溪洛渡水电站左岸1#尾水洞下层弧形断面开挖施工技术研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇溪洛渡水电站左岸1#尾水洞下层弧形断面开挖施工技术研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘要】本文介绍了溪洛渡水电站左岸1#尾水洞下层底角“1/4弧形”开挖施工技术。下层开挖成功运用弧形样架，解决了下层开挖成型难的问题，调整光面爆破设计参数，解决了下层开挖的超欠挖问题，为类似洞型开挖工程提供了实例，值得借鉴

【关键词】 弧形样架光面爆破溪洛渡

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1 、概述

金沙江溪洛渡水电站工程是我国西电东送中线的骨干电源之一，位于四川省雷波县和云南省永善县交界处的金沙江干流上，下游距宜宾市184km（河道里程），左岸距四川省雷波县城约15km，右岸距云南省永善县城约8km，由拦河大坝、泄洪建筑物、引水发电建筑物及导流建筑物组成。混凝土双曲拱坝，最大坝高278.0m，坝顶高程610.0m，地下式厂房，分设在左、右两岸山体内，各装9台单机容量为770MW的水轮发电机组，总装机容量13860MW。

左岸1#尾水洞岩体主要为致密状玄武岩、含斑状玄武岩、斑状玄武岩、角砾（集块）熔岩和含凝灰质角砾熔岩，均为密度大、吸水率低的高强度、高模量的致密坚硬岩石。溪洛渡水电站左岸布置了3条尾水洞，其中靠山里1#尾水洞为独立尾水洞。左岸1#尾水洞断面为底圆角城门洞型，隧洞开挖断面尺寸为17m～18.6m×22m～23.6m，底圆角开挖半径为3.5m～4.3m，开挖断面为标准洞段与出口20m底角渐变段两种，出口1+622.383m~1+764.883m段采用-8％的纵坡，其余洞段一坡到底布置，纵坡i=-1.025％。

2、左岸1#尾水洞下层施工条件

2.1、左岸1#尾水洞洞内施工情况介绍

左岸1#尾水洞上层、中层开挖支护已完成，上层开挖高度为9.0m～10m，中层开挖高度约8.3m~9.0m，下层高度约4.5m~5.3m。由左岸下4-2施工支洞进入左岸1#尾水洞下层开挖工作面，分上下游两个工作面。

左岸1#尾水洞开挖分层示意图 图1

2.2、施工辅助设施布置

为满足下层开挖及支护，风水电布置情况如下：洞内施工用水总量为50m3/h；洞内用电总负荷约为2430 kW；洞内通风散烟采用下游面通风竖井，洞内的照明、排水、通信、信号等辅助设施均满足施工需要。

3、左岸1#尾水洞下层开挖施工方法

3.1、施工工序流程

工作面清理布孔钻孔钻孔检查装药联网起爆排险出渣残孔率及开挖面平整度检查。

3.2、开挖方法

尾水洞下层开挖根据不同围岩类别选择不同的开挖高度，下层开挖高度为4.5m～5.3m。尾水洞下层开挖采用手风钻钻设水平孔进行全断面开挖，中间钻设水平崩落孔，周边两侧圆弧设计边线采用弧形样架钻设光爆孔，以确保圆弧成型与开挖质量；Ⅱ类、Ⅲ1类围岩设计开挖循环进尺3.0m，Ⅲ2、Ⅳ类围岩设计开挖循环进尺2.0m。

3.3、爆破设计

(1)底角圆弧光面爆破

底角圆弧设计边线采用光面爆破，光爆孔采用YT-28型手风钻造水平光爆孔，孔径为φ42mm，钻孔角度沿弧线水平，孔间距为45cm，钻孔深度为3.0m，采用φ25mm或φ32mm乳化炸药等间隔不耦合装药，线装药密度200~250g/m。采用导爆索连接分段起爆，最大单响药量不大于24kg。

(2)底板孔光面爆破

底板孔采用YT-28型手风钻造水平光爆孔，钻孔直径为φ42mm，钻孔角度水平，孔间距为60cm，钻孔深度为3.0m，采用φ25mm或φ32mm乳化炸药等间隔不耦合装药，线装药密度200~250g/m。采用导爆索连接分段起爆，最大单响药量不大于24kg。

(3)崩落孔

崩落孔布置在下层开挖断面中间，采用YT-28型手风钻造水平孔，钻孔直径为φ42mm，钻孔角度水平，钻孔间排距为1.0m×1.1m，水平深度为3.0m, φ32mm乳化炸药连续不耦合装药，单耗0.6~0.75kg/m3，单孔药量为2~2.4kg，采用塑料导爆管连接非电毫秒雷管微差起爆，最大单段起爆药量不大于30kg。下层开挖典型爆破参数统计如下表1：

下层开挖典型爆破参数统计表 表1

3.4、弧形样架制作与使用

尾水洞下层开挖，两侧圆弧设计线采用弧形样架施工，弧形样架采用Φ32mm钢筋，根据底角圆弧半径加工成弧形样架，中间采用Φ25mm钢筋焊制连接成整体。开挖底角圆弧时，首先由测量人员准确放点，将弧形样架位置固定，样架采用短锚杆固定在岩面上，手风钻钻杆紧贴弧形样架钻孔，以确保钻孔角度及约束钻杆漂移。弧形样架制作示意图见下图图2

底角圆弧开挖“弧形样架”制作示意图 图2

4、下层开挖质量控制

4.1、下层底部清理

工作面的好坏对爆破效果起到至关重要的作用。下层底板爆破石渣反铲无法全部清除掉，留有一定程度的底根，底根造成底板孔测量放点困难、钻杆调整不到位置等一系列问题，从而影响爆破效果。为此在底板开挖放点前，必须人工配合风镐将下层底部清理到位，保证测量放点与钻孔到位。

4.2、底板孔造孔质量控制

首先由测量人员进行底板爆破孔孔位放点，然后在距掌子面1.5m处放出对应的后视点，开孔前将钻头对准预先放出的孔位点上，钻杆与对应的后视点保持铅垂，并且用坡度仪将钻杆的角度调整好，在保证造孔孔深为3m的情况下，底板孔钻孔倾角下倾2°，且孔底最大超挖不大于15cm；钻进过程中，每进尺1m复测一次钻孔角度，如有偏差及时纠正。由于钻机构造限制，普通短钻杆很难紧贴开挖面，超欠挖很难控制，为此要控制好底板超欠挖，须选用4.5m以上长钻杆进行造孔，控制3.0m进尺，利用钻杆一定的柔性，克服钻机构造带来的缺陷；同时由于钻杆受到地面约束，不会出现长钻杆难以控制的问题，保证钻杆贴地，控制好超欠挖。另外，短进尺也是减少错台及超挖的关键因素，因此在底板开挖时选择用4.5m钻杆造孔，开挖进尺为3.0m。

4.3、圆弧段光爆孔造孔质量控制

在底板圆弧段开挖钻设光爆孔时开展弧形样架研究，以控制钻孔角度，减少超挖量，提高圆弧段的开挖平整度。弧形样架采用4根Φ32mm钢筋弯成弧形，弧形钢筋间距0.5m，中部采用Φ25mm钢筋顺水流方向焊接形成整体，样架用Φ25，L=0.5m短锚杆固定在岩面上，每排炮打设12根短锚杆（包括两侧圆弧段），使钻孔角度与岩面呈3°角，钻孔时使钻杆紧贴弧形钢筋钻设。圆弧段造孔与底板孔造孔相同，均采用4.5m长钻杆造孔，在孔深3m的情况下可保证孔底超挖量不大于15cm。

每循环在光爆孔开钻前由测量人员放出钻孔孔位，施工人员将弧形样架调正，然后再由测量人员对样架进行校核，最后对样架固定牢固后方可开钻，钻孔完毕后由施工人员将样架拆除搬移到安全位置避炮，防止爆破时将弧形样架砸坏。

4.4、现场施工管理

现场质检人员严格控制开挖钻孔角度、钻孔数量及装药量，现场工点定期组织召开开挖质量总结交流会，总结较好的开挖施工经验以指导现场施工，并且督促施工队经常召开质量培训会，使现场施工人员增强质量意识，从 而进一步提高底板开挖质量。

5、结语

采取上述施工方案与精心组织施工，下层底角圆弧成型良好，特别是两侧圆弧光爆孔，半孔率达90%以上，相邻两炮孔间的不平整度达到15cm以内；中间崩落孔爆破也取得较好的爆破效果，无后冲、侧冲破坏，无大块，无飞石破坏现象，底面较平整，振动能量得到良好的控制；底板光面爆破效果很好，底板平整度不大于10cm。

通过“弧形样架”的研究与使用，尾水洞下层开挖质量有了“质”的改观，减少了超挖量，左岸1#尾水洞下层开挖已于09年9月底结束，为尾水洞混凝土衬砌的如期施工打下坚实基础。