引漢濟(jì)渭三河口水利樞紐導(dǎo)流洞工程開挖技術(shù)研究

李榮軍

摘 要：引漢濟(jì)渭三河口水利樞紐導(dǎo)流工程共布置1條導(dǎo)流洞（右岸1條）。導(dǎo)流洞施工中，采用上半洞和下半洞人工鉆爆法開挖和錨噴支護(hù)聯(lián)合鋼拱架初期支護(hù)的型式，能夠保證施工安全和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：三河口水利樞紐；導(dǎo)流洞；上半洞；下半洞；開挖技術(shù)

中圖分類號：TV52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0046-02

1 工程概況

陜西省引漢濟(jì)渭工程為一等大（1）型工程，引漢濟(jì)渭工程是陜西南水北調(diào)工程項目，地跨黃河、長江兩大流域，橫穿秦嶺屏障。項目分為調(diào)水工程、輸配水工程，是解決陜西關(guān)中、陜北缺水的戰(zhàn)略性水資源配置工程。

三河口水利樞紐為引漢濟(jì)渭工程的兩個水源工程之一，樞紐位于子午河佛坪縣大河壩鄉(xiāng)上游約3.8km處的子午河峽谷下游段，樞紐水庫總庫容為7.1億m3，調(diào)節(jié)庫容6.5億m3，主要由大壩、壩身泄洪放空系統(tǒng)、壩后引水系統(tǒng)、抽水發(fā)電廠房和連接洞等組成。其中導(dǎo)流洞樁號導(dǎo)0+000.00～導(dǎo)0+274.227，總長274.227m，洞身斷面為圓拱直墻型，斷面尺寸寬×高為8.0m×11.0m，直墻高8.763m，頂拱半徑4.694m。圍巖為變質(zhì)砂巖夾大理巖；初期支護(hù)采用錨噴支護(hù)聯(lián)合鋼拱架支護(hù)的型式。

2 開挖及支護(hù)

（1）根據(jù)圍巖特點(diǎn)和開挖斷面尺寸結(jié)合現(xiàn)場施工條件，導(dǎo)流洞開挖斷面為9.2m×12.1m（寬×高），分兩層進(jìn)行，上半洞高度為8.0m，下半洞高度為4.1m。

施工順序：先上半洞，后下半洞；先貫通上半洞，再貫通下半洞。

上半洞開挖采用手風(fēng)鉆水平造孔，周邊光面爆破，全斷面一次開挖成型。下半洞開挖采用手風(fēng)鉆水平造孔，周邊光面爆破。布孔裝藥采用自制作業(yè)臺車，方便作業(yè)人員順利完成布孔、裝藥等工序。出碴由3.0m3側(cè)翻裝載機(jī)配20t自卸汽車進(jìn)行。

（2）導(dǎo)流洞洞身支護(hù)：洞內(nèi)支護(hù)施工緊隨開挖循環(huán)進(jìn)行。錨桿采用手風(fēng)鉆鉆孔人工注漿安裝，噴砼由人工現(xiàn)場編制掛網(wǎng)、噴射，混合料在洞外集中拌制，砼運(yùn)輸車運(yùn)至洞內(nèi)；型鋼鋼架在洞外綜合加工廠分片制作，現(xiàn)場人工拼裝、安設(shè)。

3 施工工序和方法

3.1 洞室開挖施工工序

施工準(zhǔn)備-測量放線、布孔-鉆孔-裝藥-網(wǎng)絡(luò)連接、檢查、起爆-洞內(nèi)排煙-安全處理-出碴-支護(hù)-下一循環(huán)作業(yè)。

3.2 施工方法

3.2.1 施工測量

隧洞外平面控制采用三角控制網(wǎng)。洞內(nèi)控制采用兩級導(dǎo)線法。即首先由施工導(dǎo)線保證開挖面正常掘進(jìn)時的放樣，指導(dǎo)開挖，其邊長控制在30m左右；其次當(dāng)掘進(jìn)長度達(dá)100m以后，開始布設(shè)精度較高的基本控制導(dǎo)線，以檢查洞身掘進(jìn)方向是否與設(shè)計相符，并提高施工導(dǎo)線的精度。

3.2.2 爆破開挖

根據(jù)圖紙?zhí)峁┑馁Y料，洞身的圍巖主要是Ⅱ類和部分Ⅴ類圍巖，開挖斷面為9.2×12.1m，光面爆破按臺階法進(jìn)行施工。

（1）上半洞開挖

上半洞開挖面積約70.82m2，其臺階高度根據(jù)設(shè)計斷面取8m，開挖循環(huán)進(jìn)尺根據(jù)圍巖類型控制在3.0m，掏槽方式選用雙排楔形掏槽，起爆網(wǎng)絡(luò)采用非電雷管孔內(nèi)延時起爆，周邊光面爆破。

（2）洞身開挖Ⅱ類圍巖開挖單循環(huán)進(jìn)尺為3m，每個循環(huán)時間約12個小時，每天工作2個循環(huán)，每月25天有效工作時間，月平均進(jìn)尺150m。

洞身開挖Ⅴ類圍巖開挖單循環(huán)進(jìn)尺為1.5m，每個循環(huán)時間約11個小時，每天工作2個循環(huán)，每月25天有效工作時間，月平均進(jìn)尺75m。

（3）下半洞開挖

下半洞開挖面積約40.59m2，進(jìn)尺控制在10m，臺階高度取4.1m，全斷面掘進(jìn)，采用手風(fēng)鉆水平造孔，起爆網(wǎng)絡(luò)采用非電雷管孔內(nèi)延時起爆，周邊光面爆破。

下半洞開挖單循環(huán)進(jìn)尺8m，每個循環(huán)時間約11.5個小時，每天工作兩個循環(huán)，每月25天有效工作時間，月平均進(jìn)尺400m。

3.3 出渣

導(dǎo)流洞開挖出渣平均運(yùn)距4.5km，其線路為：掌子面→原石～佛公路→上游西灣渣場。由一臺3.0m3側(cè)翻裝載機(jī)配10臺20t自卸汽車進(jìn)行。

3.4 施工過程中其他特殊情況下洞身開挖

3.4.1 在Ⅴ類圍巖開挖過程中，遇到有巖石特別破碎、斷層裂隙發(fā)育或軟弱結(jié)構(gòu)面，在按Ⅴ類圍巖支護(hù)型式進(jìn)行支護(hù)的基礎(chǔ)上，采取了如下施工措施：

（1）隨機(jī)超前錨桿，主要對多組結(jié)構(gòu)面切割形成的楔形體進(jìn)行預(yù)加密加固。

（2）縮短進(jìn)尺，開挖循環(huán)進(jìn)尺控制在1.5m以內(nèi)或半幅開挖。

（3）降低單耗、減小單響藥量，控制爆破對圍巖穩(wěn)定的影響。

（4）補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，短進(jìn)尺弱爆破及危石處理結(jié)束后，噴砼3～5cm臨時封閉圍巖，再安裝鋼支撐，并將錨桿間距加密，最后掛鋼筋網(wǎng)噴砼厚度達(dá)到設(shè)計要求。

3.4.2 永臨結(jié)合改造電站尾水洞段和匯流池連接洞段開挖

（1）永臨結(jié)合改造電站尾水洞段開挖采用YT28手風(fēng)鉆鉆孔、非電毫秒微差爆破掘進(jìn)，周邊光面爆破，支護(hù)緊隨開挖循環(huán)進(jìn)行。城門洞斷面出渣采用3.0m3側(cè)翻裝載機(jī)裝車，20t自卸汽車?yán)\(yùn)棄渣，圓斷面出渣采用人工配合0.3m3側(cè)載機(jī)出渣，3.0m3側(cè)載機(jī)裝車，20t自卸汽車?yán)\(yùn)棄渣。

（2）永臨結(jié)合改造匯流池連接洞段開挖采用YT28手風(fēng)鉆鉆孔、非電毫秒微差爆破掘進(jìn)，周邊光面爆破，支護(hù)緊隨開挖循環(huán)進(jìn)行。人工出渣，3.0m3側(cè)翻裝載機(jī)裝車，20t自卸汽車?yán)\(yùn)棄渣。爆破參數(shù)與導(dǎo)流洞相同。

4 結(jié)束語

引漢濟(jì)渭工程三河口水利樞紐導(dǎo)流洞開挖中，采用上半洞和下半洞的開挖方法，施工過程中通過精度測量、控制鉆孔精度、優(yōu)化控制爆破（光面爆破和預(yù)烈爆破）、機(jī)械配合高效率出渣、加強(qiáng)施工組織管理等方法和途徑，有效的提升了工程進(jìn)度，保證了施工安全和質(zhì)量。目前三河口水利樞紐導(dǎo)流洞已過流，過流后洞室監(jiān)測成果表明，圍巖穩(wěn)定，洞室安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]《陜西省引漢濟(jì)渭工程三河口水利樞紐前期準(zhǔn)備工程一期工程（1標(biāo)）招標(biāo)文件》技術(shù)部分、相關(guān)設(shè)計文件及技術(shù)要求[Z].

[2]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水工建筑物地下開挖工程施工規(guī)范》SL378-2007[S].北京：中國水利水電出版社.

[3]沈磊.淺析青海省扎毛水庫導(dǎo)流洞施工技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（08）：158-159.endprint