劉劍平，朱志文

(汝城縣水利局，湖南汝城424100)

1 工程概況

淇南電站位于湖南省汝城縣南洞鄉(xiāng)境內(nèi), 在漚江一級支流淇江下游,是魚子口電站和老坡口電站梯級開發(fā)的第二級電站，電站裝機容量2×9 000 kW，最大水頭57 m。樞紐由引水壩、無壓引水隧洞、末端調(diào)壓井、壓力鋼管、發(fā)電廠房構(gòu)成。調(diào)壓井開挖直徑12 m,調(diào)壓井中心底部高程404.16 m，井頂為半徑6 m的半球型，頂部高程為441.427 m，總高度達37.3 m，井筒435.427 m高程處設1個直徑2.4 m的平洞作為通氣孔(見圖1)。調(diào)壓井至出口的山坡高程475～426 m，上覆殘坡積厚3～6 m，隧洞巖性為寒武系中組=.2-1淺變質(zhì)石英砂巖及板巖，呈強～弱風化。石英砂巖較堅硬完整，板巖較軟弱破碎，軟弱薄層板巖約占25%。巖層產(chǎn)狀：N30°～40°W·SW∠48°～55°，與洞向(S77°W)交角較大,節(jié)理較發(fā)育，巖石較破碎。

該水電站開挖直徑12 m，高度達37.3 m的調(diào)壓井對于縣一級水利部門組建的設計施工管理項目部來說是第一次遇到，且施工設備較簡陋、資金較薄弱。經(jīng)業(yè)主項目部和施工項目部反復討論研究后，決定采用人工導井兩次擴挖的方法較好地解決了調(diào)壓井施工開挖及襯砌問題。

圖1 調(diào)壓井剖面結(jié)構(gòu)

2 施工流程安排

電站樞紐7 005 m的無壓引水主隧洞貫穿后，開始考慮調(diào)壓井的施工。調(diào)壓豎井主要遵循“先導井后擴挖”的方法，即調(diào)壓井上部通氣孔施工→球冠型穹頂一期開挖→導井開挖→利用導井漏渣進行穹頂二次擴挖成型→井筒的二次擴挖成型→井筒混凝土襯砌。

2.1 通氣孔平洞施工

調(diào)壓井設置于引水主洞的末端，井筒435.427 m高程處設計了1個直徑2.4 m的平洞作為通氣孔，全長35 m。因此先把直徑為2.4 m的通氣孔平洞開挖至豎井球冠型拱端位置，通氣孔為下一步穹頂開挖起到了排煙和出渣通道作用。通氣孔平洞施工爆破鉆孔深度為2.5 m，循環(huán)進尺2.0 m，采用光面爆破，孔距50 cm。由于斷面較小，采用人工和拖拉機出渣。

2.2 豎井穹頂?shù)拈_挖

通氣孔開挖至豎井中心位置后即安排穹頂中心一期開挖，穹頂巖性為寒武系中組=.2-1淺變質(zhì)石英砂巖及板巖，呈弱風化上部。穹頂半徑6 m，穹頂部分開挖工程量達723 m3，人工出渣的工程量和難度較大。為減少穹頂人工出渣工程量，決定穹頂先形成總高度為4.5 m、頂部半徑2 m的小穹頂，待導井貫穿后再進行穹頂?shù)亩跀U挖；這樣可以大大減少人工出渣量，縮短施工強度和工期。穹頂擴挖采取由內(nèi)往外分層沿徑向鉆爆開挖的方法。為保證球缺內(nèi)表面成形光面效果,遵循“短進尺、弱爆破、少擾動” 的原則。

2.2.1 控制放樣

穹頂開挖放樣儀器采用徠卡TCR—402全站儀，調(diào)壓井中心坐標轉(zhuǎn)換成以穹球圓心為坐標0點的施工坐標，這樣就可以通過測點的平距和高差算出徑向距離，根據(jù)徑向距離控制開挖面上每一點的超欠挖情況。

2.2.2 穹頂開挖和錨噴支護

鉆孔采用YT—28氣腿式手風鉆，鉆孔直徑為φ42 mm，鉆孔采取徑向鉆孔，深度2.5 m左右并根據(jù)測量數(shù)據(jù)隨機調(diào)整，進尺為2 m。爆破采用φ32 mm銨銻粉狀巖石藥卷炸藥，連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)；采用非電毫秒塑料導爆管串、并聯(lián)形成爆破網(wǎng)絡實現(xiàn)微差爆破，電力分段起爆。

穹頂?shù)亩螖U挖均以徑向鉆孔，以2 m的進尺分層逐漸形成球面。施工中注意表面修整和松動巖石的除險，穹頂錨噴支護隨開挖進行，開挖中及時對圍巖進行錨固和封鎖；錨噴支護采取隨機錨桿、系統(tǒng)錨桿、網(wǎng)片、噴護組成。錨桿直徑φ25、長度3.5 m、 系統(tǒng)錨桿長6 m，鋼筋網(wǎng)片φ8、網(wǎng)格間距15 cm×15 cm，噴C20混凝土厚度10～15 cm。

2.3 調(diào)壓井導井開挖

穹頂一期開挖完成后進行調(diào)壓井導井開挖，由于施工條件限制，不便布置反井鉆機設備，綜合考慮導井適宜工作面及人工開挖及出渣工程量控制最小，選擇導井開挖直徑為φ1.2 m。導井開挖分別對自上往下挖和自下往上挖兩種方案做了比較，從上往下挖只能人工卷揚機出渣，效率較低；而自下往上挖則出渣快，但需錨桿搭建工作平臺和掛梯，缺點是安全控制難、排煙難。綜合比較兩種方案，最終選擇自上往下挖的方案。導井采用光面爆破，進尺為2 m，崩落孔采用φ32 mm藥卷，周邊孔采用φ25 mm藥卷，崩落孔等間距布置；周邊孔的孔距采用50 cm，抵抗線與孔距之比控制在1.0。作業(yè)人員上下井內(nèi)施工作業(yè)采取掛梯和安全繩，爆破后的排煙通風采取上部一次排煙和風布帶伸入井底二次排煙。導井斷面小，故采用人工卷揚機吊渣，水平運輸采用拖拉機通過通氣孔運往洞外。

2.4 主井筒擴挖施工

導井貫穿到發(fā)電主洞后便可以進行穹頂和井筒擴挖，井筒以地面和導洞為凌空面控制每次2 m進尺進行逐層擴挖到豎井最大直徑φ12 m。主井筒擴挖采用光面爆破，周邊孔距采用50 cm等間距布置，采用φ32 mm藥卷，抵抗線與孔距之比控制在1.2。利用導井漏渣到主洞后再利用ZL—50裝載機及渣土車出渣，施工效率大大提高。

2.5 豎井混凝土支護

豎井的混凝土襯砌支護采用拱架木模沿井壁由下往上逐層現(xiàn)澆，井筒襯砌壁厚為1 m，每倉澆筑高度1.5 m，模板采用錨筋固定。混凝土輸送采用HBTS50—13—75輸送泵，1 h理論輸送量為50 m3。倉面澆筑中考慮到減少泵管的水平移動頻次考慮采用斜層澆筑法，插入式振搗器振搗。

3 安全管理

豎井洞挖作業(yè)嚴格參照《水工建筑物地下開挖工程施工規(guī)范》(SL 378—2007)，法人項目部成立了專門的安全管理科，專職人員配合施工單位安全員和監(jiān)理共同監(jiān)督管理。在這次施工中重點在以下幾方面做好安全管理工作，確保了零事故：

(1)人的因素第一，廣泛進行安全生產(chǎn)教育，增強全員安全生產(chǎn)意識和自我防護意識，所有施工人員和管理人員都要明確各自的安全責任。參加豎井開挖施工的有關(guān)技術(shù)人員、管理人員、作業(yè)人員必須接受地下工程施工安全教育后方可上崗。專職安全人員進行現(xiàn)場巡視，發(fā)現(xiàn)違規(guī)必須及時制止和處理。每周召開安全生產(chǎn)工作會議，針對安全生產(chǎn)工作中存在的問題和各種安全隱患提出解決方案，并落實到責任人、限期整改，將各種不安全因素消除在萌芽狀態(tài)。

(2)施工作業(yè)前總工程師組織進行技術(shù)交底，安全工程師做安全技術(shù)交底工作，班組長按要求做好記錄和交接工作。參與施工項目有關(guān)施工、技術(shù)、質(zhì)檢、安全、測量人員應了解施工特點、施工方法、施工質(zhì)量、施工安全和工期進度計劃要求，并對施工方法、施工程序和措施等做到心中有數(shù)。

(3)爆破操作人員做到持證上崗，嚴格遵守《爆破安全規(guī)程》和國家規(guī)定的技術(shù)標準進行爆破作業(yè)。

(4)每次爆破后掌子面松動巖塊的撬挖和開挖區(qū)域殘余由專人清理后，應根據(jù)圍實際情況及時進行錨護?；炷羾娚涔ぷ髑?，采取水幕綜合防塵措施，降低粉塵濃度。當井下進尺達15 m以下時，為防止排煙不充分，作業(yè)人員必須備有氧氣袋，以免因氧氣不足造成窒息。

(5)施工設備、工器具建立了安全生產(chǎn)定期和不定期檢查制度。洞內(nèi)照明、工作面的工作燈應采用36 V安全電壓，做好絕緣檢查，保證施工人員的安全。專業(yè)電工經(jīng)常對用電線路進行安全檢查、測試，定期測試開關(guān)、接地電阻的接觸和安全情況，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。風水管線應敷設上墻規(guī)范，做到平順、穩(wěn)固、可靠。

4 結(jié) 語

通過淇南電站調(diào)壓井開挖襯砌施工的實踐，較好地解決了較大直徑和高度在人工開挖施工中遇到的難題，且以較弱的施工條件有效地解決了人工出渣難度，以較省的投資提前46 d實現(xiàn)了竣工目標，確保了施工中的安全。