徐成軍，王 贇

(江蘇科興項目管理有限公司，南京 210000)

0 引 言

大型水利樞紐工程建設具有長遠的影響意義，因此，其施工質量要求較高[1-3]。大型水利樞紐多建設于山區(qū)，地形起伏大、地質情況復雜，施工難度較高。針對這種情況，考慮設計方案、地質情況以及不可預見因素是十分必要的[4-7]。

西藏湘河水利樞紐工程配套灌區(qū)設計引水流量11.372 m3/s，加大引用流量14．66m3/s，灌區(qū)土地面積32.07萬畝，設計灌溉面積12．49萬畝，年供水量669萬m3。導流泄洪洞布置于左岸，總長854.2m，洞身為城門洞形，斷面尺寸為9.295×7.2m，底板坡降為1∶50，洞身Ⅲ、IV、Ⅴ類圍巖長度為214.7m 、148.5m、26.8m。導流泄洪洞地質條件復雜，施工難度較高。

1 基本地質情況

泄洪洞進口段地勢較陡，地形坡度一般40°-45°，山前發(fā)育Ⅲ級階地，臨江側岸坡高度約36m。出口段位于山前沖洪積形成的Ⅱ級階地，地勢較平緩，后緣為花崗巖形成的陡坡。出口基巖山體巖性為二長花崗巖，巖體發(fā)育三組裂隙，第①組：NW280°-300/ NE∠61°-75°，裂隙面較平直，較光滑，張開寬1-2mm，微張開-閉合，局部巖屑充填，發(fā)育間距1.9-2.0m，延伸長度>5m；第②組：NE60°/ SE∠58°-65°裂隙面粗糙，起伏，微張開，無充填，發(fā)育間距2.5-3.0m，延伸長度>5m；第③組： SE35°-40°/ NW∠65°-76°，裂隙面平直，較光滑，張開寬1-2mm，微張開-閉合，無充填或局部巖屑充填，發(fā)育間距1.0-2.0m，延伸長度>6m。樁號K0+067.9-K0+096.1m段基礎位于強風化花崗巖上，其工程地質條件較差，巖體裂隙較發(fā)育，完整性較差，建議采取加固措施。

樁號0+096.1-0+170.5m段基礎弱風化花崗巖，巖體完整性較好，工程地質條件較好。樁號K0+170.5-K0+197.3m段上覆巖體厚度約22.3-25.1m，巖體完整性較差，工程地質條件較差，圍巖類別Ⅴ類；進口樁號K0+197.3-K0+281.7m段位于弱風化花崗巖上，弱風化層內埋深26.1-49.6m，巖體完整性較差，圍巖類別Ⅳ類。進水塔樁號K0+281.7-K0+499.5m段基礎為微新花崗巖，巖體完整性較好，圍巖類別Ⅲ類，工程地質條件較好。隧洞樁號K0+499.5-K0+560.5m段底板在弱風化層內埋深29.3-48.2m，裂隙較發(fā)育，巖體完整性較差，圍巖類別Ⅳ類，工程地質條件較差。

2 爆破開挖設計

洞身巖層主要為二長花崗巖，其中Ⅲ類圍巖214.7m，Ⅳ類圍巖148.5m，Ⅴ類圍巖26.8m，方量為：25241.39m3，寬7.4m，垂直高度為9.39m，拱部弧高2.25m，斷面面積約為：64.55m2，由于斷面面積較大，采用臺階法爆破作業(yè)。

圖1 導流洞圍巖臺階法上斷面開挖布孔示意圖

圖2 導流洞圍巖臺階法下斷面開挖布孔示意圖

圖3 掏槽孔角度及孔深示意圖

采用臺階法開挖時，孔網參數如下：

1)鉆孔深度h=0.9m，循環(huán)進尺：L=0.7m

2)炮孔直徑d=40mm

3)炮孔間、排距

周邊眼間距E=(8-18)d=(8-18)×0.04=(0.32-0.72)m，取E=0.5m

輔助眼：孔距0.8m-1.0m ，由內向外可適當減小。

底板眼間距：一般E=0.70-1.0m，此處取0.9m。

4)炮孔個數

炮孔數量按下式計算：

N=3.3×(fS2)1/3

(1)

式中：f為軟巖取6；S為開挖斷面面積。

則上臺階炮孔數量預計為：N=3.3×(fS2)1/3≈65個(S=35.1m2)

下臺階炮孔數量預計為：N=3.3×(fS2)1/3≈57個(S=29.6m2)

裝藥量計算方法如下：

Q=qsLη

(2)

式中：q為炸藥單耗；s為斷面面積；L為掌子面上炮孔深度；η為炮孔利用率。

計算結果見表1、表2。

表1 上臺階鉆孔、裝藥參數表

表2 下臺階鉆孔、裝藥參數表

3 洞內排水

由于導流泄洪洞的底板高程低于湘河水位線，故在施工過程中需進行長期的抽排水工作。導流泄洪洞洞身兩側布置30cm×30cm的排水溝，在支洞與引水發(fā)電洞相交部位布置集水井(3m×1m)，集水井采用M7.5磚砌體，內側采用M7.5砂漿抹面。利用導流泄洪洞及施工支洞的底板縱坡坡度引流至集水井，在采用2臺15kw水泵通過DN500的螺旋鋼管抽排至支洞外。洞內排水工作根據水量的大小隨時進行,或增加抽水泵。

4 洞身支護施工

4.1 支護方案

導流洞從支洞與導流洞交匯處樁號K0+297開始分別向上下游開挖，導流洞K0+27-K0+053.8樁號為Ⅴ類圍巖；K0+053.8-K0+144樁號為Ⅳ類圍巖；K0+144-K0+358.7樁號為Ⅲ類圍巖；K0+358.7-K0+417為Ⅳ類圍巖。Ⅲ類圍巖支護方式為“系統(tǒng)錨桿C25L=3m間距1m，排距1.5m，掛網φ6@25*25cm，噴C20混凝土10cm厚”；Ⅳ類、Ⅴ類圍巖支護方式為“系統(tǒng)錨桿C25L=3m間距1m，排距1m，掛網φ6@25*25cm，噴C20混凝土10cm厚”?，F施工支洞已掘進100m，已到與導流洞相交處即樁號K0+297處，按設計圖紙中該處圍巖類別應屬于Ⅲ類圍巖，但實際該處圍巖裂隙發(fā)育，存在大量碎塊體，塊體間多數為泥質填充甚至呈石夾土或土夾石狀，圍巖自穩(wěn)性較差。我部為保證支護作業(yè)安全導流泄洪洞初期洞身支護采用施工支洞Ⅳ類圍巖支護方式即“22#B鋼支撐+C25L=3m@1.5m鎖腳錨桿+C18錨桿聯(lián)系筋@0.5m+C25L=4.5m拱圈超前錨桿+C25L=3m系統(tǒng)錨桿+φ6@25*25cm鋼筋掛網+噴22cm厚C20混凝土”的支護方式進行支護，鋼支撐、超前錨桿、系統(tǒng)錨桿間距根據現場每一輪開挖后圍巖情況調整。由于采用22#B鋼支撐進行支護會侵占原設計洞式尺寸，為保證洞式尺寸不被侵占需向洞式邊墻及頂拱擴挖12cm保證洞式尺寸符合設計要求。

4.2 錨桿施工

錨桿安裝施工程序：施工臺車就位→標出孔位→鉆孔→注漿→安裝錨桿→封閉孔口→驗收→下一循環(huán)

4.3 鋼筋掛網

隨隧洞開挖進尺分區(qū)、分塊、分段進行。鋼筋網采用φ6.0光圓鋼筋根據設計圖紙要求，現場直接掛網，掛鋼筋網間距正負誤差不得>10mm。錨桿頭點焊固定，中間鉚釘固定，網間鉛絲扎牢，鋼筋網片安裝盡量貼近巖面，并將鋼筋網片綁扎或電焊在錨桿上，沒有錨桿的位置，用鉚釘固定。

4.4 鋼支撐施工

1)鋼支撐的制作

鋼拱架采用工字鋼，按1∶1比例放樣，分段制作完成，運至現場安裝。

鋼拱架需確保加工尺寸準確，焊接長度滿足要求，連接孔位置準確。

2)鋼支撐的安裝

鋼拱架加工好并編號后，運至現場焊接成榀安裝固定。立柱底設鋼墊板，鎖腳錨桿固定。測量定位后，架立鋼拱架，縱向用鋼筋與拱架焊接連成整體，最后拱架與錨桿頭焊接固定。

4.5 噴混凝土施工

上述工序完成后，利用臺車施工噴混凝土。施工前清除雜物。吹洗巖面，后方可噴射混凝土。采用C20混凝土，分兩次噴射完成，每次厚度在5-8cm，待前一次終凝后進行二次噴射，直至達到設計厚度(Ⅳ類、Ⅴ類圍巖厚度220mm，Ⅲ類圍巖厚度為100mm)。

5 結 論

西藏湘河水利樞紐工程作為新修建的大型水利樞紐工程，具有防洪、灌溉、發(fā)電等綜合效益，其施工質量對樞紐效益的發(fā)揮和下游居民的安全影響較大。從爆破設計、洞內排水、支護方案及施工等多個方面對工程導流溢洪洞的設計、施工進行分析，在實施過程中需要嚴格遵守施工方案要求，加強監(jiān)測預警，保證施工質量。