锦屏二级水电站进水口事故闸门井开挖支护施工-(卢治林)

锦屏二级水电站进水口事故闸门井开挖支护施工卢治林（中国葛洲坝集团第二工程有限公司，四川成都610091）摘要锦屏二级水电站进水口事故闸门井开挖，由于地质条件较差，设计要求开挖质量高，本文针对现场实际现状，通过多次钻孔爆破试验，提出了闸门井开挖施工的钻孔及爆破参数，从而为加快施工进度，确保施工质量起到了应有的效果。关键词锦屏二级水电站进水口事故闸门井开挖支护施工1工程概况（重点写闸门井概况）锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅砻江干流锦屏大河弯上，是雅砻江干流上的重要梯级电站。利用雅砻江下游河段150km长大河弯的天然落差，通过长约16.67km的引水隧洞，截弯取直，获得水头约310m。电站总装机容量4800MW，单机容量600MW。工程枢纽主要由首部拦河闸、引水系统、尾部地下厂房三大部分组成，为一低闸、长隧洞、大容量引水式电站。进水口事故闸门室围岩弱卸荷带以下最小覆盖厚度约58m，事故闸门室内与4条引水隧洞相匹配分别设有事故闸门井、检修竖井、闸门检修平台，通长布置启闭机室，安装高程为1666m。进水口事故闸门井共有4个，平面尺寸为13.5m×12.0m（长×宽），楼梯与事故闸门井相连，楼梯平面尺寸为5.0m×2.5m（长×宽），竖井底高程为1631.3m（闸门井底部随引水洞开挖一同施工），顶高程为1659.7m，开挖高度28.4m。2施工技术要求（这个在哪找的）（1）残留炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布，炮孔残留率在Ⅱ、Ⅲ类围岩中不少于90％，在Ⅳ类围岩中不少于80％。（2）相邻两孔的岩面应平整，孔壁不应有明显的爆震裂隙，相邻两茬炮之间的台阶或预裂爆破孔的最大外斜值不大于10cm。（3）预裂爆破的预裂缝应连续贯通，裂缝宽度不小于0.5cm。3施工重点、难点及对策事故闸门井部位地质完整性较差，裂隙发育，破碎带较多，中间开挖后部分保护层围岩沿裂隙面裂开、松动、滑落，使得闸门井开挖成型较为困难。这是闸门井开挖的重点和难点，为确保闸门井开挖质量，我们采取下列措施：（1）闸门井开挖在上下游边墙预留3m厚保护层，中间开挖前先沿保护层边线进行施工预裂。（2）开挖采用气腿钻自上而下沿闸门井方向钻垂直孔。（3）通过爆破试验，优化爆破参数和网络设计，尽可能减少爆破松动圈；（4）对于裂隙发育，破碎带较多穿过岩壁梁部位的开挖，严格按照设计图纸进行加固处理，利用预先固结灌浆的方法加固闸门井壁，提高抗变形能力。4开挖顺序（图纸文字看不清楚）事故闸门竖井扩挖在事故闸门室岩锚梁混凝土浇筑完成，并达到28天龄期设计强度后方可进行施工。达到龄期之前进行竖井的导井与一次扩挖的钻孔施工。在高程1659.7m布置一台LM-200反井钻机，由上而下钻φ216mm的导孔至高程1631.3m，在引水隧洞至事故闸门竖井下部的出渣通道形成时，再安装扩孔钻头自下而上反扩一个直径为φ1.4m的导井，然后利用吊篮通过人工自下而上钻爆扩挖成φ4.0m的溜渣井，最后采用TY28手风钻自上而下扩挖成型。每次扩挖的钻孔深度为2.5～3.0m。开挖渣料由溜渣井溜到引水隧洞底部，采用ZLC50G（3.1m3）侧卸装载机装20t自卸汽车出渣，详见示意图。扩挖前先对井口上部进行锁口施工，锁口锚杆为Ф25@100cm，L=450cm，沿井壁布置2排，第一排距结构线100cm，第二排距结构线250cm；井口下部也设锁口锚杆，布置在距下拐点1m为第一排、布置在距下拐点2.5m为第二排，间距为1m；井口预留3～5m宽的井台，设置围栏和排水沟，防止井台上杂物坠入井内。竖井扩挖时，Ⅱ、Ⅲ类围岩段采取二掘一支护；不良地质洞段采取一掘一支护，上层未支护不得进行下一层的开挖；非出渣作业或井底作为交通通道时，采用钢篦子井盖将导井井口盖住；扒渣作业时，作业人员佩戴安全绳，安全绳系挂在井壁锚杆上，防止发生人员坠落事故。在每个竖井井口平台上设置专门的提升设备，作为人员上、下和设备、材料运输交通工具，提升设备设置导向装置和断绳保险装置，并控制升降速度。提升设备设置防止过卷、过电流和失电压等保险装置及可靠的制动系统，使用过程中加强维护检查工作。上下联系采用电话、信号灯、对讲机等多种通讯手段结合使用，互为备用。5施工方法（1）钻孔爆破设计及循环进尺闸门竖井溜渣井扩挖利用吊篮作为作业平台，采用手风钻钻孔，钻孔深度为1.30m，孔排距0.6×0.8m。溜渣井扩挖拟采用连续钻孔分段爆破的方式进行施工，第一次扩挖炮孔布置见以下示意图（1-1剖面）。竖井全断面扩挖采用TY28手风钻钻孔，爆破孔孔排距1.3×1.2m，钻孔深度2.5～3.0m。周边光爆孔孔距0.5m，钻孔深度2.5～3.0m。全断面扩挖断面面积为162m2，共布置4圈炮孔，周边孔间距为50cm；崩落孔间距为93～110cm，；共布置炮孔194个，周边孔102个，爆破孔92个，孔径为φ42，孔深为2.5～3.0m，设计循环进尺为2.5～3.0m。楼梯间的钻爆与竖井扩挖同步，周边孔采用光爆孔，孔距0.5m。爆破孔钻孔参数与竖井扩挖参数一致。楼梯间的开挖分两步进行，先进行竖井扩挖，然后进行楼梯间的开挖。炸药采用2#岩石乳化炸药、雷管采用非电毫秒微差雷管。周边孔采用不耦合间隔装药，爆破孔采用柱状连续装药，堵塞采用砂和粘土的混合物。闸门竖井扩挖炮孔布置见以下示意图（2-2剖面）。（2）支护施工竖井扩挖成型后，按照设计要求进行系统支护，Ⅱ、Ⅲ类围岩段采取二掘一支护；不良地质洞段采取一掘一支护，上层未支护不得进行下一层的开挖。每一层支护均根据支护高度搭设扣件式脚手架，支护完成后及时拆除，为下一循环开挖提供条件。竖井扩挖成型后，根据不同高度，采用钢管、扣件设置爬梯，供施工人员上下和小型材料运输之用。喷射混凝土混合料制备由西端拌和系统供料，采用6m3混凝土搅拌车水平运输至事故闸门室井口平台。混凝土喷射采用湿喷方式，自下而上分段施工，喷嘴按螺旋形轨迹一圈压半圈的方式沿横向移动，层层喷射，使混凝土均匀密实，表面平整。喷嘴与喷射面尽量保持垂直，以减少回弹，确保喷砼的质量。区段间的接合部位和结构的接缝处应妥善处理，不得漏喷。喷射作业时，保持工作风压稳定，连续供料。完成或因故中断作业时，应将喷射机及料管内的积料清理干净。喷射混凝土的回弹率不大于15%。喷射混凝土终凝2h后，及时进行洒水养护，养护时间不少于7天。6主要爆破参数主要爆破参数表部位孔名孔径（mm）孔深（cm）孔距（cm）孔数（个）药卷直径（mm）单孔药量（kg）总装药量（kg）备注1中心导向孔2162840反井钻机2导井扩井14002840反井钻机2-2剖面爆破孔4212022.516320.406.40连续耦合装药1-1剖面爆破孔42300120～13092321.9174连续耦合装药周边孔4230050102250.661.2间断不耦合7主要一些控制措施（反井钻机，开挖爆破，支护等方面）8结束语（开挖效果和评价）锦屏二级水电站进水口事故闸门井开挖，目前已完成全部闸门井的开挖施工。在施工过程中，每一循环开挖后我们及时测量竖井成型情况，按断面间距1.5m进行测量，均无欠挖，最大超挖17.5cm，平均超挖14.7cm，满足设计要求。作者简介：卢治林（1990～）男中国葛洲坝集团第二工程有限公司锦屏助理工程师；四川成都市610072联系电话：[phone]。