引水隧洞主洞开挖施工浅析

2020-05-19孙根江

建材与装饰 2020年13期

孙根江

（中国安能集团第三工程局武汉分公司湖北武汉 430000）

0 前言

硬梁包水电站位于四川省甘孜藏族自治州泸定县冷碛镇境内的大渡河干流上。硬梁包水电站工程规模为二等大（2）型，电站4 台机组总装机容量108 万kW，采用混凝土闸和面板堆石坝+左岸引水系统+地下厂房的枢纽总布置方案。引水系统建筑物包括引水隧洞、调压室、压力管道等。

引水隧洞为两条平行布置的隧洞，引水隧洞在平面布置上共设置5个转弯点，转弯半径200m 或80m，1#、2# 引水隧洞两洞中心间距为60.0m，内径为13.1m，进水口底高程1215.00m，末端调压室处隧洞底高程1198.00m，纵坡分别为i1=0.001192、i2=0.001183，洞长分别为14316.909m、14420.679m。本文探讨起止桩号0+050～3+995，桩号范围设置有1#施工支洞、2#施工支洞作为施工期交通通道，工程施工完毕后，2条施工支洞均要求进行封堵。

1 引水隧洞开挖总体程序

从施工支洞与主洞交叉口位置分别朝上、下游方向进行施工，两条施工支洞连接8 个工作面平行施工。各层按分序循环作业，其中上层两侧扩挖滞后导洞10m 跟进施工，下层开挖在上层贯通后进行，下层全断面开挖。出渣采用3m3侧卸式装载机装渣，20t 自卸车按照有用料和无用料分别运至监理工程师指定渣场。

下层施工支洞施工总体程序：下层施工支洞采用全断面法进行开挖，出渣采用3m3侧卸式装载机装渣，20t 自卸车运至指定渣场。

2 施工分层、分序

将引水洞主洞分为上、下两层依次开挖，结合上层施工支洞进洞高程，确定主洞上层开挖高度为8.0m，下层开挖高度为6.1～7.4m。上层开挖主要分为①、②序进行，①序为上层8m×8m（宽×高）导洞开挖，②序为上层两侧扩挖。下层采用全断面进行开挖支护，具体见图1。

图1 引水隧洞上层开挖分序

Ⅳ、Ⅴ类围岩根据地质预测的结果选择左右半洞法或者导洞先行，或者双侧壁导坑法。

3 引水隧洞上层开挖施工

引水隧洞上层主要是采用中导洞和两侧保护层前后错距10m 开挖方式，先进行中导洞开挖，尺寸为8m×8m（宽×高），Ⅲ～Ⅴ类断面面积依次为60.81～61.10m2，两侧保护跟进开挖，断面面积25.3m2。

为了减轻水平应力对边墙稳定性的影响，Ⅳ、Ⅴ类围岩在开挖过程中如遇断层、不利结构面及软弱岩层时采取临时支护措施加强支护（如工字钢支撑、大管棚、超前锚杆、超前注浆小导管用），并选择采用左右半洞法或者双侧壁导坑法进行施工。同时在靠近掌子面1～2m 范围内安设φ800mm 钢管、壁厚10mm 作为逃生管，悬挂逃生通道指示标志，长度根据围岩自稳情况确定，初步设定为15m，钢管在隧道内塌方时可作为被困人员的逃生通道，同时通道附近配备醒目的工具箱，箱内存放应急电筒、锤子、钢钎等应急工具。

上层开挖采用钻爆台车配合手风钻钻孔，非电毫秒雷管微差爆破，周边光面爆破。Ⅲ类围岩每循环开挖进尺控制在3.5m；Ⅳ类围岩每循环开挖进尺控制在2.0m；Ⅴ类围岩每循环开挖进尺控制在1.0m。

开挖渣料采用3m3装载机装20t 自卸汽车运至监理工程师指定渣场，反铲清撬及危石清理工作面。

引水隧洞上层开挖采用中导洞和左右侧保护层错距10m 开挖施工，具体施工工序如下：测量放线、布孔→钻爆→通风散烟→出渣→（临时安全支护）→延伸风水电线路→转入下一循环。

4 引水隧洞下层开挖施工

引水隧洞下层主要是采用全断面开挖，下层开挖周边沿开挖结构线布置的两排水平光爆孔采用手风钻进行造孔，主爆孔采用T35 履带钻机造垂直孔，非电毫秒雷管微差爆破，每循环开挖进尺控制在3m。开挖渣料采用3m3装载机装20t 自卸汽车运至监理工程师指定渣场，反铲清撬及危石清理工作面。

引水隧洞下层，具体施工工序如下：工作面清理→测量放线→造孔施工→钻孔验收→装药爆破联网→通风散烟→安全处理→出渣清底→延伸风水电线路→下一循环爆破施工。

周边设计结构面采用光面爆破孔间排距0.5m×0.6m，缓冲孔间排距为0.7m×0.8m，主爆孔间排距为2.0m×2.0m，分段毫秒非电雷管微差起爆网络进行爆破。

缓冲孔及底板光爆采用手风钻造孔，孔径φ42，孔深3.2m，主爆孔采用T35 液压履带钻机造垂直孔，钻孔孔径φ90；炸药为乳化炸药，主爆孔采用φ32mm 药卷，缓冲孔及底板光爆孔采用φ25mm 药卷，爆破循环进尺3.0m，爆破单耗0.8kg/m3，单响药量小于24kg；采用非电毫秒延期爆破网络，光爆孔采用导爆索引爆。