索普拉多拉水電站互聯工程洞室群關鍵技術研究

宋 海 亮

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司,四川 成都 610091)

1 概 況

厄瓜多爾索普拉多拉水電站互聯工程洞室群斷面尺寸大，最大斷面14 m×21 m，主要包括互聯室、閘門室、互聯隧洞、溢流洞及互聯豎井及等項目，各種洞室在不同高程布置，且又相互聯系，如何安排施工順序是施工過程中的一個重點、難點。

2 主要施工方法

2.1 保證開挖支護施工進度

針對互聯工程洞室工程量大的特點，為了確保施工強度，在生產組織、施工方案、設備選型上采取了相應措施。在生產組織上快速形成多個工作面同時作業的局面；將工程量最大的中層開挖從洞挖施工式轉變為明挖施工方式，采用深孔梯段微差爆破，側壁沿邊線垂直鉆孔先行預裂，這樣，有效地減少施工程序，加快施工進度；在設備選型上采用大型鉆爆和挖、裝、運設備，確保開挖施工進度。

2.2 綜合措施

為了確保圍巖穩定，采取了以下綜合措施：

(1)互聯室和互聯隧洞分兩層開挖，上層采用中導洞先行，擴挖跟進，頂拱及時支護，支護完成后進行下層開挖施工。

(2)互聯工程洞室群采用光面爆破、預裂爆破技術、減少爆破振動對圍巖的影響，確保開挖輪廓準確，減少圍巖應力集中。

(3)加強爆破振動監測，進行數據分析。開挖過程中，及時埋設各種監測儀器，根據監測數據，及時調整開挖程序及爆破參數，減輕開挖爆破對圍巖的影響。

(4)配備豐富經驗的地質工程師，及時預測預報工程地質情況，分析工程地質問題，確定圍巖類別。

2.3 確保圍巖穩定

互聯室和閘門室分兩層開挖，上層要先開挖中導洞，支護跟進，中導洞支護完成后再進行兩側擴挖。下層開挖中部先行，兩側預留保護層。爆破采用光面爆破技術，盡量減少爆破振動對圍巖的影響，以保證開挖輪廓準確，減少圍巖應力集中。

互聯室、閘門室及互聯隧洞等洞室群開挖施工程序，見圖1、2。

2.4 確保開挖成型質量

互聯室和互聯隧洞上層周邊孔光面爆破孔、中層預裂爆破孔、下層底板光面爆破孔施工質量和合適的爆破參數是減少超欠挖關鍵，因此，要嚴格按照以下措施進行：

(1)開挖前認真做好爆破設計，特別是光面爆破和預裂爆破參數設計，并進行爆破試驗，以選擇和確定合理的孔排距、單耗等爆破參數，獲得比較滿意的爆破開挖斷面。

(2)在開挖過程中，根據巖石變化和爆破情況，及時修正爆破參數，以減少超挖和欠挖。

(3)采用先進的測量儀器和先進的測量控制手段提高觀測效率和觀測質量，每次鉆孔前均需進行孔位放樣。

圖1 互聯隧洞和互聯室開挖程序、分層示意圖

圖2 閘門室開挖順序、分層示意圖

(4)每循環進行測量放樣時，均對上一循環開挖斷面進行復查，并將超欠挖情況及時通知鉆孔人員，以便對鉆孔角度進行調整，減少超欠挖。

(5)鉆孔嚴格按照爆破設計圖紙施工，定人定位施鉆，每循環炮孔由爆破工程師進行檢查。周邊孔偏差不大于5 cm/m,爆破孔偏差不大于10 cm，以減少超挖和減輕對圍巖的破壞。

2.5 支護施工及時跟進

2.5.1 錨桿施工

(1)施工工藝流程。鉆頭直徑應大于錨桿直徑15 mm以上，采用“先注漿，后插桿”的方法施工。

(2)施工方法。① 鉆孔：采用測量儀器在支護部位按設計間排距測放并標示孔位，鉆孔完畢后用壓力風將孔道清洗干凈，經檢驗合格后，臨時封堵孔口。②注漿：按照試驗室提供的砂漿配合比拌制水泥砂漿，注漿錨桿水泥砂漿的抗壓強度等級為M20。砂漿應拌和均勻，隨拌隨用，一次拌和的砂漿應在初凝前用完，并嚴防石塊、雜物混入，鉆孔注滿漿后便立即插桿，在砂漿凝固前，不得敲擊、碰撞和拉拔錨桿。

(3)質量檢驗。錨桿質量檢查采用無損檢測法，錨桿長度抽檢數量每作業區不小于5%，桿體長度不小于設計長度。砂漿密實度檢查按作業分區100根抽查1組(不少于3根)，錨桿注漿密實不得低于設計值。

2.5.2 混噴射凝土施工

(1)受噴面準備工作：噴射施工前清理受噴面，清除開挖面浮石、石渣或堆積物，挖除欠挖部分，用高壓風水沖洗受噴面。對受噴面滲水部位，采用埋設導管、盲管或截水圈等作排水處理。

(2)噴射作業：噴射混凝土自下而上施工，噴射作業時，保持工作風壓穩定，連續供料。

(3)養護：噴射混凝土終凝2 h后，及時進行灑水養護，保證混凝土濕潤時間不少于7 d。

(4)質量檢查和驗收。①噴層厚度檢查：噴射混凝土厚度采用鉆孔方法檢查，所有噴射混凝土都必須經工程部、安質環部、計劃合同部聯合驗收。②噴射混凝土強度檢查：在噴射過程中按照相關規范規定和技術要求進行現場取樣試驗，試驗成果資料報送試驗室。

2.6 施工安全

洞室群開挖危險源多，安全問題突出，針對互聯工程洞室群開挖安全控制重點，要確保洞挖施工安全，采取以下措施：

(1)加強安全警戒。嚴格按照本項目安全環保規范及爆破安全流程規定的爆破警戒范圍警戒，確保章子面爆破時相鄰掌子面作業人員全部撤至安全地點。

(2)靈活布置，確保交通暢通。要保證洞挖施工強度，交通是關鍵。在施工過程中，根據現場

實際情況，綜合考慮，靈活布置，并保證洞內交通暢通。洞內風水管線統一利用掛鉤進行布置，底板進行回填碾壓。

(3)深入觀察，認真排險。施工前首先檢查圍巖情況，危石清除后方能繼續施工。每次爆破后仔細排除松動巖塊，及時清除危巖。

(4)每次爆破前，現場施工和安全人員做好爆破警戒工作。爆破后爆破員、安全員必須檢查爆破情況，處理相關事宜。

2.7 質量達標

(1)安排有豐富經驗的專業技術人員擔任施工技術及質量檢查工作，所有人員均持證上崗。在施工前按施工組織設計、質量計劃、作業指導書對施工人員進行層層交底。

(2)對各道工序實行三級質檢制度，在自檢合格的基礎上，報請質安環部檢查驗收合格后進入下道工序施工。

(3)施工中所有工序都須認真填寫詳細的施工記錄和驗收簽證記錄單，對施工中發生的任何質量異常情況都要快速及時的向有關部門通報。

2.8 作業環境

技術合理、安全可靠且經濟實用的通風系統，是洞室群開挖成敗的關鍵，對整個工程的施工方案及施工進度起著不可忽視的甚至決定性的作用。互聯工程洞室群開挖通風采用壓入式與吸出式相結合的循環混合通風方式。首先在洞口布置一臺2×75 kW軸流風機進行壓入式通風，然后在隧洞內設置一臺30 kW吸出式風機，形成開挖風流循環系統，取得較理想的實踐效果。

3 結 論

厄瓜多爾索普拉多拉水電站互聯工程洞室群斷面不一，各種洞室在不同高程布置，且又相互聯系，如何安排施工順序是施工過程中的一個重點、難點。通過厄瓜多爾索普拉多拉水電站互聯工程洞室群關鍵技術的研究，避免了施工各作業面間的干擾，在施工布置、程序、方法及工期安排方面更為合理，大大縮短了工期，加快了進度，為引水系統前端取水結構——互聯工程節點工期的順利實現創造了有利條件。該研究成果的實施也將為國內外相類似的工程提供強有力的技術支撐，尤其在洞室群施工連續性方面，節省工期，降低成本，是值得借鑒的。