浅析两河口水电站右坝基高边坡快速施工技术

付志海

【摘要】两河口水电站大坝为砾石土直心墙堆石坝，右岸坝基2875.00m～2615.00m高程之间位于堆石坝填筑区内，右坝基坡度缓，斜面长，中间不设马道，开挖难度大，质量控制要求高，如何解决灌浆平洞与边坡开挖上下交叉作业的干扰，采用何种方式保证又好又快的开挖进度，如何解决材料运输困难问题以及如何确保支护及时跟进等等，通过对右坝基高边坡快速施工技术的应用，有效地解决了上述因素的问题，切实保证工程安全前提下加快施工进度，满足合同要求按时移交工作面。

【关键词】高边坡；快速；施工技术

一、工程概述

两河口水电站位于四川省甘孜州雅江县境内的雅砻江干流上，电站坝址位于雅砻江干流与支流鲜水河的汇合口下游约2km河段，两河口水电站为雅砻江中、下游的“龙头”水库。大坝为砾石土直心墙堆石坝，坝顶高程2875.00m，最大坝高295.00m，坝顶宽度为16m。砾石土心墙顶宽为6.00m，顶高程为2874.00m；河床心墙底基座顶高程2582.00m，顺河向宽度为140.40m；心墙河床基础岩石混凝土盖板厚为2m，在心墙与混凝土盖板之间设置1m厚的接触粘土。右坝基2875.00m～2615.00m高程之间位于堆石坝心墙填筑区内。

右坝基2875.00m～2615.00m高程之间在2820.00m高程、2760.00m高程、2700.00m高程、2640.00m高程布置四级灌浆平洞，沿水流方向开挖最大跨度约200m，边坡垂直开挖高度260m，坡面斜长约370m。右坝基边坡开挖坡比为1：1.1、1：0.9两种坡比，从2875m高程到2615m高程一坡到底，中间不设置任何马道平台，对于开挖质量及开挖进度控制是极大的考验。

右坝基边坡主要岩性以变质粉砂岩、粉砂质板岩向下游渐变为粉砂质板岩夹绢云母板岩及粉砂质板岩与绢云母板岩互层，断层相对比较发育。边坡工程地质分类80%以上为IV类、V类围岩，岩体卸荷松弛明显，边坡稳定性较差。

二、施工重点、难点

两河口水电站右岸坝基边坡施工为高边坡作业，施工质量及施工安全要求高，支护施工必须紧跟开挖施工进行。本边坡主要的施工重点和难点有以下几点：

1 右坝基边坡坡度缓，岩性差，坡面中间不设马道，开挖采用预裂或光面爆破，钻孔过程控制难度大，容易出现飘孔、穿插孔，易造成坡面平整度、残孔率偏差值较大。

2 右坝基边坡工作面之间存在开挖与出渣干扰，在施工时段安排上必须合理紧凑。如白天什么时段安排爆破作业，夜间什么时段哪个作业面安排翻渣，哪个作业面安排出渣，都必须仔细安排，才能最大限制降低施工干扰，确保施工安全及工程进度。

3 右坝基边坡有四层灌浆平洞，平洞处在边坡中间，边坡下挖与灌浆平洞开挖之间存在干扰，灌浆平洞的出渣方式的选择是右岸坝基边坡开挖顺利下挖的关键。

4 右坝基边坡开挖各工作面施工干扰的安全问题尤为突出，必须有针对性的编制安全措施，安排专职安全员在现场值班，另外安排不定期的安全巡视，发现有安全隐患及时制定消除措施并执行。

三、快速施工技术应用

1 技术管理保证措施

右坝基2875.00m高程以下边坡设计为一坡到底，中间无马道，2875.00m～2725.00m高程之间边坡设计坡比为1：1.1，2725.00m高程以下边坡设计坡比为1：0.9，属于缓边坡，边坡开挖根据设计技术要求欠挖为10cm，超挖为20cm。可实际施工过程中，潜孔钻尺寸宽度为35cm，加上样架宽度15cm，至少需要50cm台阶放置潜孔钻，因此按欠挖10cm、技术超挖40cm进行控制，超欠挖示意图如下。

样架搭设：钻孔样架利用超欠挖控制形成的台口，按设计坡比进行搭设，高度约1.7m～2.3m，沿平面或坡面布置，立杆（Φ48钢管）入岩不小于50cm，插入钢管进行固定，水平小横杆和沿坡面的斜杆采用扣件和立杆固定。

定位器安装：YQ-100B潜孔钻自带的限位器距离孔位点在1.0m以上，钻机开孔时冲击器易偏离孔位点。为减小开孔偏差，在潜孔钻底部加焊了定位器，保证开孔时钻头无偏移，并且有效的防止了“飘钻”现象的发生。

在右坝基深孔梯段爆破的施工过程中，由于坡度较缓，通过搭设样架、在潜孔钻底部加焊自制导向定位器，保证了预裂孔开孔初始入岩1m阶段钻头无偏移，以及整体孔向的角度要求，有效减少了“飘钻”、“穿插孔”等现象，从而保证预裂开挖面的质量，同时因采取合理措施避免停工整改现象有效的提高了右坝基预裂孔造孔工作效率，平均每天每台YQ-100B潜孔钻机可钻进50m，每层、块约120m长度开挖预裂钻孔配置6～8台潜孔钻。缓边坡钻孔斜长控制在12m～15m之间，孔过深易飘孔，右坝基岩石完整性较差，严格控制单响药量，缓边坡易造成孔底欠挖，需及时采用手风钻小药量进行修规，确保下层开挖的连续性，总体加快梯段下降进度。

右坝基EL.2875m高程以下布置四级灌浆平洞，灌浆平洞洞内渣料翻渣过程需要经过右坝肩工作面，相互存在施工干擾；加之灌浆平洞洞内揭示的岩石条件差，洞口段需钢格栅加强支护后才能开挖进尺，开挖进度受制约，若等待各级灌浆平洞施工完成再行下挖，将严重滞后右坝基边坡下挖进度。为加快右坝基边坡开挖进度，减少右坝基边坡开挖支护与灌浆平洞施工的干扰，对右坝基边坡下挖支护工作面与灌浆平洞进洞开挖支护工作面分离设置。将灌浆平洞施工面独立于右坝基边坡工作面布置，在各级灌浆平洞洞口与坝基边坡下游侧开口线外的冲沟之间修建一处栈桥作为施工通道，作为出渣、支护材料运输等用途。为快速完成边坡下挖，首先边坡外围先进行瘦身下挖，预留8～12m的层厚，形成预裂爆破与瘦身开挖上下流水作业，也为预裂爆破提供临空面而产生良好的开挖效果。其次每层开挖上下游方向分2～3个开挖块，每个开挖块长约40m-60m，同层开挖形成流水作业工作面。因开挖工作面不具备出渣条件，采取当日傍晚爆破，夜间组织几部大型挖掘机在开挖工作面往基坑翻渣，白天基坑出渣方式。避免基坑出渣工作面与开挖工作面上下交叉作业干扰影响。

浅层支护锚杆施工通常采用搭建脚手架平台后架设潜孔钻或手风钻造孔，本边坡优化为T35液压钻造锚杆孔。每层预裂爆破完成后，由挖掘机、装载机等设备连夜清渣，在靠坡面侧清理出T35液压钻造锚杆孔工作面，而后T35液压钻造锚杆孔与外侧的预裂块体翻渣形成流水作业，有效缩短开挖因支护施工所需的等待时间，加快锚杆造孔进度，锚杆安装及注浆跟紧施工，确保边坡稳定不影响边坡下挖。

施工道路的布置是否合理是高边坡开挖与支护工程的重要环节，它可为边坡开挖及支护所需材料提供畅通、快捷的运输条件，使施工所需的设备能直接抵达工作面。边坡开挖的高差越大，施工道路布置难度越大。考虑到两河口水电站现有的场内交通情况，确定右坝基2875m高程以下根据施工时段共布置高程2875m、2763m、2640m三條施工便道直接进入工作面，三条便道与两河口水电站右岸交通洞相连接，承担右坝基开挖及支护施工材料、人员、机械设备等的运输任务，右坝基边坡快速施工得益于施工道路的合理布置。

2、施工管理保证措施

右坝基2015年1月开始下挖，当年11月底要开挖到2615m高程移交工作面，11个月时间开挖高度260m，开挖工程量近70万立方，工期非常紧，为按期完成节点目标，加强施工管理协调以及现场技术服务力度是非常关键的。

1 加强开挖各道工序检查力度，钻孔前必须检查样架搭设是否规范，是否牢固可靠，钻机摆放的角度和方向是否正确，钻工按区域固定，钻工实行日钻孔长度结合钻孔质量进行现场经济考核并予以兑现，从而更大发挥工人劳动积极性和责任心。钻孔及装药过程中安排专业人员执行旁站制度，及时采取纠偏措施，保证各道工序衔接紧凑，形成快速有效的流水作业。

2 实行一炮一设计一总结制度，每炮完成后，立即组织施工管理、质检、技术、爆破及钻工等相关人员到施工现场召开开挖质量总结会，找出其中的亮点和不足，针对亮点继续保持，针对存在的问题分析具体产生的原因并提出下一步爆破设计需要改进的措施，避免类似问题反复出现，确保边坡开挖又好又快。

3 加强施工管理协调和现场技术服务力度，存在问题现场及时处理解决，妥善安排次日生产任务，当日检查作业队计划完成情况并找出未完成原因及时纠偏，通过日生产任务的周密布置确保周计划及月计划的实现。加强与业主、设计、监理沟通与交流，迅速、准确、真实反馈信息，确保信息传递畅通、快速，有利于工程向前推进。

4 加强机械设备的维护保养，配备足够的经验丰富、技能熟练工人上机操作，做好日常检查记录，对于机械设备的异常情况要能得到及时、快速进行处理，保证机械设备的完好率和使用率。其次物资部门做好自购物资采购及甲供材料需求计划，确保材料满足施工进度需要。

四、结束语

两河口水电站右坝基边坡开挖高度高、坡面长、工作量大、质量要求高、工期紧迫，年初开挖，年末11月底就要移交工作面，通过采取一系列技术与管理措施精心组织施工，工序衔接安排紧凑，在短短11个月时间又好又快完成两河口水电站右岸坝基260米高度的缓边坡开挖与支护，进度质量满足合同要求，安全生产无事故，最终得到水利水电工程行业专家的肯定和褒扬。

参考文献：

[1]李文超 董箐水电站高边坡开挖与支护施工技术 贵州水利发电

[2]秦定龙 长河坝水电站工程特陡高边坡开挖施工技术 四川水力发电。