“龍?zhí)ь^”方案在某水電站導(dǎo)流洞進(jìn)口堵塞體疏通中的應(yīng)用

侯忠發(fā)

（四川華電木里河水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川 西昌 610016）

1 工程概況

某工程壩址位于U形峽谷內(nèi)，最大邊坡高度328 m，自然坡度約67°。枯水期壩肩開(kāi)挖過(guò)程中，左壩肩上游開(kāi)口線以外導(dǎo)流洞上部2180～2060 m高程的不穩(wěn)定楔形體沿著PL1、L2、第Ⅳ組等多組裂隙切割所形成順坡面突然發(fā)生垮方，垮塌石渣將導(dǎo)流洞和1號(hào)交通洞進(jìn)口完全覆蓋，洞口堆積高度約12 m，導(dǎo)流洞被堵塞，水位雍高至2006.5 m高程。垮塌處坡面直立陡峭，高112 m，最大寬度57 m，厚約15 m，垮塌總方量約1.2萬(wàn)m3。

垮塌事件發(fā)生時(shí)恰逢壩肩開(kāi)挖期，河床堆渣較高，為確保壩區(qū)下游居民生命財(cái)產(chǎn)安全，垮塌后施工單位立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，派施工機(jī)械進(jìn)行河床泄流槽施工，盡快降低上游水位，保證了水位平穩(wěn)不再繼續(xù)上升，并及時(shí)平整出一條左岸導(dǎo)流洞出口至壩前垮方堆渣部位的施工道路，對(duì)部分石渣進(jìn)行了有效清理，庫(kù)區(qū)雍水位由2006.5 m降至2005.5 m。

2 水文、地質(zhì)情況

距壩址最近的水文站1959年6月～2003年5月實(shí)測(cè)多年平均流量為138 m3/s，徑流量43.4億m3。豐水期 （6月～10月）多年平均流量252 m3/s，占年徑流量的76.1%，枯水期 （11月～翌年5月）多年平均流量56.6 m3/s，占年徑流量的23.9%。壩址一般枯期河水水位為1987～1988 m，水深2～7 m，河床寬約20～40 m。

導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡位于壩址區(qū)灰?guī)r陡壁之下，埋深約10～220 m，出露地層為二疊系卡翁溝組 （Pk）灰色厚層灰?guī)r、豹皮灰?guī)r，巖層產(chǎn)狀為N5°～10°/SE∠8°～20°，弱風(fēng)化巖體，裂隙發(fā)育，以Ⅲ類圍巖為主。

3 疏通方案比選

該工程選用枯期斷流圍堰、隧洞導(dǎo)流方式。導(dǎo)流隧洞位于大壩左岸，斷面形式為城門洞型，過(guò)水?dāng)嗝娉叽? m×7 m，隧洞洞長(zhǎng)309.5 m，進(jìn)口明渠長(zhǎng)12 m，喇叭口長(zhǎng)7 m；進(jìn)出口高程分別為1988、1986 m，底坡坡度i=0.6462%。

3.1 導(dǎo)流洞進(jìn)口小圍堰閉氣方案

該方案是通過(guò)在進(jìn)口明渠段填筑一小型圍堰，圍堰長(zhǎng)約20 m，圍堰防滲采用灌漿形成連接于進(jìn)口底板的防滲體。該方案優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)適當(dāng)排水基本上可做到干地施工，安全性較高，堆積體可徹底清理干凈；缺點(diǎn)是圍堰防滲效果具有不確定性，形成后的 “基坑”場(chǎng)地狹小，清渣效率低。

3.2 導(dǎo)流洞進(jìn)口水下拋擲爆破方案

該方案提出的前提條件是洞口堵塞主要由幾塊大塊石堆積體造成，通過(guò)水下爆破將大塊石解體，并通過(guò)爆破后形成的瞬時(shí)高速水流將大部分堆渣體通過(guò)導(dǎo)流洞帶到下游。但水下堆渣情況難以判斷，爆破后能否達(dá)到預(yù)期效果很難確定。

3.3 導(dǎo)流洞洞頂擴(kuò)挖過(guò)流方案 （“龍?zhí)ь^”方案）

“龍?zhí)ь^”方案，即在導(dǎo)流洞上部2000 m高程處施工一與原導(dǎo)流洞洞身貫通的導(dǎo)洞，采用導(dǎo)洞與主河道聯(lián)合導(dǎo)流、相互降渣的方式，最終達(dá)到完全清理疏通導(dǎo)流洞的目的。該方案具有施工過(guò)程可控，工期相對(duì)較短等優(yōu)勢(shì)。因此，該工程最終決定采用該方案疏通。

4 “龍?zhí)ь^”方案實(shí)施

（1）方案設(shè)計(jì)。根據(jù)該導(dǎo)洞的結(jié)構(gòu)特征，主要分3個(gè)區(qū)域進(jìn)行開(kāi)挖，Ⅰ區(qū)為預(yù)留巖坎頂部，即2006 m高程以上部分，Ⅱ區(qū)主要為2006～1998.5 m高程部分，Ⅲ區(qū)為1998.5 m高程以下部分。設(shè)計(jì)及施工分區(qū)規(guī)劃見(jiàn)圖1。

（2）道路及平臺(tái)填筑。首先采用CAT336D液壓反鏟裝渣至20 t自卸汽車，沿河谷左側(cè)臨時(shí)道路填筑石渣進(jìn)占至導(dǎo)流洞進(jìn)口部位形成15 m寬、15 m長(zhǎng)的工作平臺(tái) （2006 m高程），并將平臺(tái)適當(dāng)向上游延伸以便后期清除導(dǎo)流洞上游淤積石渣。

（3）分區(qū)開(kāi)挖施工。Ⅰ區(qū)開(kāi)挖中，為保證導(dǎo)洞施工安全，洞口段采用 “先導(dǎo)洞后擴(kuò)挖”的方式進(jìn)行開(kāi)挖，中間楔形掏槽爆破，后全斷面擴(kuò)挖兩次爆破成型。開(kāi)挖時(shí)遵循短進(jìn)尺、弱爆破、勤支護(hù)的原則。待Ⅰ區(qū)開(kāi)挖完成后進(jìn)行Ⅱ區(qū)擴(kuò)挖，為防止預(yù)留巖坎被震動(dòng)破壞，預(yù)留巖坎內(nèi)側(cè)采用豎向光面爆破施工，光面爆破孔間距30～40 cm，其他部位周邊孔（設(shè)計(jì)線）光面爆破孔間距30～40 cm，線裝藥量200 g/m，主爆孔間排距100～120 cm，炸藥單耗0.5 kg/m3。Ⅲ區(qū)采用先施工2.0m×2.0m中導(dǎo)井，再進(jìn)行周邊擴(kuò)挖，人工出渣的方式進(jìn)行施工。導(dǎo)洞和導(dǎo)流洞相交段為原施工的鋼筋混凝土圓拱，該段需采取密孔小藥量爆破進(jìn)行貫通施工處理。開(kāi)挖石渣采用CAT329D反鏟直接出渣至洞外施工平臺(tái)，局部石渣采用日立250-3H18長(zhǎng)臂反鏟出渣及DH55反鏟 （人工）配合，Ⅲ區(qū)爆破出渣配以卷?yè)P(yáng)提升設(shè)備。

圖1 “龍?zhí)ь^”方案設(shè)計(jì)及施工分區(qū)規(guī)劃 （高程:m）

（4）支護(hù)施工。導(dǎo)洞支護(hù)采用 “鎖口支護(hù)”+“系統(tǒng)支護(hù)”的方式。開(kāi)洞前采用3φ25錨筋束鎖口洞臉，進(jìn)洞后采取邊開(kāi)挖邊支護(hù)的原則進(jìn)行施工，支護(hù)形式為:錨桿支護(hù)，φ25，L=4.5 m，外露10 cm；掛網(wǎng)噴護(hù)混凝土，鋼筋網(wǎng)φ6.5，網(wǎng)格間距15 cm×15 cm，噴10 cm厚C20混凝土等。

（5）預(yù)留巖坎爆破。導(dǎo)洞開(kāi)挖完成后，對(duì)導(dǎo)洞進(jìn)口段預(yù)留巖坎一次性拋擲爆破，巖坎至少爆破至2000 m以下。在爆破前采用PC450液壓反鏟將預(yù)留巖坎外側(cè)施工平臺(tái)進(jìn)行挖除以形成良好的臨空面，確保爆破效果。

預(yù)留巖坎鉆孔采用100B潛孔鉆豎直造孔和氣腿鉆水平造孔的方式結(jié)合，在預(yù)留巖坎外側(cè)布置一排豎向孔 （間距1.0 m）,水平主爆孔間距80 cm，間距50 cm，采用φ70 mm和φ32 mm乳化炸藥連續(xù)裝藥，堵塞密實(shí)，非電毫秒雷管孔內(nèi)延期起爆，起爆順序:豎向孔→上部水平孔→下部水平孔，保證預(yù)留巖坎的徹底清除。

5 結(jié) 語(yǔ)

該水電站導(dǎo)流洞進(jìn)口堵塞體疏通的方案為今后類似工程排險(xiǎn)疏通提供了一定的參考，其成功之處值得借鑒，但需強(qiáng)調(diào)的是:

（1）對(duì)垮塌體部位的穩(wěn)定性做出科學(xué)合理的判定，是決定先進(jìn)行垮塌體排險(xiǎn)支護(hù)，確保采用 “龍?zhí)ь^”方案安全實(shí)施的前提條件。

（2）大型施工設(shè)備，尤其是大斗容、長(zhǎng)臂反鏟在河道大塊度石渣清撈、深水下遠(yuǎn)距離挖渣方面發(fā)揮了非常重要的作用。

（3）預(yù)留巖坎爆破效果對(duì)恢復(fù)導(dǎo)流洞過(guò)流至關(guān)重要。

（4）做好監(jiān)測(cè)工作，密切關(guān)注河水水位變化、在施工期間，要加強(qiáng)對(duì)水情的預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)河水上漲及時(shí)撤離洞內(nèi)施工人員和施工機(jī)械設(shè)備，確保施工安全。