浅谈导流洞的疏通方法

杨 晓 东， 陈 宏 伟

(1.四川华电木里河水电开发有限公司，四川 成都 610081；2.中国水利水电第七工程局有限公司 一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

立洲水电站大坝位于高山峡谷之中，河谷成“U”型，两岸边坡高、陡、直，施工布置极为困难。在大坝两岸坝肩开挖过程中，左坝肩上游开口线以外导流洞上部高程2 180～2 060 m处的不稳定楔形体沿着PL1、L2、第Ⅳ组等多组裂隙发生垮塌，垮塌的石渣将位于下部的导流洞进口和1#交通洞进口部位完全覆盖堵塞，导致进口水位较高，水深较大。

由于大坝在枯水期的开挖仅能依靠导流洞导流，导流洞的堵塞造成了大坝基坑过流，不能继续进行坝肩的开挖。为此，尽快地将导流洞疏通是大坝继续施工的前提条件。

2 导流洞疏通方案的制定

由于导流洞进口处立洲水电站大坝特殊的地理位置及施工布置的困难，在导流洞疏通前，参建各方进行了详细的讨论，提出了导流洞进口抛掷爆破、导流洞进口小围堰闭气、导流洞进口形成围堰逐层下挖降低水位以及导流洞顶部扩挖过流等各种不同的疏通方案。经过现场进行多次勘察、研究，最终决定采用在导流洞顶部施工导流扩挖洞与在导流洞进口施工临时小围堰下挖下游河床石渣的联合方式进行导流洞的疏通施工。

施工程序：导流洞扩挖洞施工(过流)→导流洞进口临时小围堰施工→围堰下游的河床清理施工→小围堰拆除施工→导流洞进口清理疏通施工。

3 导流扩挖洞的开挖与支护

根据导流扩挖洞的特性(该洞室为城门洞

型，洞宽6.2 m，高7.1～13 m)，主要分三个区域进行开挖，Ⅰ区为预留岩坎顶部，即高程2 006 m以上部分，Ⅱ区主要为高程2 006～1 998.5 m部分，Ⅲ区为高程1 998.5 m以下部分(图1)。

图1 导流扩挖洞开挖示意图

3.1 道路及平台填筑

首先采用CAT329D液压反铲装渣至20 t自卸汽车，沿河谷左侧临时道路填筑石渣进占至导流洞进口部位，形成15 m宽，15 m长的工作平台(高程2 006 m)并将平台适当向上游延伸以便后期清除导流洞上游淤积的石渣。

3.2 开挖方法

3.2.1 Ⅰ区开挖施工

在Ⅰ区开挖中，为保证导洞的施工安全，在进口段预留了至少3 m宽的岩坎以挡渣及挡水，待导流洞贯通后再予以清除。洞口段采用先“中导洞后扩挖”的方式进行开挖，中间楔形掏槽爆破后全断面进行扩挖和开挖，一次爆破成型。开挖时遵循短进尺，弱爆破，勤支护的原则。

中导洞尺寸为3 m(宽)×3 m(高)，采用D7液压钻机进行钻孔，炮孔布置采用楔行掏槽方式，每循环进尺控制在1 m以内，中导洞进尺3 m后进行扩挖，扩挖采用手风钻在简易脚手架平台上进行造孔爆破，待水平段洞室全断面掌子面平整后，采用在自制的15 t自卸汽车台车上造孔爆破。在斜段开挖中，采用人工配YT28气腿钻在脚手架上钻爆，周边孔光面爆破孔间距为45～50 cm，崩落孔间排距为60～80 cm。周边光爆孔爆破采用φ32乳化炸药间隔不耦合装药，导爆索同时起爆，崩落孔采用φ32乳化炸药连续装药，堵塞密实，非电毫秒雷管孔内延期起爆。

开挖石渣采用CAT329D反铲直接出渣至洞外施工平台，局部石渣采用日立250-3H18长臂反铲出渣，再采用CAT329D反铲装20 t自卸汽车运至指定渣场。

3.2.2 Ⅱ区的开挖施工

待Ⅰ区开挖完成后进行Ⅱ区扩挖，扩挖主爆孔主要采用Y28手风钻竖向造孔钻爆，周边孔采用人工配TY28气腿钻沿设计线进行钻爆。为防止预留岩坎被震动破坏，预留岩坎内侧采用竖向光面爆破施工，光面爆破孔间距为30～40 cm，其他部位周边孔(设计线)光面爆破孔间距为30～40 cm，线装药200 g/m，主爆孔间排距为100～120 cm，单耗0.5 kg/m3。周边光爆孔爆破采用φ32乳化炸药间隔不耦合装药，导爆索同时起爆；主爆孔采用φ32乳化炸药连续装药，堵塞密实，非电毫秒雷管孔内延期起爆，起爆顺序为：掏槽孔→崩落孔→周边孔。

开挖石渣采用CAT329D反铲和日立250-3H18长臂反铲配合出渣至洞外施工平台，局部石渣采用人工配合，再采用CAT329D反铲装20 t自卸汽车运至指定渣场。

3.2.3 Ⅲ区的开挖施工

Ⅲ区采用先施工2 m×2 m中导井，再进行周边扩挖，人工出渣的方式进行施工。

中导井采用手风钻钻孔，中间直孔掏槽，φ32乳化炸药连续装药，堵塞密实，非电毫秒雷管孔内延期起爆。在导井口采用型钢和脚手架等安装垂直出渣系统，通过卷扬机将导井开挖石渣出至井外，再采用日立250-3H18长臂反铲倒运至洞外。

周边扩挖光爆孔采用φ32乳化炸药间隔不耦合装药，导爆索同时起爆，主爆孔采用φ32乳化炸药连续装药，堵塞密实，非电毫秒雷管孔内延期起爆，起爆顺序为：主爆孔→周边孔。将开挖的石渣直接清除至导流洞外。

3.2.4 导流洞混凝土拱段的处理

导洞和导流洞相交段为原施工的钢筋混凝土圆拱，该段需进行贯通施工处理，施工中采用手风钻钻爆，采取密孔、小药量爆破以减小混凝土块体，钻孔间距为40 cm×40 cm, 采用φ32乳化炸药连续装药，堵塞密实，非电毫秒雷管孔内延期起爆。爆破后采用氧气、乙炔割除结构钢筋，清除混凝土渣体。重复上述工序直至导流洞钢筋混凝土完全被清除。

3.2.5 预留岩坎的清除

考虑到该部位下部为导流洞，为减小爆破震动对导流洞混凝土的影响和减少爆破后石块的粒径，对该部位采用密孔、分段位减小单响药量的方式进行预裂爆破。爆破后采用日立250-3H18长臂反铲和PC450反铲配合尽量挖除石渣，装20 t自卸汽车至指定渣场。

3.3 支护施工

3.3.1 锁口支护

导流扩挖洞锁口锚筋束的施工采用100B潜孔钻钻孔，钻孔完成后采用CAT336液压反铲配合人工植筋，先插筋、后注浆的方式进行，采用MZ-30注浆机注浆。

3.3.2 系统支护

导流扩挖洞遵循边开挖边支护的原则进行施工，日立250-3H18长臂反铲配合。在开挖过程中，及时进行系统锚杆的施工，锚杆孔利用人工在脚手架配YT28气腿钻造孔，锚杆采用锚固剂锚固。原则上待导洞开挖至导流洞混凝土顶拱、锚杆施工完成后进行一次性混凝土喷护，如遇特殊情况，需及时进行喷混凝土支护。混凝土喷护采用GSP-D2混凝土喷浆机喷护。

3.4 洞内排水

为防止洞内积水，在导流扩挖洞施工至上游库水位高程以下时采用了以下方法排除洞内积水：

(1)采用100B潜孔钻平行于洞轴线沿洞室底部打2个φ100排水孔，用以洞内渗水及施工废水的排除。

(2)采用100B潜孔钻自预留岩坎顶部施工4个竖直排水孔与导流洞贯通，使渗水就近自排水孔排至导流洞。

(3)每次爆破时在掌子面中间部位加大钻孔深度或是在中间部位提前放一茬炮以形成积水坑，通过潜水泵(22 kW)接φ100软管抽出洞外。

4 导流洞进口临时小围堰的施工

在导流洞和1#交通洞之间填筑一临时围堰与对岸6#便道相接，采用导流扩挖洞导流，以达到快速、有效地清除下游主河道淤积的石渣为目的，为随后降低上游河床水位、疏通导流洞提供有利条件。

4.1 围堰设计方案

临时围堰为普通堆石围堰，堰顶宽度为6 m以满足机械设备通行安全的要求，总长度约55 m，堰顶高出河水位80 cm(根据河水位的抬高及时加高围堰)，围堰两侧填筑坡比均为1∶1。为减小围堰渗水，在围堰上游侧坡面铺筑1.5 m厚的粘土进行初期防渗。围堰下游填筑坡脚以稳定、不影响后期1#交通洞内机械和车辆的通行为基本原则。

4.2 围堰填筑方案

围堰填筑采用CAT329D液压反铲挖河道淤积石渣装20 t自卸汽车直接从左岸1#交通洞上游向右岸6#便道进占填筑，边填筑边采用CAT329D液压反铲碾压，以保证堰体的密实稳定。围堰尽量向上游河道填筑以尽可能多地进行河道清淤。填筑尽量采用粒径较小的石渣，以便于后期反铲能够挖除。待围堰填筑完成后，采用20 t自卸汽车运粘土至围堰，再采用CAT329D铺填粘土防渗体。

5 导流洞的疏通施工

围堰填筑完成后进行下游河道的石渣清理，清理完成后通过1#交通洞将导流洞进口临时小围堰拆除并降低导流洞进口的水位，然后采用CAT329D及日立250-3H18长臂反铲清除导流洞进口的石渣直到导流洞进口疏通为止。

6 结 语

立洲水电站导流洞疏通施工方案的果断决策，节约了投资，提前完成了目标，简单、有效、快速的施工方法，给施工同行及类似工程提供了经验及借鉴，供探讨。