驮英水库调压井开挖施工及安全控制

2020-03-06康永强

广西水利水电 2020年6期

康永强

（中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津 300222）

1 工程概况

驮英水库工程包括：拦河坝、溢洪道、导流泄洪隧洞、灌溉发电引水隧洞、渠首电站厂房、坝后电站厂房、过鱼设施、施工交通道路等。灌溉发电引水系统由进水塔、引水主洞、调压井等构筑物组成。

进水塔位于坝轴线上游约380 m处的左岸岸坡位置，为岸塔式结构，塔高47 m，主洞全长1249 m。引水主洞为有压隧洞，调压井布置在隧洞桩号GY1+134.000 m 处，采用阻抗式。调压井开挖顶高程为237.0 m，井底高程190.818 m。其中高程237.0～232.0 m 段开挖直径为14.84 m；高程232.0～216.9 m 段开挖直径为13.84 m；高程216.9～199.548 m 段开挖直径为13.40 m；高程199.548～197.048 m 段开挖直径为13.40～3.50 m；高程197.048～190.818 m 段开挖直径为3.50 m。调压井开挖过程中采取系统锚杆加挂网锚喷支护的初期支护方式，后期进行井筒混凝土衬砌。

洞身段以Ⅴ类、Ⅳ类围岩为主，洞段岩体褐红色中厚～厚层状泥质粉砂岩、夹砂岩、粉砂质泥岩。岸层产状：N40°E，NW∠36°，砂岩、粉砂质泥岩，接触带岩体由于水的作用易发育软弱破碎带，易形成塌方，存在较大的施工难度。

2 施工方法

2.1 总体施工方案

根据现场实际情况，竖井开挖选用爆破与非爆破技术相结合。调压井高程237～232 m 段采用明挖方式开挖并设置C25（2）W4F50混凝土护壁井筒，为确保施工安全，必须施工完成该护臂井筒后方可进行232 m 高程以下竖井段的开挖工作。232 m 高程以下先采用液压反井钻机自上而下开挖导井。导孔与下部引水隧洞贯通后，改装扩孔钻头自下而上进行扩孔形成导井，导井直径为1.4 m。导井开挖完成后进行3.5 m 的溜渣井开挖，溜渣井从上向下扩挖，溜渣井贯通至底部引水隧洞后，全断面扩挖至设计要求。竖井扩挖段石方采用手风钻自上而下进行开挖，利用已开挖的导井从井底出渣，2 m3侧卸装载机装渣，10 t自卸汽车运至弃渣场。

2.2 初期支护

爆破开挖过程中，为保证施工安全，每循环爆破完成后需由上而下对井室逐层支护加固，支护措施主要包括：安装系统锚杆、挂设钢筋网片及喷射混凝土。

（1）系统锚杆安装。每循环扩挖完成后及时施做系统锚杆，利用YT-28 手风钻沿井壁造孔，在竖井高程237.000～197.048 m 段范围井壁安装L=4.0 m 的Φ25 mm 系统锚杆，间距为150 cm×150 cm，梅花型布置，锚杆安装方向应径向且垂直于岩石结构面。竖井高程237.0～232.0 m段的锚杆外露长度距设计开挖面为620 mm，竖井高程232.0～216.9 m段的锚杆外露长度距设计开挖面为120 mm，竖井高程216.9 m 以下的锚杆外露长度距设计开挖面为100 mm。网格梁节点处的锚杆锚入网格梁250 mm。

（2）钢筋网片挂设。系统锚杆安装完毕后及时挂设钢筋网，钢筋网采用Φ8 mm 钢筋网片，钢筋网网孔尺寸为15 cm×15 cm，布置于整个井室360°范围内。为了方便施工，将钢筋网加工成1.2 m×0.9 m的网片，网片搭接长度不小于20 cm，点焊焊接。钢筋网根据被支护围岩面上的实际起伏密贴岩面铺设，与锚杆外露端头连接牢固，并在锚杆露头部分布设钢垫块扣住钢筋网，用螺栓铆定牢固，保证锚网系统整体受力。

（3）喷射混凝土施工。喷射混凝土标号为C25（1）W4F50，喷护厚度为10～12 cm，采取湿喷工艺。喷射作业应连续进行，分层、分段、分片作业，喷射顺序自下而上。分层喷射时，一次喷射混凝土的厚度不小于5 cm，后一层喷射应在前一层喷射混凝土终凝后进行，若超过1 h 后再喷射，应先用风、水清洗喷射表面。在开挖后及时进行初喷混凝土，复喷根据开挖工作面的地质情况分层、分时段进行作业，以确保喷射混凝土的支护能力和喷层设计厚度。喷射混凝土终凝2 h后，应喷水养护，养护时间为7 d。

2.3 竖井混凝土衬砌

调压井高程196.61～200.75 m范围内的井壁及阻抗孔与隧洞衬砌交接处1 m范围孔壁不允许设置施工缝，其余段可3～5 m 设置一道水平施工缝，调压井衬砌均不可设置竖向施工缝。调压井衬砌先由下向上浇筑高程192.318 m～200.800 m 段混凝土，HBT60 混凝土泵输送入仓，ZN70 插入式振捣器振捣。为确保人员施工安全，分别在高程200.800、220.000 m 处通长预埋I20 a 工字钢＠0.5 m，上方满铺5 cm木板形成工作平台，正常自下而上进行高程200.800～220.000 m、220.000～238.100 m 段衬砌混凝土施工，采用满堂脚手架、组合钢模、钢管围檩形成环向圆形模板体系，3条Φ30 cm溜管环向布置自上而下输送入仓，ZN70 人工插入式振捣器振捣密实。调压井高程190.156～192.318 m段后期与洞身段衬砌混凝土同仓施工浇筑，以确保结构整体性。

3 安全控制

竖井洞挖作业严格参照《水工建筑物地下开挖工程施工规范》（SL 378-2007）及《水利水电工程施工安全管理导则》（SL 721-2015）的要求，监理部要求施工单位项目部从组织机构、管理制度、技术及质量保证、安全措施、应急管理等方面严格按批准的施工方案层层落实，做好安全管理工作，确保了施工中未发生安全事故。施工单位主要采取了以下保证措施：

3.1 组织保证措施

由项目副经理统一负责工程调度指挥，选调优秀的管理人员和素质过硬的技术骨干，充实技术力量，做到统一行动，步调一致，与项目各部门全力配合，做到齐抓共管；根据本工程的实际施工需要，组织多台性能优良、先进的施工机械设备和富有经验、高素质、成建制的优秀专业队伍投入本工程施工；做好物资供应和后勤保障工作。

3.2 制度保证措施

实行工期责任考核制，制定周、旬、月、季及年度施工计划，把进度计划落实到班组，按期考核，从上至下推行工期、质量奖惩责任制；每周召开工程协调分析会议，安排布置工程任务，解决施工中遇到的各种问题；项目部负责领导坚持跟班作业制度，深入一线跟班作业，及时了解进度动态，发现问题及时解决。

3.3 技术及质量保证措施

3.3.1 施工技术工作方面

在分部工程开工前编制科学、详细的施工组织设计和作业指导书，并做好技术交底工作，将施工技术及要求及时传达至作业班组；按业主、监理批准的技术方案实施工作，杜绝由于技术方案不当造成停工、返工等；根据施工特点和实际情况对技术方案不断优化和创新，确保施工技术的先进性、实用性和高效性。

3.3.2 质量管理工作方面

（1）竖井施工前。由项目技术负责人，主持工程技术部组织技术员、质量员及相关人员进行技术交底，最终确定合理的施工方式、施工时序，明确注意事项；严格按照施工图纸、规范及标准进行。

（2）施工过程中做到“六不施工，三不交接”。六不施工即：不进行技术交底不施工；图纸和技术要求不清楚不施工；测量和资料未经审核不施工；材料无合格证或试验不合格不施工；隐蔽工程未经联合签证不施工；未经监理工程师认可或批准的工序不施工。三不交接即：无自检记录不交接；未经监理工程师或值班技术员验收不交接；施工记录不全不交接。

（3）坚持三检制，以工序质量控制为基础和核心，严格工序管理，检查上道工序、保障本道工序、服务下道工序，认真做好每道工序的检测和记录，利用检查、测试、试验、跟踪监督等手段控制工序活动的各种投入要素和环境条件质量。

（4）对质量问题严格处理，不留隐患。对于施工过程中发现的质量问题，遵循“四不放过”原则进行处理。监理部通过召开质量问题专题会或者现场教育会等多种形式，提高全员的质量意识和责任心，对出现的重大质量问题，剖析质量体系运作和质量控制过程中的薄弱环节，认真吸取教训，进一步提高质量意识，并落实整改措施。

3.4 安全生产管理措施

钻机操作人员由身体健康持证人员担任；操作人员要熟悉反井钻机的构造和技术性能、安全操作规程，并掌握保养和基本维修知识；开机前应先检查制动器性能、钢丝绳接头、各紧固件及机身安装情况，发现不正常情况应立即排除；钻机吊装时严禁违章指挥起吊，指挥信号要准确，避免指挥信号错误导致误操作伤人；导孔贯通前3～5 m至导井反向扩孔结束时，在竖井底部落渣区设置安全警戒，警戒区域内严禁人员进入，防止块石坠落伤人。

3.5 应急管理保证措施

为规范竖井施工应急管理工作，切实加强施工现场竖井涌水、突泥、坍塌等事件的应急管理，及时有效的采取紧急措施，控制事故灾害程度，最大限度地降低事故损失，要求施工单位编制应急预案，成立应急救援组织，明确责任。事故一旦发生，应急救援领导小组立即启动应急预案，根据本预案指挥处置程序，立即组织实施抢险救援和应急处置行动，并及时向上级单位和地方政府部门报告。