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摘要:糯扎渡水电站引水发电系统共布置9条引水道,渐变段长20m,上平段长20m,渐变段开挖断面尺寸为10m×14m~D12.2m。上平段开挖断面尺寸为Φ11.2m。1#~9#引水道开挖断面大、地质条件复杂、安全问题突出,特别是渐变段部分超欠挖难以控制,质量要求高、工期紧、施工难度大,施工过程中如何确保安全和质量的前提下,加快施工进度是本工程的重点和难点。
关键词:引水道;渐变段;开挖施工
1.工程概况
糯扎渡水电站工程属大(1)型一等工程,永久性主要水工建筑物为一级建筑物。引水道C4标土建工程主要为1#~9#引水道渐变段(引0+000.000m~0+020.000m)和上平直段1(引0+020.000m~0+040.000m)的石方洞挖、支护、衬砌混凝土、水泥灌浆等。其中进口渐变段开挖断面分A、B两种类型:1#~3#为A型(10.3m×14.3m~Φ12.5m)、4#~9#为B型(10.4m×14.4m~Φ12.6m);上平直段1开挖断面尺寸为Φ11.2m和Φ11.1m。
引水道部位的基岩为T2m1-1的沉积角砾岩及花岗岩,沉积角砾岩分布于地基左侧,花岗岩分布于地基右侧,均为微风化岩体。结构面不发育,以节理为主,沉积角砾岩中的层面较少,且多闭合。无大的断层带分布,层间挤压带G220-j-2分布于7#~9#引水道。地下水位较低,位于地下水位以上。部位多为次块状或块状结构岩体。
2.施工难点及对策
2.1施工难点
1、1#~9#引水道渐变段(引0+000.000m~0+020.000m)和上平直段(引0+020.000m~0+040.000m)设计开挖断面大、开挖难度大、工期紧,且开挖出渣施工道路需待进水口岩柱槽开挖完成才能形式,由于岩柱支护面与引水道开挖面最大距离仅57.3m,两个工作不能同事展开施工,存在很大的施工干扰,在工期上互相制约。
2、引水道地质条件差,F9断层贯穿6#~9#整个引水道,节理裂隙发育,在地下水或爆破振动作用下易发生塌方、掉块现象,且该部位为引水道渐变段,钻爆施工难度大,设计不允许欠挖,超欠挖难以控制。
2.2施工对策
1、针对引水道洞挖与进水口岩柱开挖支护存在的彼此间的矛盾,为确保引水道工期,最后采取先岩柱槽一次开挖到底,再回填引水道上半洞开挖出渣道路,而岩柱同时采取隔洞支护以避免影响岩柱支护,最大程度上保证施工进度。
2、为防止洞挖过程中出现塌方、掉块现象,同时保证超挖控制在规定允许范围内,在洞挖支护过程中采取“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤测量”,根据引水道地质条件对钻孔、爆破参数及爆破网络进行优化调整。
3.引水道洞挖施工
3.1引水道洞挖施工工艺流程
引水道洞挖施工工艺流程见图3-1
图3-1:洞挖施工工艺流程
3.2引水道开挖方法
根据引水道开挖设计体型,引水道洞挖采用从外往里、上下分层的开挖方法。
施工程序为:洞口支护→上半洞开挖→上半洞支护→下半洞开挖→下半洞支护
3.2.1渐变段开挖
由于引水道渐变段从洞口引0+0.0~0+0.20,洞口为高度47m的垂直边坡,设计洞口体型为10.3m×14.3m矩形洞口,设计断面大、岩层地质情况较差,为保证洞口成型在洞口设计布置了125KN的预应力锚杆。为控制渐变段超欠挖,渐变段上半洞采用中导洞领先、两侧墙扩挖跟进的方法。
下半洞开挖由于上半洞已形成爆破临空面,下半洞只布置光爆孔和崩落孔。爆破布孔图见图3-1、3-2。
图3-3 引水道渐变段上半洞开挖布孔图
图3-4 引水道渐变段下半洞开挖布孔图
3.2.2上平段开挖
引水道上平段位于引0+20.0~0+40.0下半洞高5.1~6.9m,采用YT-28气腿钻打水平孔,周边光面爆破。
图3-6 引水道上平段下半洞开挖布孔图
3.2.3爆破设计
引水道爆破参数见表3-1、3-2。
表3-1 引水道第一层爆破参数表
3.3不良地质段开挖方法
针对引水道地质条件差的部分采用以下开挖方法:
①钻爆作业:按照“短进尺、弱爆破、少扰动”的原则施工。开挖按浅孔、小药量、多循环钻爆,
②超前支护:开挖钻孔前,采用超前锚杆等预支护加固,增强围岩自稳能力。
③围岩支护:钻爆后暂不出碴,经安全处理和平碴后,立即对边墙上部及顶拱进行一次支护,采用砂浆锚杆及喷砼支护;出碴后安装钢支撑、喷砼支护,形成一柔性封闭环,确保围岩稳定。
④施工监测:成洞后,布置观测点对围岩进行变形测量,通过勤量测,及时反馈信息,指导开挖支护施工,确保成洞稳定和施工安全。
引水道上平直段1引0+020.0000~引0+040.000第Ⅰ层高7.5m,YT28气腿钻造孔,周边光面爆破;第Ⅱ层高5.1/5.0m,采用YT-28气腿钻打水平孔,周边光面爆破。爆破布孔图见图3-5、3-6。
4.结语
通过对9条引水道不同的地质情况采取科学合理的爆破开挖参数及支护参数,最大程度上控制了引水道的超欠挖、施工期的安全问题以及施工进度问题,取得了预期的施工目标。
参考文献:
[1]《水利水电工程施工手册》第二卷,土石方工程 北京:电力出版社,2002年,第205页
[2]DL/T5099-1999《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》;
[3]《云南澜沧江糯扎渡水电站进NZD/C4标施工组织设计》。