戈文武

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

江坪河水電站引水發(fā)電系統(tǒng)工程洞挖爆破施工

戈文武

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

介紹江坪河水電站引水發(fā)電系統(tǒng)工程的洞挖爆破施工技術(shù)，通過(guò)對(duì)洞挖的爆破設(shè)計(jì)，利用合理的開(kāi)挖方法，確保洞挖取得了良好的效果。

江坪河水電站 引水發(fā)電系統(tǒng) 爆破設(shè)計(jì) 施工技術(shù)

1 工程概況

江坪河水電站位于溇水干流上游河段，湖北省鶴峰縣走馬鎮(zhèn)，為一等大(1)型工程，工程樞紐由混凝土面板堆石壩、右岸泄水建筑物(包括隧洞式溢洪道和泄洪洞)、左岸引水發(fā)電系統(tǒng)等建筑物組成。引水發(fā)電系統(tǒng)工程洞挖爆破施工，主要有1#引水洞斜井?dāng)U挖，1#、2#引水洞欠挖處理和F71巖溶排水洞開(kāi)挖。

1#引水隧洞的上平段和下平段已全部開(kāi)挖支護(hù)完成，斜井段(樁號(hào)范圍SD10+240m～SD10+365.5m)導(dǎo)洞已經(jīng)貫通，尚未擴(kuò)挖和支護(hù)；2#引水隧洞的開(kāi)挖和支護(hù)已完成。兩條引水隧洞洞身存在不同程度的超欠挖情況，引水洞內(nèi)混凝土工程、鋼管安裝工程、灌漿工程還未施工，F(xiàn)71巖溶排水洞尚未施工。

洞挖工程量分別為1#引水洞斜井?dāng)U挖6662m3(SD10+240m～SD10+365.5m)，1#、2#引水洞欠挖處理2984m3，F(xiàn)71巖溶排水洞開(kāi)挖498m3，共計(jì)10144m3。

2 施工布置

2.1 施工道路

本工程1#引水洞擴(kuò)挖，1#、2#引水洞欠挖處理及F71巖溶排水洞開(kāi)挖，均以①、②施工支洞作為設(shè)備運(yùn)輸和出渣施工道路，洞外分別接⑦、⑤道路為運(yùn)輸通道至各個(gè)部位，滿足各施工作業(yè)面的交通運(yùn)輸需求。

2.2 供風(fēng)、供電、供水

供風(fēng)：1#引水洞斜井?dāng)U挖，采用兩臺(tái)20m3移動(dòng)式空壓機(jī)供風(fēng)；1#、2#引水洞欠挖處理，采用兩臺(tái)12m3移動(dòng)式空壓機(jī)供風(fēng)。

供電：①施工支洞施工用電，從隧洞口專用變壓器接入；②施工支洞施工用電從廠房變壓器接入。

供水：①施工支洞施工用水，采用從370m高程水池水泵抽水至隧洞口的50m3水池內(nèi)；②施工支洞施工用水，采用從廠房旁主供水管直接供水。

通風(fēng)：引水洞均已貫通，自然通風(fēng)良好，在洞內(nèi)布置1臺(tái)落地式風(fēng)機(jī)滿足洞內(nèi)通風(fēng)。

3 爆破設(shè)計(jì)

3.1 引水洞擴(kuò)挖爆破設(shè)計(jì)

斜井?dāng)U挖施工采用全斷面爆破開(kāi)挖方法，進(jìn)尺2.5m，周邊孔嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)輪廓線放樣布孔，人工裝藥，光面爆破。爆破孔間距按80cm～100cm控制，周邊光爆孔間排距按0.5m控制，鉆孔深度按2.5m控制，炸藥單耗按0.75kg/m3控制。

3.2 斜井井筒爆破設(shè)計(jì)

斜井井筒采用全斷面光面爆破擴(kuò)挖，YTP-28手風(fēng)鉆斜向造孔，孔徑42mm，孔深2.5m，采用直徑32mm乳化炸藥。輪廓線周邊孔孔距50cm，光面孔線裝藥密度150g/m，擴(kuò)挖爆破單循環(huán)裝藥量89.6kg，爆破單耗0.82kg/m3。

3.3 1#、2#引水洞欠挖爆破設(shè)計(jì)

對(duì)于欠挖厚度小于15cm的部位，人工風(fēng)鎬鑿除，欠挖厚度大于15cm的，采用鉆爆挖除。造孔采用YTP-28型鉆機(jī)，人工裝藥及聯(lián)網(wǎng)，炮孔間距及單耗應(yīng)根據(jù)欠挖厚度確定，最大不超過(guò)50cm，鉆孔方向以平行洞軸線為宜，單耗取值一般控制在0.1kg/m3～0.5kg/m3之間。

4 洞挖施工

4.1 1#引水洞斜井?dāng)U挖

4.1.1 斜井?dāng)U挖施工程序。開(kāi)挖準(zhǔn)備→測(cè)量放線→鉆孔→裝藥爆破→通風(fēng)散煙→安全處理→出碴、清底→支護(hù)→路、轉(zhuǎn)下一循環(huán)延伸風(fēng)水電線。

4.1.2 主要施工部署。1#引水洞擴(kuò)挖為樁號(hào)SD10+240m～SD10+365.5m斜井段，擴(kuò)挖直徑7.6m，導(dǎo)井已施工完成，現(xiàn)只需對(duì)斜井段進(jìn)行擴(kuò)挖。擴(kuò)挖施工上下交通工具采用自制作業(yè)平臺(tái)，沿斜井安裝軌道，在上平段安裝10t電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，操作平臺(tái)上下移動(dòng)，保證人員及設(shè)備、材料的上下運(yùn)輸。

為保證斜井開(kāi)挖平整度及控制超欠挖，周邊光面爆破，單循環(huán)爆破孔鉆孔，孔深控制在2.5m左右。造孔采用YTP-28型鉆機(jī)，人工裝藥及聯(lián)網(wǎng)，光面爆破參數(shù)應(yīng)在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上并隨施工過(guò)程逐步優(yōu)化、完善。

擴(kuò)挖石渣由人工扒入溜渣井溜入下部出渣區(qū)，3m3側(cè)卸裝載機(jī)配15t自卸汽車從施工支洞運(yùn)往卸碴場(chǎng)出渣。

4.1.3 擴(kuò)挖施工方法。斜井采用YT-28手風(fēng)鉆垂直造孔，由上至下分層開(kāi)挖。為便于施工人員站立和施工安全，開(kāi)挖后的底板面成水平工作面。爆破結(jié)束后，采用一臺(tái)25kW鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)散煙，石渣由人工扒渣，經(jīng)中導(dǎo)井下落到下彎段和下平段，然后用3m3側(cè)卸裝載機(jī)配15t自卸汽車出渣。

爆破結(jié)束通風(fēng)排煙后，人工下井撬除松動(dòng)、危險(xiǎn)的塊石，必要時(shí)對(duì)個(gè)別不利塊體進(jìn)行隨機(jī)支護(hù)，確保安全后方能開(kāi)始人工扒渣作業(yè)。斜井?dāng)U挖成型后，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行系統(tǒng)支護(hù)，均采取一掘一支護(hù)，上層未支護(hù)不得進(jìn)行下一層的開(kāi)挖。

在斜井井筒擴(kuò)挖施工過(guò)程中，設(shè)備、材料的吊運(yùn)和施工人員的出入井需分開(kāi)。設(shè)備、材料采用卷?yè)P(yáng)機(jī)升降吊籃運(yùn)送，人員上下采用錨固在壁面的安全爬梯。為保證上、下部人員作業(yè)施工安全，每循環(huán)出渣后在導(dǎo)井頂部設(shè)置安全井蓋及防護(hù)欄桿。在掌子面附近的巖石壁面上，安裝用于固定安全繩的錨鉤，錨鉤采用φ25mm鋼筋，入巖深度50cm。人員井下施工時(shí)必須掛好安全繩。

4.2 1#、2#引水洞欠挖處理

首先對(duì)洞內(nèi)分段(50m一個(gè)單元)進(jìn)行斷面測(cè)量，對(duì)欠挖部位標(biāo)記出欠挖厚度和欠挖范圍。

欠挖處理方法完全按照欠挖爆破設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行。

作業(yè)臺(tái)車采用φ48mm鋼管搭設(shè)，高度4.4m、寬度5m、長(zhǎng)度2m，臺(tái)車下部安裝4個(gè)輪子，方便人工移動(dòng)，臺(tái)車整體重量約250kg，就位后前后兩測(cè)用斜撐固定后開(kāi)始作業(yè)。

4.3 F71巖溶排水洞開(kāi)挖施工

根據(jù)招標(biāo)文件斷面圖分析，F(xiàn)71巖溶排水洞屬于該斷層與引水洞斜井段交叉位置上部回填混凝土區(qū)域的擴(kuò)挖和下部少量開(kāi)挖，該斷層同時(shí)跨1#、2#號(hào)引水洞。

當(dāng)斜井?dāng)U挖至高程399.5m時(shí)，引水洞斜井與溶洞貫通，由斜井進(jìn)入管道擴(kuò)挖，兩側(cè)對(duì)稱平行進(jìn)行，邊開(kāi)挖邊在開(kāi)挖臺(tái)階上搭設(shè)安全腳手架，可完成402.5m～399.5m高程范圍內(nèi)的擴(kuò)挖支護(hù)，開(kāi)挖渣料通過(guò)溶洞流入導(dǎo)井下部運(yùn)出。高程399.5m以下隨著斜井?dāng)U挖同步進(jìn)行，直至設(shè)計(jì)高程。

4.4 注意事項(xiàng)

4.4.1 引水洞欠挖處理注意事項(xiàng)

(1)臺(tái)車上作業(yè)人員必須佩帶安全帽和安全帶；

(2)根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，欠挖處理費(fèi)時(shí)費(fèi)力，受巖層厚度限制，經(jīng)常一次不能處理到位或者造成超挖，所以作業(yè)前必須精確測(cè)量，布孔加密，降低裝藥量；

(3)對(duì)作業(yè)人員交底細(xì)致，加大過(guò)程監(jiān)控；

(4)斜井段欠挖處理，可采用吊籃作業(yè)鋼絲繩牽引，布置方式與斜井?dāng)U挖相同。

4.4.2 F71巖溶排水洞開(kāi)挖注意事項(xiàng)

(1)斜井段導(dǎo)井已施工完畢，溶洞與導(dǎo)井已形成通道，可能存在掉塊現(xiàn)象，下部禁止站人；

(2)溶洞402.5m高程擴(kuò)挖完成后，有必要設(shè)一層安全防護(hù)網(wǎng)(應(yīng)有足夠彈性)，防止溶洞掉塊傷害下部作業(yè)人員；

(3)在溶洞擴(kuò)挖過(guò)程中，應(yīng)留不小于1.5m寬的臺(tái)階，外部設(shè)置安全防護(hù)欄，便于作業(yè)人員通行。

5 石方洞挖質(zhì)量及安全控制措施

5.1 石方洞挖質(zhì)量控制措施

(1)開(kāi)挖前，認(rèn)真做好爆破設(shè)計(jì)方案和光面爆破參數(shù)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行爆破試驗(yàn)，以選擇合理的爆破參數(shù)，獲得比較滿意的爆破效果；

(2)采用先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器和熟練的測(cè)量人員，提高觀測(cè)效率和觀測(cè)精度。每次爆破后必須放樣，在掌子面上用紅油漆畫出開(kāi)挖輪廊線，并標(biāo)定中心線和兩側(cè)腰線，并及時(shí)復(fù)測(cè)上循環(huán)的超欠挖情況，對(duì)欠挖部位及時(shí)進(jìn)行處理；

(3)對(duì)不良地質(zhì)洞段和洞身交叉口段的開(kāi)挖，嚴(yán)格控制進(jìn)尺和爆破藥量，采用小藥量爆破，以確保圍巖的穩(wěn)定性；

(4)鉆孔時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)鉆爆圖施工，各鉆工分區(qū)定點(diǎn)施鉆，施工和質(zhì)檢人員按“平、直、齊”要求檢查鉆孔質(zhì)量；

(5)對(duì)各道工序?qū)嵭小叭龣z制”，在自檢合格的基礎(chǔ)上，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，合格后進(jìn)入下道工序；

(6)對(duì)于圍巖破碎、滲水比較嚴(yán)重的洞段，及時(shí)設(shè)置排水孔，盡快確定支護(hù)方式及時(shí)支護(hù)；

(7)對(duì)全部施工過(guò)程進(jìn)行全面質(zhì)量控制，質(zhì)檢部門隨時(shí)檢查洞內(nèi)的施工質(zhì)量，杜絕質(zhì)量事故。

5.2 石方洞挖安全控制措施

(1)所有進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)人員，必須按規(guī)定配帶安全防護(hù)用品，遵守安全規(guī)章制度，聽(tīng)從安全員統(tǒng)一指揮；

(2)洞室施工前，首先檢查圍巖情況，危石清除后方能繼續(xù)施工。每次爆破后仔細(xì)排除松動(dòng)巖塊、清除危巖，確保施工安全；

(3)每次洞室爆破前，現(xiàn)場(chǎng)施工和安全人員都要做好爆破警戒工作；

(4)不良地質(zhì)段開(kāi)挖時(shí)，按照“短進(jìn)尺、弱爆破、先護(hù)頂、強(qiáng)支護(hù)”原則進(jìn)行，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。對(duì)于穩(wěn)定性很差的圍巖，采用超前錨桿或管棚預(yù)支護(hù)后，才能繼續(xù)掘進(jìn)；

(5)洞與洞、洞與井交叉部位施工前，按施工圖紙要求和監(jiān)理人批示，做好鎖口和超前支護(hù)工作；

(6)每日進(jìn)行安全巡檢，每周進(jìn)行安全檢查，每月進(jìn)行安全考核。對(duì)不服從安全人員檢查，拒不執(zhí)行安全管理制度的施工作業(yè)人員，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)肅處理；對(duì)于存在安全隱患的施工部位，應(yīng)責(zé)令停工整改。

6 結(jié)語(yǔ)

江坪河水電站引水發(fā)電系統(tǒng)工程洞挖施工已結(jié)束，從洞挖質(zhì)量看，爆破效果良好，施工質(zhì)量滿足要求，同時(shí)工程未發(fā)生安全事故。江坪河水電站引水發(fā)電系統(tǒng)工程洞挖爆破施工，取得了良好的效果，積累了一定的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，可為類似工程施工提供參考。

TV542.1

B

2095-1809(2016)06-0004-03

戈文武(1975.3-)，男，湖北?？等?，本科，學(xué)士，教授級(jí)高級(jí)工程師，部長(zhǎng)，主要從事技術(shù)管理工作。

■