潘口水电站导流洞进口高边坡开挖支护施工综述.pdf

水利水电施エ2010?第2期总第119期
清口水电站导流洞进口高跛被开挖支护
施工综述
孟宪伟/(中国水利水电第六工程局有限公司)
摘要】澹ロ水电站导流洞进口边坡高达224m,エ程地质条件较复杂,揭狃、Ⅳ级结构面上百条。断层密
集,节理、裂隙发育,稳定性差,对大断面导流洞进口安全权为不利。施エ中来用自上而下分台阶开挖、周边
预裂与预留保护层、手风钴修整相结合,边开挖边支护,及时封开挖坡面,以锚筋桩、预应力锚索为主体
立体支护、综合治理等施工技术,确保了开挖边坡稳定和施工安全
关键词》导流洞进口边坡施工技术开挖支护
0~2m,强风化带水平深度为4~11m。
1概述
3主要施工特点
潘口水电站导流隧洞由进口明渠、控制段、洞身段
出口明洞段、出口明渠组成,轴线长约642m。其中进口
(1)潘口水电站导流洞进水口边坡陡峭,高程483~
明渠长约26m,进水塔长40m,洞身长为534m,出口明259m自然边坡坡度为45~50°,开挖地形陡峭,无法从
洞段长为15m。出口明渠段长为25m。洞身设计过水断
外部修筑施工道路直达工作面。人员、材料设备到达工
面尺寸为15.0m×18.0m。进水塔底板高稈262m,出口作面困难。
底板高程259m,隧洞底板坡度为0.0056。
(2)施工场地狭窄,地形复杂,同时受下游坝肩开挖
导流洞进口边坡开挖高度约为224m,自高程483~及底部右岸低线公路的开挖影响,施工干扰大。
259m,共分十层马道,其中高程362m、高程315m为两
(3)导流洞进口边坡开挖进度快慢,直接影响导流洞
个施工平台,高程362m为主要施工通道。高程283m以能否按期导流的目标,因前期受进场晚、征地移民等因
下为进口控制段开挖。高程483~402m坡比为1:0.75,
素影响时间长,工期特别紧张。
高程402~362m、高程315~283m坡比为1:0.5,高程
(4)受导流洞高边坡开挖及岩石条件差因素的影响,
362~315m坡比为1:0.2。各层马道宽度均为2m,马道
高边坡的支护应紧跟开挖坡面,支护工程量较大。合理
内侧设置60cmn宽排水沟。
安排各层坡面的浅层、深层支护时间段,保证高边坡开
进口边坡开挖主要工程量为土石方明挖45万m3,喷
挖与支护顺利完成难度较大。
混凝土0.45万m3,预应力锚索117根,铺杆6651根计
(5)边坡高度为224m,高差大,开挖与支护质量要
56000m,锚筋桩2500m,钢筋网3万m2,排水孔1200m。
求高,施工难度大
2边坡地质条件
4施工方案优化
导流洞隧洞布置在坝区右岸,自然坡度45°~50°。
导流洞进水口施工受各种因素影响,工期延误较多。
开挖边坡为凹形坡。出露地层岩性PHl~Ias为含炭质加之开挖、支护工程量增加,其中开挖量增加了26万
条带的白云母石英片岩,发育有顺坡向卸荷裂隙,裂隙
m3,锚杆增加2万m,锚索增加101根。为了按照业主
走向330°~340°,倾向河床,倾角40°~43°。坡积物厚调整的工期完成导流洞进水口开挖与支护施工,必须对
土石方与边坡工程
原施工方案进行优化。方案优化主要针对施工重点和难保护层。保护层采用手风钻钴孔爆破开挖,水平光面挖
点,以及如何保证工期等几个方面,其主要表现在以下
除,保护层以上采用CM351钻机与液压钻机钴孔梯段爆
几个方面
破开挖,石方边坡开挖采用预裂爆破导爆索引爆,梯度
(1)因右岸低线公路未形成,利用开挖石渣形成临时爆破采用非电毫秒雷管分段引爆,微差挤压松动爆破
出渣道路并拓宽,增大存储量和增加出渣通道
为加快施工进度,预裂孔采用YQ-100E潜孔钻机钻孔,
(2)将自导流洞出口至高程362m平台、进口低线公
次性钴孔20m。为保证裂钴孔偏差值在允许范围内,
路至高程315m的临时道路形成,增加一条出渣道路缓解预饗边线处全部采用脚手架架设平合固定钻机,保证钻
低线路出渣压力,并便于高程362m以上支护材料运输。
孔角度偏差。
(3)为加快施工进度,开挖与支护分区、分段同时进5.1梯段爆破施工
行,并做好防护工程的施工。在进行高程362m以下边坡
造孔采用1台CM351、2台D7液压钻机进行造孔
支护时,在高程362m平台外边沿设置安全防护网以保证
孔径分别为105mm。为提高爆破效率,梯段爆破采用
下方开挖与支护施工安全。
“小孔距、大排距”布孔方式,经爆破试验,确定度高
(4)在高程422m以上开挖场地狭小,施工布置困
度确定为10m。间排距确定为2.0m×3.0m,在布孔时尽
难,岩石开挖钻爆主要以D7液压钻为主,YQ-100E为
可能避开软弱夹层,采用完全耦合装药和孔间微差爆破,
辅,减少移钻次数,加快钻孔速度,从而提高施工效率
使爆破石渣粒径均匀,解炮量小。
(5)高程422m以下开挖时,为加快钻孔进度,采用
主爆孔以2号岩石硝铵粉状炸药为主,采取全耦合
CM351和液压钻钻设爆破孔,利用YQ-100E钻预裂孔。
柱状连续装药;缓冲及拉裂孔采用乳化炸药,采取柱状
同时为加快开挖施工进度,预裂钻孔一次钻孔到位(除
不耦合装药;岩石爆破单耗药量为0.4~0.6kg/m3。梯
去底部预留保护层2~3m)。分块长度根据现场实际情况
度爆破采取微差爆破网络,1~15段非电毫秒雷管联网
进行调整,爆破钴孔不占直线工期。
电雷管起爆,梯段爆破最大一段起爆药量不大于500kg,
(6)石方开挖时,为减小翻渣量,开挖爆破釆用“小
临近建基面和设计边坡时,最大一段起爆量不大
孔距、大排距”的开挖方式,减小首排孔的抵抗线长度,
于100kg
增大前排爆破孔的装药量,达到定向爆破的效果。每个
层面根据场地的大小采用反铲、推土机共同进行施工,
5.2预裂爆破施工
并将翻渣反铲的斗容加大,以加快翻渣施工速度
预裂爆破孔主要采用YQ-100E潜孔钻机进行钻孔,
)导流洞洞口高程315m以下边坡开挖时,控制梯
孔径为?00mm,预裂孔间距为1.0m,钻孔深度至预留保
段爆破髙度,按照经验公式计算梯段爆破所需的单响药
护层位置,装药选用0mm乳化炸药,采用不耦合间隔装
量,以保证洞内开挖安全和爆破对洞顶岩石的破坏。
药。线装药密度根据爆破试验确定为0.3~0.35kg/m。预
(8)为保证边坡支护紧跟开挖面进行施工,开挖时采
袈起燝网络采用非电导爆系统,导爆索传爆。同时预裂
用预留保护层、搭设悬空脚手架、设计变更将马道变宽
起爆时间应超前主爆孔100ms以上。由于预裂孔较深,
等方案。提供支护施工平台,加快支护进度
底部挟制严重,其底部线装药密度加大为正常段10倍,
(9)支护施工锚杆孔深均为5m以上,因此原方案钴
底部0.8m为加强段,马道留2m保抑层,堵塞毁取1m
孔主要采用潜孔钻施工,因潜孔钻机移动困难、占用施5.3高程315m以下边坡开挖
工平台空间和用风量较大,施工速率低下。为此将边坡
为保证导流洞0+41~0+75段开挖与支护施工过程
错杆钻孔施工改为YT-28手风钻钻孔,可加大设备投入
及完成后的施工安金,对进口高程335m以下的开挖方案
的数量,用风量较小。