方式進(jìn)行開挖，中間楔形掏槽爆破后全斷面進(jìn)行擴(kuò)挖和開挖，一次爆破成型。開挖時(shí)遵循短進(jìn)尺，弱爆破，勤支護(hù)的原則。

中導(dǎo)洞尺寸為3 m(寬)×3 m(高)，采用D7液壓鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，炮孔布置采用楔行掏槽方式，每循環(huán)進(jìn)尺控制在1 m以內(nèi)，中導(dǎo)洞進(jìn)尺3 m后進(jìn)行擴(kuò)挖，擴(kuò)挖采用手風(fēng)鉆在簡易腳手架平臺(tái)上進(jìn)行造孔爆破，待水平段洞室全斷面掌子面平整后，采用在自制的15 t自卸汽車臺(tái)車上造孔爆破。在斜段開挖中，采用人工配YT28氣腿鉆在腳手架上鉆爆，周邊孔光面爆破孔間距為45～50 cm，崩落孔間排距為60～80 cm。周邊光爆孔爆破采用φ32乳化炸藥間隔不耦合裝藥，導(dǎo)爆索同時(shí)起爆，崩落孔采用φ32乳化炸藥連續(xù)裝藥，堵塞密實(shí)，非電毫秒雷管孔內(nèi)延期起爆。

開挖石渣采用CAT329D反鏟直接出渣至洞外施工平臺(tái)，局部石渣采用日立250-3H18長臂反鏟出渣，再采用CAT329D反鏟裝20 t自卸汽車運(yùn)至指定渣場。

3.2.2 Ⅱ區(qū)的開挖施工

待Ⅰ區(qū)開挖完成后進(jìn)行Ⅱ區(qū)擴(kuò)挖，擴(kuò)挖主爆孔主要采用Y28手風(fēng)鉆豎向造孔鉆爆，周邊孔采用人工配TY28氣腿鉆沿設(shè)計(jì)線進(jìn)行鉆爆。為防止預(yù)留巖坎被震動(dòng)破壞，預(yù)留巖坎內(nèi)側(cè)采用豎向光面爆破施工，光面爆破孔間距為30～40 cm，其他部位周邊孔(設(shè)計(jì)線)光面爆破孔間距為30～40 cm，線裝藥200 g/m，主爆孔間排距為100～120 cm，單耗0.5 kg/m3。周邊光爆孔爆破采用φ32乳化炸藥間隔不耦合裝藥，導(dǎo)爆索同時(shí)起爆；主爆孔采用φ32乳化炸藥連續(xù)裝藥，堵塞密實(shí)，非電毫秒雷管孔內(nèi)延期起爆，起爆順序?yàn)椋禾筒劭住缆淇住苓吙住?/p>

開挖石渣采用CAT329D反鏟和日立250-3H18長臂反鏟配合出渣至洞外施工平臺(tái)，局部石渣采用人工配合，再采用CAT329D反鏟裝20 t自卸汽車運(yùn)至指定渣場。

3.2.3 Ⅲ區(qū)的開挖施工

Ⅲ區(qū)采用先施工2 m×2 m中導(dǎo)井，再進(jìn)行周邊擴(kuò)挖，人工出渣的方式進(jìn)行施工。

中導(dǎo)井采用手風(fēng)鉆鉆孔，中間直孔掏槽，φ32乳化炸藥連續(xù)裝藥，堵塞密實(shí)，非電毫秒雷管孔內(nèi)延期起爆。在導(dǎo)井口采用型鋼和腳手架等安裝垂直出渣系統(tǒng)，通過卷揚(yáng)機(jī)將導(dǎo)井開挖石渣出至井外，再采用日立250-3H18長臂反鏟倒運(yùn)至洞外。

周邊擴(kuò)挖光爆孔采用φ32乳化炸藥間隔不耦合裝藥，導(dǎo)爆索同時(shí)起爆，主爆孔采用φ32乳化炸藥連續(xù)裝藥，堵塞密實(shí)，非電毫秒雷管孔內(nèi)延期起爆，起爆順序?yàn)椋褐鞅住苓吙?。將開挖的石渣直接清除至導(dǎo)流洞外。

3.2.4 導(dǎo)流洞混凝土拱段的處理

導(dǎo)洞和導(dǎo)流洞相交段為原施工的鋼筋混凝土圓拱，該段需進(jìn)行貫通施工處理，施工中采用手風(fēng)鉆鉆爆，采取密孔、小藥量爆破以減小混凝土塊體，鉆孔間距為40 cm×40 cm, 采用φ32乳化炸藥連續(xù)裝藥，堵塞密實(shí)，非電毫秒雷管孔內(nèi)延期起爆。爆破后采用氧氣、乙炔割除結(jié)構(gòu)鋼筋，清除混凝土渣體。重復(fù)上述工序直至導(dǎo)流洞鋼筋混凝土完全被清除。

3.2.5 預(yù)留巖坎的清除

考慮到該部位下部為導(dǎo)流洞，為減小爆破震動(dòng)對(duì)導(dǎo)流洞混凝土的影響和減少爆破后石塊的粒徑，對(duì)該部位采用密孔、分段位減小單響藥量的方式進(jìn)行預(yù)裂爆破。爆破后采用日立250-3H18長臂反鏟和PC450反鏟配合盡量挖除石渣，裝20 t自卸汽車至指定渣場。

3.3 支護(hù)施工

3.3.1 鎖口支護(hù)

導(dǎo)流擴(kuò)挖洞鎖口錨筋束的施工采用100B潛孔鉆鉆孔，鉆孔完成后采用CAT336液壓反鏟配合人工植筋，先插筋、后注漿的方式進(jìn)行，采用MZ-30注漿機(jī)注漿。

3.3.2 系統(tǒng)支護(hù)

導(dǎo)流擴(kuò)挖洞遵循邊開挖邊支護(hù)的原則進(jìn)行施工，日立250-3H18長臂反鏟配合。在開挖過程中，及時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)錨桿的施工，錨桿孔利用人工在腳手架配YT28氣腿鉆造孔，錨桿采用錨固劑錨固。原則上待導(dǎo)洞開挖至導(dǎo)流洞混凝土頂拱、錨桿施工完成后進(jìn)行一次性混凝土噴護(hù)，如遇特殊情況，需及時(shí)進(jìn)行噴混凝土支護(hù)?；炷羾娮o(hù)采用GSP-D2混凝土噴漿機(jī)噴護(hù)。

3.4 洞內(nèi)排水

為防止洞內(nèi)積水，在導(dǎo)流擴(kuò)挖洞施工至上游庫水位高程以下時(shí)采用了以下方法排除洞內(nèi)積水：

(1)采用100B潛孔鉆平行于洞軸線沿洞室底部打2個(gè)φ100排水孔，用以洞內(nèi)滲水及施工廢水的排除。

(2)采用100B潛孔鉆自預(yù)留巖坎頂部施工4個(gè)豎直排水孔與導(dǎo)流洞貫通，使?jié)B水就近自排水孔排至導(dǎo)流洞。

(3)每次爆破時(shí)在掌子面中間部位加大鉆孔深度或是在中間部位提前放一茬炮以形成積水坑，通過潛水泵(22 kW)接φ100軟管抽出洞外。

4 導(dǎo)流洞進(jìn)口臨時(shí)小圍堰的施工

在導(dǎo)流洞和1#交通洞之間填筑一臨時(shí)圍堰與對(duì)岸6#便道相接，采用導(dǎo)流擴(kuò)挖洞導(dǎo)流，以達(dá)到快速、有效地清除下游主河道淤積的石渣為目的，為隨后降低上游河床水位、疏通導(dǎo)流洞提供有利條件。

4.1 圍堰設(shè)計(jì)方案

臨時(shí)圍堰為普通堆石圍堰，堰頂寬度為6 m以滿足機(jī)械設(shè)備通行安全的要求，總長度約55 m，堰頂高出河水位80 cm(根據(jù)河水位的抬高及時(shí)加高圍堰)，圍堰兩側(cè)填筑坡比均為1∶1。為減小圍堰滲水，在圍堰上游側(cè)坡面鋪筑1.5 m厚的粘土進(jìn)行初期防滲。圍堰下游填筑坡腳以穩(wěn)定、不影響后期1#交通洞內(nèi)機(jī)械和車輛的通行為基本原則。

4.2 圍堰填筑方案

圍堰填筑采用CAT329D液壓反鏟挖河道淤積石渣裝20 t自卸汽車直接從左岸1#交通洞上游向右岸6#便道進(jìn)占填筑，邊填筑邊采用CAT329D液壓反鏟碾壓，以保證堰體的密實(shí)穩(wěn)定。圍堰盡量向上游河道填筑以盡可能多地進(jìn)行河道清淤。填筑盡量采用粒徑較小的石渣，以便于后期反鏟能夠挖除。待圍堰填筑完成后，采用20 t自卸汽車運(yùn)粘土至圍堰，再采用CAT329D鋪填粘土防滲體。

5 導(dǎo)流洞的疏通施工

圍堰填筑完成后進(jìn)行下游河道的石渣清理，清理完成后通過1#交通洞將導(dǎo)流洞進(jìn)口臨時(shí)小圍堰拆除并降低導(dǎo)流洞進(jìn)口的水位，然后采用CAT329D及日立250-3H18長臂反鏟清除導(dǎo)流洞進(jìn)口的石渣直到導(dǎo)流洞進(jìn)口疏通為止。

6 結(jié) 語

立洲水電站導(dǎo)流洞疏通施工方案的果斷決策，節(jié)約了投資，提前完成了目標(biāo)，簡單、有效、快速的施工方法，給施工同行及類似工程提供了經(jīng)驗(yàn)及借鑒，供探討。