張華南

(中國(guó)電建集團(tuán)海外投資有限公司，北京 100000)

1 工程概況

1.1 概述

白鶴灘水電站位于金沙江下游四川省寧南縣和云南省巧家縣境內(nèi)，水電站的開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，兼顧防洪，并有攔沙、發(fā)展庫(kù)區(qū)航運(yùn)和改善下游通航條件等綜合利用效益，是西電東送骨干電源點(diǎn)之一。壩肩開挖工程主要包括：高程834～600m壩基及拱肩槽邊坡工程，左右岸壩基帷幕灌漿洞、截滲洞、排水洞工程，下游高程834～600m水墊塘及上部邊坡開挖及支護(hù)工程；右岸進(jìn)水口高程834～734m邊坡開挖及支護(hù)工程，右岸馬脖子高程780～734m邊坡開挖及支護(hù)等工程。

1.2 地質(zhì)條件

2 高邊坡開挖施工技術(shù)

2.1 施工程序

土石方明挖施工程序按照“自上而下、分層梯段開挖”原則組織實(shí)施，各部位開挖前，需要根據(jù)開挖分層要求，提前形成進(jìn)入施工作業(yè)面的施工道路。

首先利用R1施工道路進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行右岸進(jìn)水口、壩肩槽789m高程以上邊坡開挖。開挖下降至789m高程后，利用R2施工道路進(jìn)行右岸進(jìn)水口789～744m高程和壩肩槽789～744m高程開挖；進(jìn)水口上游R2道路占?jí)憾渭?44～734m高程則利用R3施工道路進(jìn)行開挖，同時(shí)利用R3施工道路進(jìn)行壩肩槽744～729m高程開挖；壩肩槽729m高程以下開挖由于無法布置設(shè)備進(jìn)場(chǎng)道路，需要采用將設(shè)備關(guān)入工作面方式進(jìn)行開挖，鉆機(jī)、挖掘機(jī)等開挖設(shè)備在壩肩槽和水墊塘開挖Ⅰ區(qū)之間互相避炮，交替開挖下降。

2.2 施工方法

2.2.1 開挖分層分塊

壩肩槽從高程834m開挖至600m，開挖高度為234m，壩肩槽前沿爆區(qū)根據(jù)開挖厚度分2～3塊，開挖分層根據(jù)壩肩上、下游邊坡馬道間高差控制在12～15m，壩基預(yù)裂塊爆破分層高度為8～10m。壩肩開挖分層分塊如圖1所示。

圖1 壩肩開挖分層分塊

2.2.2 石方開挖控制

石方開挖是指需要進(jìn)行系統(tǒng)鉆孔和爆破作業(yè)的巖石開挖，體積大于1.0m3需用鉆爆方法破碎的孤石或巖塊亦均屬于石方明挖的范圍。

石方開挖采用鉆爆法施工，常規(guī)梯段爆破開挖主要采用CM-351高風(fēng)壓鉆機(jī)造孔和YQ-100B潛孔鉆機(jī)造孔；邊坡采用預(yù)裂爆破技術(shù)一次成型，預(yù)裂面坡度陡于1∶1時(shí)采用CM-351鉆機(jī)造孔，坡度緩于1∶1時(shí)采用YQ-100B潛孔鉆造孔。

為確保壩基開挖成型質(zhì)量，減少爆破震動(dòng)對(duì)建基面的影響，需要嚴(yán)格控制壩基面爆破塊規(guī)模，開挖厚度和高度控制在10m左右，即1～2排主爆孔、1排緩沖孔和1排預(yù)裂孔的爆破規(guī)模。為便于壩基預(yù)裂塊鉆孔施工和提高爆破效果，在前緣區(qū)爆破時(shí)，對(duì)預(yù)裂塊臨時(shí)邊坡實(shí)施施工預(yù)裂。壩基面開挖實(shí)施前，通過爆破試驗(yàn)優(yōu)化確定爆破參數(shù)。

邊坡馬道部位預(yù)留2m厚保護(hù)層，采用手風(fēng)鉆造孔、水平光爆法或垂直密炮孔法挖除。采用垂直密炮孔法開挖時(shí)，為確保馬道開挖平整度，需嚴(yán)格控制炮孔孔底高程，孔底增加10～20cm超深，超深部分采用鋸木灰或竹管作為柔性墊層。

對(duì)于邊坡危巖體，可采用手風(fēng)鉆造孔，小藥量爆破開挖處理。對(duì)于軟弱夾層等地質(zhì)缺陷部位，采用風(fēng)鎬人工開挖、液壓破碎錘開挖或利用液壓反鏟直接開挖。如需爆破開挖時(shí)，采用手風(fēng)鉆造孔，按照“小梯段、小藥卷、微藥量、弱振動(dòng)”原則進(jìn)行爆破，爆破方向控制與斷層走向一致。

石方開挖爆破后石渣采用挖掘機(jī)和裝載機(jī)挖裝，自卸汽車運(yùn)輸出渣。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 測(cè)量放點(diǎn)及布孔

采用激光全站儀進(jìn)行施工測(cè)量，為提高測(cè)量精度，采用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，盡量減少用人工計(jì)算帶來的錯(cuò)誤與誤差，預(yù)裂孔誤差控制在1.0cm以內(nèi)，用紅油漆做好標(biāo)識(shí)并覆蓋保護(hù)，確保獲得測(cè)量成果準(zhǔn)確性和可靠性。大面積爆破孔布置嚴(yán)格按照間排距成直線型、有效布孔方式。

表1 爆破參數(shù)

3.2 確定爆破參數(shù)

開挖施工前進(jìn)行必要的生產(chǎn)性爆破試驗(yàn)，選定爆破參數(shù)。具體實(shí)施時(shí)應(yīng)根據(jù)爆破試驗(yàn)所確定的最佳爆破參數(shù)進(jìn)行開挖，施工中應(yīng)根據(jù)巖性、風(fēng)化程度及節(jié)理裂隙分布情況及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)。每一梯段爆破鉆孔之前，必須進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，包括預(yù)裂爆破和梯段爆破的孔距、孔深、孔方位角及傾角、裝藥方式、總裝藥量、起爆網(wǎng)絡(luò)、預(yù)裂爆破和深孔梯段爆破最大一段起爆藥量。爆破參數(shù)見表1。

3.3 造孔控制要點(diǎn)

邊坡坡度及輪廓線應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制，實(shí)施單孔測(cè)量放樣，計(jì)算并標(biāo)識(shí)孔深。鉆孔嚴(yán)格按孔深控制，嚴(yán)格按爆破設(shè)計(jì)參數(shù)施工，鉆孔作業(yè)執(zhí)行定人、定機(jī)、定孔“三定”制度，特別是預(yù)裂爆破孔斜孔深要嚴(yán)格控制，采用YQ-100B潛孔鉆造孔時(shí)，要安裝樣架導(dǎo)向。在開孔時(shí)，用自制量角儀測(cè)鉆桿傾角，當(dāng)鉆機(jī)鉆進(jìn)深度達(dá)1.0m左右時(shí)，再?gòu)?fù)測(cè)鉆桿傾角，檢查造孔是否滿足設(shè)計(jì)要求，抓好預(yù)裂鉆孔施工環(huán)節(jié)，嚴(yán)格監(jiān)控鉆孔質(zhì)量。建基面開挖除需要控制鉆孔質(zhì)量外，在進(jìn)行挖裝作業(yè)時(shí)，注意不能讓反鏟過分用力挖掘，以免破壞建基面。在開挖輪廓面時(shí)，殘留炮孔痕跡應(yīng)均勻分布，殘留炮孔痕跡保存率，對(duì)完整的巖體，應(yīng)達(dá)到85%以上；對(duì)較完整和較破碎的巖體，應(yīng)達(dá)到60%以上；對(duì)破碎的巖體，應(yīng)達(dá)到20%以上。相鄰兩炮孔間巖面的不平整度不應(yīng)大于15cm；炮孔壁不應(yīng)有明顯的爆破裂隙。除明顯地質(zhì)缺陷處外，不得產(chǎn)生裂隙張開、錯(cuò)動(dòng)及層面抬動(dòng)現(xiàn)象。

3.4 嚴(yán)格執(zhí)行“三檢”制度

邊坡開挖必須堅(jiān)持自上而下，逐高程分層開挖，不得采用逆坡開挖。同一區(qū)段內(nèi)的開挖平行下降，若不能平行下挖時(shí)，相臨區(qū)段的高差不能大于一個(gè)梯段高度。嚴(yán)格執(zhí)行“三檢”制度，做好交接班檢查與工序檢查，堅(jiān)持“上一道工序驗(yàn)收合格后才準(zhǔn)進(jìn)入下一道工序施工”的原則。對(duì)施工人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，不斷提高施工人員技術(shù)水平和操作能力。實(shí)行持證上崗制，未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)或培訓(xùn)不合格者均不得上崗操作?；A(chǔ)開挖后及時(shí)對(duì)開挖后的基礎(chǔ)面尺寸和土體質(zhì)量進(jìn)行自檢、修整和處理，確認(rèn)合格后方可進(jìn)行初檢和終檢?；A(chǔ)驗(yàn)收合格后及時(shí)測(cè)繪基礎(chǔ)竣工地形圖。

4 結(jié)語

文章從白鶴灘水電站高邊坡地質(zhì)條件復(fù)雜，壩基部位地形陡峻，岸坡順直，巖體風(fēng)化卸荷深度大等特點(diǎn)，從高邊坡開挖方式及在實(shí)際的爆破裝藥過程中，根據(jù)上層巖石揭露情況不斷調(diào)整爆破參數(shù)，鉆孔作業(yè)執(zhí)行定人、定機(jī)、定孔“三定”制度，預(yù)裂孔一次爆破成型，建基面保護(hù)層控制爆破；從測(cè)量放點(diǎn)、確定爆破參數(shù)、造孔控制要點(diǎn)控制質(zhì)量等方面進(jìn)行論述；意在為類似高邊坡開挖和質(zhì)量控制提供可參考的建議；文章不足之處在于高邊坡開挖理論方面還不夠系統(tǒng)成熟，爆破試驗(yàn)方案還不夠完善，許多問題還有待進(jìn)一步思考和探究，從而不斷深入學(xué)習(xí)研究，使文章得到進(jìn)一步完善和提高。