中國水利水電第七工程局有限公司三分局 四川 成都 611730

正文：

1 工程概況

天全鍋浪蹺水電站系青衣江一級(jí)支流天全河梯級(jí)開發(fā)中的龍頭水庫，位于四川省雅安市天全縣紫石鄉(xiāng)境內(nèi)，距縣城37km。大壩壩頂高程▽1283.3m， 最大壩高186.3m，上游壩坡1：1.4，下游壩坡采用“上緩下陡”的型式1:1.4～1:1.5，壩頂總寬度12m。

引水隧洞取水口閘門豎井位于引水隧洞取口下游側(cè)約60m部位，閘門井頂部平臺(tái)▽1270.8m，底部▽1205.5m，閘門井總開挖高度65.3m，矩形斷面，開挖尺寸14.2m×10.9m。井下部平洞開挖支護(hù)已經(jīng)全部完成，平洞斷面尺寸8m×8m。

2、閘門豎井施工特點(diǎn)

（1）豎井圍巖為Ⅳ、Ⅴ類，巖體結(jié)構(gòu)（強(qiáng)風(fēng)化～弱風(fēng)化）以碎裂結(jié)構(gòu)為主，其次為鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)，巖體完整性差。

（2）安全問題突出，施工人員遭遭受塌方、爆破、物體打擊等傷害。

（3）施工場(chǎng)地狹窄，不具備汽車吊作業(yè)條件，垂直起重設(shè)備龍門吊和建筑塔機(jī)均無法安裝和使用。

3、閘門豎井支護(hù)設(shè)計(jì)

（1）▽1270.8m～▽1260m范圍

臨時(shí)支護(hù)采用鋼筋混凝土固壁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25，厚度50cm，雙層主鋼筋Φ22，＠20cm×20cm，分布筋Φ16，＠20cm×20cm；普通砂漿錨桿，規(guī)格Φ25、L=900cm，＠150cm×150cm外露30cm。

（2）▽1260.0m～1205.5m范圍

采用型鋼拱架和錨噴聯(lián)合支護(hù)，型鋼采用I20b工字鋼，間距150cm；普通砂漿錨桿，規(guī)格Φ25、L=4.5m，＠150cm×150cm外露30cm，與工字鋼進(jìn)行焊接；鋼筋網(wǎng)Φ8.0@20cm×20cm，16cm厚C25噴射混凝土。

上述支護(hù)參數(shù)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開挖揭示的地質(zhì)情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

4、施工布置

供風(fēng)采用2臺(tái)20m3空壓機(jī)供風(fēng)，供風(fēng)主管采用φ159鋼管，φ50軟管接至工作面。施工用水：采用M7.5漿砌石砌筑15m3水池，增加泵抽水至工作面。采用630kVA變壓器供電。

5、導(dǎo)孔施工

采用LM-250型反井鉆機(jī)，導(dǎo)孔由上往下鉆進(jìn)，直徑φ250mm。導(dǎo)孔形成后由下向上反提形成φ1400mm導(dǎo)井。導(dǎo)孔施工工藝流程圖詳見圖1。

5.1 施工準(zhǔn)備

（1）基礎(chǔ)澆筑：根據(jù)反井鉆機(jī)開挖結(jié)構(gòu)尺寸，在施工期間豎井中心位置進(jìn)行基礎(chǔ)混凝土澆筑，混凝土結(jié)構(gòu)為3.5 m（長(zhǎng)）×3.5m（寬）×1.5m（高），強(qiáng)度C25,鋼筋網(wǎng)片規(guī)格Φ22，@20cm×20cm鋼筋網(wǎng)（上下各一層，鋼筋保護(hù)層厚度5cm）。鉆機(jī)基礎(chǔ)直接影響到反井施工的偏差，關(guān)系著導(dǎo)井施工的成敗，所以基礎(chǔ)施工非常關(guān)鍵。

（2）基礎(chǔ)施工的要求：

對(duì)表面的平整度要求需要達(dá)到3mm左右，混泥土在澆筑的過程中必須要在堅(jiān)固性比較強(qiáng)的巖石上，如果在澆筑之前巖石上有松動(dòng)的小石塊則需要把松動(dòng)的小石塊進(jìn)行清理，通?；炷嗤翝仓暮穸炔荒苄∮?.5嗎，在主機(jī)部分需要配置兩層鋼筋，導(dǎo)孔周圍1.6m之內(nèi)不能配備鋼筋，同時(shí)要避開擴(kuò)孔的部分。蓄水池以及抽水池的深度要達(dá)到1.5m，還需再中間部分設(shè)置隔離墻，在遠(yuǎn)端部位設(shè)置流口。在底部周圍用砂漿進(jìn)行抹面保證底部的平整。

5.2 施工程序

施工準(zhǔn)備工作結(jié)束后，鉆機(jī)安裝就位，調(diào)試正常，首先進(jìn)行導(dǎo)孔施工，施工程序如下圖1：

圖1 導(dǎo)孔施工工藝流程圖

5.3 施工方法

（1）導(dǎo)孔鉆進(jìn)的原理：在導(dǎo)孔鉆進(jìn)的過程中需要兩臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)來增加回轉(zhuǎn)動(dòng)力，鉆桿的轉(zhuǎn)動(dòng)需要利用驅(qū)動(dòng)變速箱來帶動(dòng)，與此同時(shí)在利用油缸進(jìn)行推進(jìn)，加大鉆頭對(duì)巖土的擠壓以至巖土破碎，被擠碎的巖土被歲鉆桿進(jìn)來的水稀釋之后從井口部位排出。

（2）導(dǎo)孔鉆進(jìn)中的關(guān)鍵技術(shù)問題

在反井鉆施工的過程中導(dǎo)孔鉆在使用時(shí)是很重要的，在反井施工中占據(jù)著比較重要的部分，在進(jìn)行中會(huì)有卡鉆的現(xiàn)象，此現(xiàn)象對(duì)于反井工程來講起著關(guān)鍵性的作用，決定著工程的成敗。除此之外導(dǎo)致導(dǎo)井造孔失敗的原因還有很多，例如：地段的不良以及精度的失控，所以在導(dǎo)空施工中要解決的問題有以下幾點(diǎn)：

①偏差控制措施及孔偏精細(xì)量測(cè)技術(shù)；

②滲水量極大的不良地質(zhì)段的深孔灌漿措施。

（3）反井鉆機(jī)鉆進(jìn)導(dǎo)孔鉆具布置

①開孔時(shí)，鉆具布置如下：導(dǎo)孔鉆孔+異型接頭+穩(wěn)定鉆桿，之后提桿，調(diào)整鉆具布置為：

導(dǎo)孔鉆頭+異型接頭+穩(wěn)定鉆桿（1）+普通鉆桿（1）+穩(wěn)定鉆桿（1）+普通鉆桿（3）+穩(wěn)定鉆桿（1）+普通鉆桿（5）+穩(wěn)定鉆桿（1）+普通鉆桿（7）+普通鉆桿（9）+穩(wěn)定鉆桿（1）+普通鉆桿（11），剩余以此類推。

②正常鉆進(jìn)的鉆具布置如下：

導(dǎo)孔鉆頭+異型接頭+穩(wěn)定鉆桿（1）+普通鉆桿（1）+穩(wěn)定鉆桿（1）+普通鉆桿（3）+穩(wěn)定鉆桿（1）+普通鉆桿（5）+穩(wěn)定鉆桿（1）+普通鉆桿（10）+穩(wěn)定鉆桿（1）+普通鉆桿（25）+穩(wěn)定鉆桿（1）+普通鉆桿（16）。

5.4 導(dǎo)孔施工技術(shù)要點(diǎn)

通常情況下，導(dǎo)孔鉆進(jìn)鉆速高于開孔鉆速，并且應(yīng)將動(dòng)力頭出軸鉆速調(diào)整為高速，鉆進(jìn)過程中操作技術(shù)要點(diǎn)：

1）根據(jù)巖石地質(zhì)調(diào)整合理的鉆壓和轉(zhuǎn)速，鉆進(jìn)速度必須均勻，切忌忽快忽慢。

2）密切觀察孔內(nèi)的返漿量，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施。

3）導(dǎo)孔鉆進(jìn)返出的巖渣應(yīng)及時(shí)清理，防止巖渣流入泥漿池。

4）一個(gè)鉆桿完成后，須等孔內(nèi)的巖屑全部排出后，才能停泵接卸鉆桿。

5）控制好鉆壓，通常情況下，低鉆壓適合使用在地質(zhì)比較松軟的區(qū)域以及過渡底層等，而高鉆壓適合使用在硬巖區(qū)域以及穩(wěn)定底層，鉆壓和鉆速要根據(jù)巖層的具體情況來進(jìn)行調(diào)整，倒是還是要保持勻速，不能時(shí)高時(shí)低，鉆孔過程中如果發(fā)現(xiàn)鉆桿在孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的比較的困難，則可能會(huì)遇到巖土裂縫或者是巖層坍塌的情況，在這種狀況下需要把鉆孔工具旋轉(zhuǎn)到另一個(gè)邊，然后再慢慢的勻速下掃。

6）施工過程中設(shè)置備用電源，停電后，依然保證施工的正常進(jìn)行。

6、導(dǎo)井施工

6.1 施工程序

導(dǎo)井施工依然采用LM-250鉆機(jī)，導(dǎo)孔形成后由下向上反提形成φ1400mm導(dǎo)井。導(dǎo)孔施工工藝流程圖詳見圖2。

圖2 導(dǎo)井施工工藝流程

6.2 導(dǎo)井施工方法

導(dǎo)孔施工完成后在下部隧洞拆掉導(dǎo)孔鉆頭，連接好擴(kuò)孔刀盤，開始自下而上的提拉擴(kuò)孔，導(dǎo)井直徑為1400mm。

（1）擴(kuò)孔施工

在進(jìn)行擴(kuò)孔施工中，為了防止孔壁出現(xiàn)坍塌的狀況，以至于鉆孔工具被堵在導(dǎo)孔內(nèi)，要很穩(wěn)的把導(dǎo)孔內(nèi)鉆孔工具取出來，只保留擴(kuò)孔鉆頭上半部分或者是兩根穩(wěn)定的鉆具

1）調(diào)節(jié)動(dòng)力水龍頭出軸鉆速為預(yù)定值，即低鉆速。

2）在擴(kuò)孔鉆頭鋼接觸巖石時(shí)，因巖石表面不平整，為防止擴(kuò)孔鉆頭劇烈晃動(dòng)而損壞刀具，應(yīng)采用低鉆壓、低鉆速，待擴(kuò)孔鉆頭全部入孔后，方可進(jìn)行加壓正常鉆進(jìn)。

3）擴(kuò)孔鉆壓的大小是根據(jù)底層的具體情況及鉆井的深度而定的，從刀具的使用壽命來說，一般不宜超過300KN。

4）在擴(kuò)孔鉆的過程中如果有發(fā)現(xiàn)排渣不順暢，同時(shí)伴隨著劇烈的搖晃，鉆壓忽高忽低，沒辦法繼續(xù)前進(jìn)時(shí)則有可能時(shí)由于有比較大的石塊落在刀具上擠壓所致，此時(shí)將刀具下放一定距離，多次高速旋轉(zhuǎn)，將塊石甩掉，若無效果時(shí)，把鉆頭下放到底進(jìn)行處理。

5）正常擴(kuò)孔時(shí)，必須及時(shí)將巖渣清除運(yùn)走，下孔口不能堵塞。

6）擴(kuò)孔鉆進(jìn)時(shí)，時(shí)刻觀察冷卻水的供給情況，不允許打干孔，防止損傷鉆頭。

7）在較為平常的打孔過程中要根據(jù)孔的尺度以及導(dǎo)孔中的資料數(shù)據(jù)來對(duì)鉆壓的大小進(jìn)行有效的調(diào)整人，在比較軟的巖石中要使用低壓鉆，硬度比較高的巖石中要使用高壓鉆，當(dāng)出現(xiàn)卡鉆的時(shí)候要把鉆壓調(diào)低，在將要擴(kuò)透礦時(shí)需要把鉆壓和扭矩降低，一直到擴(kuò)孔鉆頭出現(xiàn)。

7 閘門井?dāng)U挖

導(dǎo)井完成后即可進(jìn)行閘門豎井?dāng)U挖施工，豎井分為左右半幅開挖，其中左半幅65.40㎡，右半幅89.8㎡，兩個(gè)工作面依次交替開挖和支護(hù)。爆破造孔均采用YT-28手風(fēng)鉆，周邊孔0.4m間距，主爆孔間距0.6～0.9m，孔深1.5m。

鉆孔、裝藥、爆破并通風(fēng)散煙，確認(rèn)安全后，人工配合小反鏟甩渣，導(dǎo)井溜渣，底部平洞用3m3裝載機(jī)配合15t自卸汽車出渣，并及時(shí)進(jìn)行支護(hù)施工。

主要爆破參數(shù)如下表所示：

表1 閘門豎井典型斷面開挖爆破設(shè)計(jì)參數(shù)表

8 結(jié)束語

鍋浪蹺水電站引水隧洞取水口閘門豎井開挖支護(hù)目前已經(jīng)完成約30.0m，實(shí)施效果良好。