杜曉虎

(新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局，新疆 烏魯木齊 830000)

1 工程概況

大崗山左岸導(dǎo)流洞工程主要項(xiàng)目包括左岸導(dǎo)流洞、主洞工程、101#支線公路、導(dǎo)流洞出口永久橋以及相關(guān)的圍堰工程、臨時(shí)工程等。

該導(dǎo)流洞布置于大渡河左岸和平溝與銅槽溝之間，沿線山體雄厚，谷坡陡峻，基巖裸露，自然坡度一般50°～65°，相對高差一般在600m以上。河谷呈“Ω”形嵌入河曲形態(tài)，和平溝與銅槽溝之間河水流向SSW，枯水期河水位約960～953m，水面寬40～70m，水深7～11m。其中，該標(biāo)導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡最大坡高超過120m、出口邊坡大于130m，分層馬道間的高差大于20m，且邊坡開挖面處于風(fēng)化帶，圍巖較破碎，屬于強(qiáng)卸荷帶。

導(dǎo)流洞開挖施工期間，須加強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定監(jiān)測，制定切實(shí)可行的應(yīng)急處理措施，來保證邊坡的圍巖穩(wěn)定和施工安全。該工程土石方明挖共214071m3，其中覆蓋層開挖 36103m3，石方開挖177968m3。

2 土石方開挖分層處理

針對該工程導(dǎo)流洞進(jìn)口土石方明挖根據(jù)現(xiàn)場施工條件，將以導(dǎo)流洞左岸低線公路為前期開挖施工道路，將進(jìn)口分為上、下兩大部分進(jìn)行。970.0m高程以上的土石方開挖，待從970.0m高程低線公路分支修建的至開挖坡頂?shù)腁#道路形成后，即分層進(jìn)行進(jìn)口段邊坡的開挖作業(yè)。

根據(jù)招標(biāo)文件和圖紙資料，為了便于開挖施工，擬按進(jìn)口邊坡各馬道高程將進(jìn)口上部邊坡開挖分為6大層:

▽1035.5m以上部分為第1層;

▽1035.5～▽1016.5m高程之間為第2層;

▽1016.5～▽995.5m高程為第3層;

▽995.5～▽975.5m高程為第4層;

▽975.5～▽970.0m高程為第5層;

▽970.0m以下高程為第6層。

在開挖作業(yè)中按10m左右厚度又將各大層分為幾個(gè)作業(yè)小層，自上而下逐層開挖。進(jìn)口段▽970.0m以下開挖待導(dǎo)流洞進(jìn)口上層洞挖完成，形成至進(jìn)口支洞的出碴通道后，再分3小層進(jìn)行開挖。

根據(jù)招標(biāo)文件和圖紙資料，該工程出口段邊坡開挖可分為兩大部分進(jìn)行:▽970.0m以上部分為第1層;▽970.0m高程以下段為第2層。

在開挖作業(yè)中按10m左右厚度又將各大層分為幾個(gè)作業(yè)小層，自上而下逐層開挖。出口下部邊坡開挖待導(dǎo)流洞出口上層洞挖完成，形成至出口支洞的出碴通道后，再分兩小層進(jìn)行開挖。

3 開挖實(shí)施技術(shù)

3.1 覆蓋層、強(qiáng)風(fēng)化巖開挖

針對該工程1045.50m高程以上開挖方量小，前期沒有施工道路進(jìn)入施工部位，利用施工道路修筑的時(shí)間，擬采用人工開挖覆蓋層直接翻渣到低線公路積渣坑后再集中出渣，石方采用人工持手風(fēng)鉆造孔，按3～5m一層進(jìn)行光面爆破。邊坡開口線頂部截水溝的開挖應(yīng)先于坡面開挖，由人工按設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)撬挖成形。

3.2 石方開挖

為確保進(jìn)(出)口邊坡的穩(wěn)定和平整度，所有永久邊坡均采用預(yù)裂爆破。馬道和建基面采取水平預(yù)裂(或光面)爆破。當(dāng)進(jìn)出口部位覆蓋層挖完露出巖石后，在頂部鉆機(jī)無法到達(dá)的部位用YT-28手風(fēng)鉆自上而下分層鉆孔爆破，形成5～10m寬的施工平臺。形成施工平臺后，CM351鉆機(jī)開至工作面進(jìn)行鉆孔。人工裝藥，非電雷管微差深孔爆破。周邊預(yù)裂爆破，以控制邊坡開挖質(zhì)量。

各層開挖爆碴由TY220推土機(jī)或PC400液壓反鏟自工作面直接翻渣至下部的低線公路積渣坑，由布置于該處的PC400型液壓反鏟裝15t自卸汽車運(yùn)至渣場。梯段爆破以CM351鉆機(jī)造孔為主，輔以YT-28手風(fēng)鉆進(jìn)行保護(hù)層開挖;鉆孔孔徑Φ105～Φ165，梯段高度10m左右。接近設(shè)計(jì)面時(shí)預(yù)留保護(hù)層，保護(hù)層預(yù)留厚度為1.5m。在石方開挖前，應(yīng)進(jìn)行爆破試驗(yàn)(包括預(yù)裂爆破試驗(yàn))，以取得合理的爆破參數(shù)。爆破石渣采用PC400挖掘機(jī)或CAT966F裝載機(jī)挖裝15t自卸車出渣。

3.2.1 預(yù)裂爆破

在石方開挖前采取爆破試驗(yàn)，施工工藝流程見圖1所示。

圖1 預(yù)裂爆破施工工藝流程圖

預(yù)裂孔鉆孔前，先平整場地，測量準(zhǔn)確放出設(shè)計(jì)開挖線，并灑白灰標(biāo)示。鉆機(jī)就位后要用水平儀準(zhǔn)確調(diào)平。進(jìn)(出)口開挖邊坡分別為1∶0.3、1∶0.5和1∶0.75。鉆孔到達(dá)設(shè)計(jì)深度后吹孔2～3遍。藥卷綁扎在現(xiàn)場進(jìn)行，在竹片上用膠布將炸藥、導(dǎo)爆索按設(shè)計(jì)間距綁扎牢固，為克服孔底夾制力，孔底藥量要適當(dāng)加大，堵塞長度0.8m，藥卷布置見圖2所示。爆破完成后檢查爆破效果，邊坡開挖質(zhì)量要滿足施工技術(shù)規(guī)范要求，欠挖小于15cm，超挖小于20cm，半孔保留率大于85%。

圖2 預(yù)裂爆破藥卷綁扎圖

3.2.2 深孔梯段爆破施工

根據(jù)起爆網(wǎng)絡(luò)先預(yù)裂后主爆的原則，主爆孔和預(yù)裂孔分段起爆，起爆時(shí)間間隔100ms。采用CM351高風(fēng)壓鉆鉆孔，孔排距2.5～(3×2)m，鉆孔完畢后及時(shí)清孔，并注意孔口的保護(hù)，特別是雨季，防止塌孔。孔口堵塞段不小于1.9m，起爆采用非電毫秒微差擠壓爆破，嚴(yán)格控制爆破方向。

最后一層開挖時(shí)底部留足1.2～1.5m保護(hù)層，用手風(fēng)鉆孔開挖。每次爆破施工作業(yè)，必須加強(qiáng)過程控制。對鉆孔質(zhì)量、裝藥量等爆破參數(shù)嚴(yán)格控制。爆破后使用PC400挖掘機(jī)或裝載機(jī)裝15t自卸汽車出渣。

該工程所采取的鉆爆參數(shù)選擇見表1所示。

表1 進(jìn)(出)口邊坡鉆爆參數(shù)表

3.2.3 保護(hù)層開挖

針對建基面以上預(yù)留1.2～1.5m保護(hù)層，保護(hù)層開挖應(yīng)先進(jìn)行爆破試驗(yàn)，確定孔間排距、裝藥量及軟墊層長度等參數(shù)后，再進(jìn)行實(shí)施。施工步驟如下:

根據(jù)爆破試驗(yàn)，用手風(fēng)鉆進(jìn)行加密鉆孔，孔深1.2～1.5m，嚴(yán)格控制孔深(孔底不得進(jìn)入建基面以下，應(yīng)在建基面水平面上)，孔排距0.6m左右，間距0.5m左右，孔底30cm填軟墊層(鋸木屑、草團(tuán)、小木塊)，孔間微差爆破后推土機(jī)集渣，液壓反鏟裝15t自卸汽車出渣。人工配合裝載機(jī)清除石渣。

3.2.4 鉆爆施工技巧

為了有效地確保鉆爆施工質(zhì)量，對鉆爆施工相關(guān)參數(shù)合理選取是關(guān)鍵措施之一。

針對炮孔的孔徑、孔斜、孔深應(yīng)符合經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)的鉆爆設(shè)計(jì)要求，炮孔的孔底應(yīng)落在爆破圖規(guī)定的平面上;炮孔經(jīng)檢查合格后，方可裝藥爆破;炮孔的裝藥、堵塞和引爆線路的聯(lián)結(jié)，應(yīng)符合報(bào)經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)的鉆爆設(shè)計(jì)要求并由經(jīng)考核合格的炮工負(fù)責(zé)。

光面爆破和預(yù)裂爆破效果應(yīng)達(dá)到以下要求:

殘留炮孔痕跡應(yīng)在開挖輪廓面上均勻分布。炮孔痕跡保存率:①光面爆破:弱風(fēng)化巖體30%～50%，微風(fēng)化和新鮮巖體≥80%;②預(yù)裂爆破:弱風(fēng)化巖體40%～80%，微風(fēng)化和新鮮巖體≥80%。

相鄰兩孔間的巖面平整，孔壁不應(yīng)有明顯的爆震裂隙。

相鄰兩茬炮之間的臺階或預(yù)裂爆破孔的最大外斜值，不應(yīng)大于15cm;預(yù)裂爆破后，必須形成貫穿連續(xù)性的裂縫。

3.2.5 施工質(zhì)量控制技術(shù)

對于鉆爆施工來說，其需要采取嚴(yán)格的安全措施以及質(zhì)量控制技術(shù)。

該工程在實(shí)施爆破施工前，進(jìn)行爆破試驗(yàn)，合理選擇爆破參數(shù)。同時(shí)要求準(zhǔn)確無誤的測量放線技術(shù)、鉆孔方向及角度滿足設(shè)計(jì)要求，施工時(shí)隨時(shí)檢查和調(diào)整。

采用預(yù)留巖體保護(hù)層的開挖方法時(shí)，其上部開挖的炮孔不得穿入保護(hù)層。開挖保護(hù)層時(shí)，無論采用何種開挖爆破方法，鉆孔均不得鉆入建基面巖體。

對于緊鄰水平建基面的爆破必須通過試驗(yàn)證明可行，并經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)后，才可在緊鄰水平建基面采用有巖體保護(hù)層或無巖體保護(hù)層的一次爆破法。

與預(yù)裂面相鄰的松動(dòng)爆破孔，應(yīng)嚴(yán)格控制其爆破參數(shù)，避免對保留巖體造成破壞，或使其間留下不應(yīng)有的巖體而造成施工困難。

4 結(jié)語

針對水電站導(dǎo)流洞開挖施工中，其工作面大而且施工難度較大等特點(diǎn)。工程擬采用人工開挖覆蓋層直接翻渣到低線公路積渣坑后再集中出渣。石方采用人工持手風(fēng)鉆造孔，按3～5m一層進(jìn)行光面爆破;同時(shí)為確保進(jìn)(出)口邊坡的穩(wěn)定和平整度，所有永久邊坡均采用預(yù)裂爆破。

工程實(shí)踐效果表明，該工程所采取的導(dǎo)流洞開挖技術(shù)措施可以有效地確保工程施工質(zhì)量以及安全性。

［1］杜鑫，劉小兵，劉曉輝，等．溪洛渡水電站導(dǎo)流洞開挖施工技術(shù)研究［J］．四川水利，2013(04):30-31．

［2］艾克熱木·霍加，古力帕熱·帕拉哈提．溪洛渡水電站導(dǎo)流洞開挖施工技術(shù)研究［J］．新疆水利，2010(07):28-34．

［3］陳澤鑫，黃獻(xiàn)新．珊溪水庫工程1號導(dǎo)流洞開挖施工［J］．內(nèi)江科技，2011(03):28-34．