江坪河水电站引水发电系统工程洞挖爆破施工

戈文武

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

江坪河水电站引水发电系统工程洞挖爆破施工

戈文武

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

介绍江坪河水电站引水发电系统工程的洞挖爆破施工技术，通过对洞挖的爆破设计，利用合理的开挖方法，确保洞挖取得了良好的效果。

江坪河水电站 引水发电系统 爆破设计 施工技术

1 工程概况

江坪河水电站位于溇水干流上游河段，湖北省鹤峰县走马镇，为一等大(1)型工程，工程枢纽由混凝土面板堆石坝、右岸泄水建筑物(包括隧洞式溢洪道和泄洪洞)、左岸引水发电系统等建筑物组成。引水发电系统工程洞挖爆破施工，主要有1#引水洞斜井扩挖，1#、2#引水洞欠挖处理和F71岩溶排水洞开挖。

1#引水隧洞的上平段和下平段已全部开挖支护完成，斜井段(桩号范围SD10+240m～SD10+365.5m)导洞已经贯通，尚未扩挖和支护；2#引水隧洞的开挖和支护已完成。两条引水隧洞洞身存在不同程度的超欠挖情况，引水洞内混凝土工程、钢管安装工程、灌浆工程还未施工，F71岩溶排水洞尚未施工。

洞挖工程量分别为1#引水洞斜井扩挖6662m3(SD10+240m～SD10+365.5m)，1#、2#引水洞欠挖处理2984m3，F71岩溶排水洞开挖498m3，共计10144m3。

2 施工布置

2.1 施工道路

本工程1#引水洞扩挖，1#、2#引水洞欠挖处理及F71岩溶排水洞开挖，均以①、②施工支洞作为设备运输和出渣施工道路，洞外分别接⑦、⑤道路为运输通道至各个部位，满足各施工作业面的交通运输需求。

2.2 供风、供电、供水

供风：1#引水洞斜井扩挖，采用两台20m3移动式空压机供风；1#、2#引水洞欠挖处理，采用两台12m3移动式空压机供风。

供电：①施工支洞施工用电，从隧洞口专用变压器接入；②施工支洞施工用电从厂房变压器接入。

供水：①施工支洞施工用水，采用从370m高程水池水泵抽水至隧洞口的50m3水池内；②施工支洞施工用水，采用从厂房旁主供水管直接供水。

通风：引水洞均已贯通，自然通风良好，在洞内布置1台落地式风机满足洞内通风。

3 爆破设计

3.1 引水洞扩挖爆破设计

斜井扩挖施工采用全断面爆破开挖方法，进尺2.5m，周边孔严格按照设计轮廓线放样布孔，人工装药，光面爆破。爆破孔间距按80cm～100cm控制，周边光爆孔间排距按0.5m控制，钻孔深度按2.5m控制，炸药单耗按0.75kg/m3控制。

3.2 斜井井筒爆破设计

斜井井筒采用全断面光面爆破扩挖，YTP-28手风钻斜向造孔，孔径42mm，孔深2.5m，采用直径32mm乳化炸药。轮廓线周边孔孔距50cm，光面孔线装药密度150g/m，扩挖爆破单循环装药量89.6kg，爆破单耗0.82kg/m3。

3.3 1#、2#引水洞欠挖爆破设计

对于欠挖厚度小于15cm的部位，人工风镐凿除，欠挖厚度大于15cm的，采用钻爆挖除。造孔采用YTP-28型钻机，人工装药及联网，炮孔间距及单耗应根据欠挖厚度确定，最大不超过50cm，钻孔方向以平行洞轴线为宜，单耗取值一般控制在0.1kg/m3～0.5kg/m3之间。

4 洞挖施工

4.1 1#引水洞斜井扩挖

4.1.1 斜井扩挖施工程序。开挖准备→测量放线→钻孔→装药爆破→通风散烟→安全处理→出碴、清底→支护→路、转下一循环延伸风水电线。

4.1.2 主要施工部署。1#引水洞扩挖为桩号SD10+240m～SD10+365.5m斜井段，扩挖直径7.6m，导井已施工完成，现只需对斜井段进行扩挖。扩挖施工上下交通工具采用自制作业平台，沿斜井安装轨道，在上平段安装10t电动卷扬机，操作平台上下移动，保证人员及设备、材料的上下运输。

为保证斜井开挖平整度及控制超欠挖，周边光面爆破，单循环爆破孔钻孔，孔深控制在2.5m左右。造孔采用YTP-28型钻机，人工装药及联网，光面爆破参数应在试验的基础上并随施工过程逐步优化、完善。

扩挖石渣由人工扒入溜渣井溜入下部出渣区，3m3侧卸装载机配15t自卸汽车从施工支洞运往卸碴场出渣。

4.1.3 扩挖施工方法。斜井采用YT-28手风钻垂直造孔，由上至下分层开挖。为便于施工人员站立和施工安全，开挖后的底板面成水平工作面。爆破结束后，采用一台25kW鼓风机通风散烟，石渣由人工扒渣，经中导井下落到下弯段和下平段，然后用3m3侧卸装载机配15t自卸汽车出渣。

爆破结束通风排烟后，人工下井撬除松动、危险的块石，必要时对个别不利块体进行随机支护，确保安全后方能开始人工扒渣作业。斜井扩挖成型后，按照设计要求进行系统支护，均采取一掘一支护，上层未支护不得进行下一层的开挖。

在斜井井筒扩挖施工过程中，设备、材料的吊运和施工人员的出入井需分开。设备、材料采用卷扬机升降吊篮运送，人员上下采用锚固在壁面的安全爬梯。为保证上、下部人员作业施工安全，每循环出渣后在导井顶部设置安全井盖及防护栏杆。在掌子面附近的岩石壁面上，安装用于固定安全绳的锚钩，锚钩采用φ25mm钢筋，入岩深度50cm。人员井下施工时必须挂好安全绳。

4.2 1#、2#引水洞欠挖处理

首先对洞内分段(50m一个单元)进行断面测量，对欠挖部位标记出欠挖厚度和欠挖范围。

欠挖处理方法完全按照欠挖爆破设计的方法进行。

作业台车采用φ48mm钢管搭设，高度4.4m、宽度5m、长度2m，台车下部安装4个轮子，方便人工移动，台车整体重量约250kg，就位后前后两测用斜撑固定后开始作业。

4.3 F71岩溶排水洞开挖施工

根据招标文件断面图分析，F71岩溶排水洞属于该断层与引水洞斜井段交叉位置上部回填混凝土区域的扩挖和下部少量开挖，该断层同时跨1#、2#号引水洞。

当斜井扩挖至高程399.5m时，引水洞斜井与溶洞贯通，由斜井进入管道扩挖，两侧对称平行进行，边开挖边在开挖台阶上搭设安全脚手架，可完成402.5m～399.5m高程范围内的扩挖支护，开挖渣料通过溶洞流入导井下部运出。高程399.5m以下随着斜井扩挖同步进行，直至设计高程。

4.4 注意事项

4.4.1 引水洞欠挖处理注意事项

(1)台车上作业人员必须佩带安全帽和安全带；

(2)根据施工经验，欠挖处理费时费力，受岩层厚度限制，经常一次不能处理到位或者造成超挖，所以作业前必须精确测量，布孔加密，降低装药量；

(3)对作业人员交底细致，加大过程监控；

(4)斜井段欠挖处理，可采用吊篮作业钢丝绳牵引，布置方式与斜井扩挖相同。

4.4.2 F71岩溶排水洞开挖注意事项

(1)斜井段导井已施工完毕，溶洞与导井已形成通道，可能存在掉块现象，下部禁止站人；

(2)溶洞402.5m高程扩挖完成后，有必要设一层安全防护网(应有足够弹性)，防止溶洞掉块伤害下部作业人员；

(3)在溶洞扩挖过程中，应留不小于1.5m宽的台阶，外部设置安全防护栏，便于作业人员通行。

5 石方洞挖质量及安全控制措施

5.1 石方洞挖质量控制措施

(1)开挖前，认真做好爆破设计方案和光面爆破参数设计，并进行爆破试验，以选择合理的爆破参数，获得比较满意的爆破效果；

(2)采用先进的测量仪器和熟练的测量人员，提高观测效率和观测精度。每次爆破后必须放样，在掌子面上用红油漆画出开挖轮廊线，并标定中心线和两侧腰线，并及时复测上循环的超欠挖情况，对欠挖部位及时进行处理；

(3)对不良地质洞段和洞身交叉口段的开挖，严格控制进尺和爆破药量，采用小药量爆破，以确保围岩的稳定性；

(4)钻孔时严格按照设计钻爆图施工，各钻工分区定点施钻，施工和质检人员按“平、直、齐”要求检查钻孔质量；

(5)对各道工序实行“三检制”，在自检合格的基础上，报请监理工程师验收，合格后进入下道工序；

(6)对于围岩破碎、渗水比较严重的洞段，及时设置排水孔，尽快确定支护方式及时支护；

(7)对全部施工过程进行全面质量控制，质检部门随时检查洞内的施工质量，杜绝质量事故。

5.2 石方洞挖安全控制措施

(1)所有进入施工现场人员，必须按规定配带安全防护用品，遵守安全规章制度，听从安全员统一指挥；

(2)洞室施工前，首先检查围岩情况，危石清除后方能继续施工。每次爆破后仔细排除松动岩块、清除危岩，确保施工安全；

(3)每次洞室爆破前，现场施工和安全人员都要做好爆破警戒工作；

(4)不良地质段开挖时，按照“短进尺、弱爆破、先护顶、强支护”原则进行，减少对围岩的扰动。对于稳定性很差的围岩，采用超前锚杆或管棚预支护后，才能继续掘进；

(5)洞与洞、洞与井交叉部位施工前，按施工图纸要求和监理人批示，做好锁口和超前支护工作；

(6)每日进行安全巡检，每周进行安全检查，每月进行安全考核。对不服从安全人员检查，拒不执行安全管理制度的施工作业人员，应进行严肃处理；对于存在安全隐患的施工部位，应责令停工整改。

6 结语

江坪河水电站引水发电系统工程洞挖施工已结束，从洞挖质量看，爆破效果良好，施工质量满足要求，同时工程未发生安全事故。江坪河水电站引水发电系统工程洞挖爆破施工，取得了良好的效果，积累了一定的技术经验，可为类似工程施工提供参考。

TV542.1

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2095-1809(2016)06-0004-03

戈文武(1975.3-)，男，湖北保康人，本科，学士，教授级高级工程师，部长，主要从事技术管理工作。

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