王佳奎，鄭希娟

（中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林長春 130021）

1 工程概況

羅州壩水電站工程引水隧洞全長325.229 m，由上平段、豎井段、下平段組成。閘門井后為長度10 m的漸變段，進口處為6.5 m×7.3 m（寬×高）矩形斷面，末端漸變?yōu)榘霃綖?.65 m圓型斷面。漸變段末端至引水隧洞豎井上彎段起點為上平段，長度19.10 m，中心線高程為250.35 m。上平洞與下平洞采用半徑為3.15 m圓形豎井連接，豎井段長度（含上、下彎段）91.02 m，高度73.90 m，上、下彎段轉(zhuǎn)彎半徑均為15.0 m，轉(zhuǎn)彎角度均為90°。豎井下彎段末端至廠房蝸殼進口為下平段，長205.109 m，中心線高程為175.70 m。平洞石方洞挖7 190 m3，豎井石方井挖2 840 m3。

2 施工布置

棄渣料堆存地為上壩公路下游與2號公路相接處附近，棄渣容量400 000 m3。

引水隧洞上平洞開挖石渣主要運輸?shù)缆窞椋孩裉柺┕ぶФ础?32公路→2號公路→棄渣場。引水隧洞下平洞及豎井段開挖石渣運輸通道：Ⅱ號施工支洞→原2號施工支洞→2號公路→棄渣場。

3 引水隧洞開挖設計

3.1 施工程序

引水隧洞開挖工程施工程序，施工準備→Ⅱ號施工支洞開挖完成→引水隧洞下平洞開挖施工；施工準備→Ⅰ號施工支洞開挖完成→引水隧洞上平段開挖施工→引水隧洞豎井段導井開挖→引水隧洞豎井段擴挖。

3.2 施工方法

根據(jù)施工布置，引水隧洞與外界連通有兩條施工通道，即布置在引水隧洞上平段的Ⅰ號施工支洞和布置在引水隧洞下平段的Ⅱ號施工支洞。引水隧洞施工可根據(jù)施工支洞開挖完成情況，及時進行引水隧洞上平段及引水隧洞下平段開挖施工，由于引水隧洞斷面較小，為保證開挖設計邊線的平整度及工期要求，采用全斷面一次開挖，中間掏槽，周邊光面爆破。鉆孔采用YT-28手風鉆鉆孔，水平掘進。待引水隧洞上平洞段施工滿足反井鉆機施工工作面要求后，采用反井法進行引水隧洞豎井段開挖施工。豎井開挖采用LM-200反井鉆機進行導井開挖，導井直徑1.4 m，開挖完成后進行豎井段擴挖施工，擴挖采用人工持手風鉆鉆孔，由上至下以導井為臨空面梯段爆破，梯段高度3.5 m，循環(huán)進尺約3 m。開挖石渣采用3.0 m3裝載機配20t自卸汽車出渣。

3.2.1 引水隧洞上、下平段開挖施工

引水隧洞上平段由漸變段和直管段組成，漸變段為方形斷面漸變?yōu)閳A形斷面，長度10 m，直洞段為半徑3.15 m圓形斷面，長度20 m。根據(jù)施工布置由Ⅰ號施工支洞進入引水隧洞上平段施工，開挖方向由直洞段向漸變段掘進，與閘門豎井連通，以利于閘門豎井開挖施工，同時滿足引水隧洞上平段的自然通風需要。

引水隧洞下平段開挖由4個直洞段、2個轉(zhuǎn)彎段及2個漸縮段組成，均為圓形斷面，最大開挖直徑6.3 m，最小開挖直徑5.2 m。

平洞段開挖采用全斷面一次開挖，中間掏槽，周邊光面爆破。YT-28手風鉆鉆孔，鉆孔深度3.3 m，循環(huán)進尺3 m，孔徑42 cm，32 mm乳化炸藥，周邊光爆孔采用25 mm乳化炸藥。采用1 m3液壓反鏟扒渣，出渣采用3 m3裝載機裝20 t自卸車運至渣場。

3.2.2 引水隧洞上彎段及下彎段開挖施工

引水洞上、下彎段開挖分兩部分進行，與上、下平洞段相接部位同平洞段一起施工，與豎井段相接部分同豎井段一起施工，與上、下平段一起施工的彎段采用鉆爆法開挖，采用YT-28手風鉆鉆孔，周邊光面爆破，非電毫秒雷管微差起爆網(wǎng)絡，出渣采用3 m3裝載機配20 t自卸汽車進行，與豎井一起施工的彎段采用先反井鉆機鉆設導井，再自上而下擴挖成型的施工方法，擴挖鉆孔采用手風鉆，周邊光面爆破，非電毫秒雷管微差起爆網(wǎng)絡，在井底采用3 m3裝載機配20 t自卸汽車出渣。

3.2.3 引水隧洞豎井開挖施工

豎井的開挖先采用LM-200型反井鉆機開挖導井，然后采用YT-28手風鉆擴挖的施工方法進行開挖。反井鉆機布置于引水隧洞上彎段開挖平臺上。

1）?1.4 m導井鉆設。導井施工包括施工準備、反井鉆機就位、導孔鉆進、導井鉆進等幾個步驟，導井施工程序：鉆井作業(yè)施工平臺施工→反井鉆機基礎及循環(huán)水池的施工→安裝液壓系統(tǒng)冷卻循環(huán)水箱→安裝反井鉆機并進行調(diào)試→由上往下鉆進?216 mm導孔→導孔貫通后，拆除導孔鉆頭，安裝?1.4 m擴孔鉆頭，由下往上進行擴孔施工→拆除反井鉆機。

豎井段開挖采用LM-200型反井鉆機進行導井開挖施工。首先鉆設直徑為216 mm的導孔，導孔采用導向儀控制孔向并及時糾偏，導孔貫通后，在豎井下部安裝?1.4 m的擴孔鉆頭，從下至上對導孔進行擴挖成直徑為1.4 m的導井，導井開挖渣料在引水隧洞下平段內(nèi)采用3.0 m3側(cè)卸裝載機裝20 t自卸車出渣。

2）全斷面擴挖施工。在豎井段導井開挖完成后，進行全斷面擴挖至設計尺寸。全斷面擴挖采用自上而下“一排炮、一支護”的施工方法進行施工，上一循環(huán)支護結(jié)束后再進行下一循環(huán)的開挖，并及時進行鎖口支護施工。豎井全斷面擴挖采用人工持手風鉆鉆孔，崩落孔采用?32藥卷連續(xù)裝藥，最外側(cè)一圈炮孔采用?25藥卷連續(xù)裝藥減弱爆破，孔口用砂袋堵塞嚴實，起爆分段由內(nèi)向外依次爆破。Ⅱ類圍巖開挖鉆孔深度為2.0 m，預計循環(huán)進尺1.8 m。開挖施工中，井口開挖采用短進尺，控制鉆孔深度不超過1.5 m，減少藥量，周邊孔線裝藥密度不超過200 g/m。人工扒渣通過溜渣井溜渣至下平段，3.0 m3裝載機配20 t自卸汽車在下平段裝渣。豎井擴挖施工的所有設備、材料由卷揚機牽引吊籠下至工作面。

4 施工進度安排及施工設備配置

4.1 施工進度安排

引水隧洞開挖支護工期見表1

表1 引水隧洞開挖支護工期計劃表

根據(jù)引水隧洞開挖支護工期安排，石方開挖高峰期為引水隧洞下平段開挖。石方開挖高峰期強度為2 800 m3/月。

4.2 施工設備配置

按照引水隧洞開挖高峰期強度2 800 m3/月計算，施工機械設備配置見表2。

表2 主要設備表

5 結(jié)語

文中重點介紹了羅洲壩水電站引水隧洞的開挖設計，包括施工通道布置、施工程序、施工方法、施工進度安排及施工設備的選型，為地下工程隧洞開挖施工設計提供參考和借鑒。