邓卫芳

（祁阳县内下电站管理局 永州市 426100）

1 工程概况

内下水库除险加固主体项目坝体防渗即坝上游面新建钢筋混凝土防渗面板工程，由于导流底孔408 m高程放空闸门的无法打开，不能实现直接排水方案，技施设计筑围堰方案耗资巨大，且不能确保施工顺利进行，造成主体加固工程无法实施，项目建设管理部委托湖南省水利水电勘测设计研究总院重新进行导流方案设计。2010年5月25日湖南省水利厅组织专家对《祁阳县内下水库除险加固工程施工导流变更设计》进行了审查，2010年7月21日省厅以湘水建管[2010]23号文件批复了“关于祁阳县内下水库施工导流方案设计变更的批复”，即从大坝左岸修建一条施工导流隧洞（城门型断面开挖尺寸3.1 m×3.1 m）。导流隧洞原设计长209 m，进口高程411 m，从下游出口高程410 m开挖进洞，为了施工安全，至上游进口处预留岩石山体作为导流隧洞库内施工围堰。在工程施工中，隧洞实际长度为253 m。为了加快导流隧洞的施工进度，经有关领导、地质专家和工程技术人员等研究决定，取消预留岩石山体作为导流隧洞库内施工围堰，采用掏空法预裂爆破方式，一炮炸开，工程取得了圆满成功。

2 导流隧洞开挖工程施工

2.1 测量放样

根据大坝原有固定坐标点，用全站仪、经纬仪、S3水准仪，按项目的精度要求，测设平面与高程控制网点，对隧洞进行地面贯通测量，按照技术要求结合地形地质条件，配合主要设计人员、地质专家确定洞线方案。

隧洞开挖工作面测量放样具体做法：首先用经纬仪在隧洞轴线上定出3个间距不小于10m的中桩线，然后将导向仪的激光束调整到隧洞轴线，再用水准仪调整光束倾角，每班使用前需先检查光束是否准确，再利用工作面上的光斑放出中心后进行放样，同时检查上一班次开挖断面，对欠挖部分及时进行修整。

2.2 隧洞出口土石方明挖

洞口出口开挖为岸坡土方、石方开挖。开挖边线采用预裂爆破。

2.3 隧洞洞身开挖

（1）洞挖掘进施工方法。隧洞掘进按一个进洞口即从一个工作面单边施工。开挖采用全断面一次性掘进法施工，按（1.5～2.0）m短进尺循环开挖，计划日进尺（5.5～6.0）m，月进尺（165～80）m。

洞挖施工中，根据开挖工作面的围岩性质和进尺要求，按爆破理论计算单位耗药量为1.74 kg/m3，布孔数量为38～40个。为保证施工安全，施工过程中严格按以下工序流程组织施工：

测定隧洞中线和高程准确绘出开挖轮廊线，严格按钻眼操作规程施钻，正确掌握钻孔的倾斜度和深度，将周边用高压风将炮眼吹净，按设计装药量进行装药，按正确的起爆顺序→检查起爆网络无误后，撤离灯具、设备和人员进行爆破。

（2）通风办法。本隧洞单头掘进250多米。施工通风能力的强弱直接影响隧洞施工进度，所以采取强力通风措施，采用压入吸出并行多机串联的通风方式。

（3）洞内石渣运输。洞内石渣装载采用0.6 m3的电动耙渣机将石渣装在小六轮工程车上运送至洞口堆碴场卸料，进洞100 m左右开挖出倒车场地。

（4）支护和衬砌。隧洞工程地质条件较好，属于二类围岩，可不衬砌，但对局部断层、破碎带地段采用木支护和喷浆支护加固，穿过坝轴线临近水库时，为防止水库水位渗透压力对隧洞施工的不利影响，采用顶部喷浆，稳定围岩，加速凝剂加速固化，确保施工安全。

2.4 隧洞进口开挖

隧洞进口处地形陡峭，施工时进口处库水位深高达10多米，进口施工难度较大，省水电勘测设计研究总院推荐采用预留岩硬施工方式，其施工程序为：首先从出口开挖下游段，并作好中间封堵闸门井（永久保留，设钢闸门）。等11月初水位下降至423 m以下后，从进口423 m高程处开始挖施工平台，平台深入至弱风化岩层后再挖岩槽到411 m高程，与先开控好的导流洞连接，岩槽与水库之间形成一道岩埂档水。待岩埂下游侧集碴坑与导流洞进口衬砌等工作全部完成后，最后对岩埂围堰进行一次性控制爆破，库水位降低后作局部清理，导流洞投入使用。照此施工难度大，工期长，投资大，而洞身掘进已近进口。为及时解决进口开挖施工，请示过省市领导派员现场指导，都没确定方案，作为省重点督办项目的内下水库工程，时间紧、任务重，水库除险加固工程指挥部联系过多家专业水下施工单位，也咨询过高等院校水下爆破专家，结果都因资金大、工期长、还有不确定性因素而暂停施工。为此，指挥部邀请地质专家到施工现场分析地质状况，现场勘查已掘进地质条件，经科学分析论证隧洞进口部位地质条件较好。为了加快导流隧洞施工进度，决定取消预留岩石山体作为隧洞内施工围堰，采用掏空法预裂爆破办法，确定水下爆破一炮打通的方案。经测量计算确定进口最后一炮岩石深度，采用打探测孔冒水的办法确定爆破方案，即使用5 m加长钻杆直接钻孔通至进水口前。经探测钻孔，最后定出贯通长度为左侧炮孔深3 m，右侧及底部炮孔（4～4.5）m。掏空法预裂爆破施工如附图示。

附图 导流隧洞进口掏空法预裂爆破图

为了施工安全，水库除险加固工程指挥部召开了隧洞工程进口贯通水下爆破专题会议，会上就进口贯通爆破实施方案进行了部署，统一了钻孔和爆破时间，安排两台钻机根据探测的贯通长度进行钻孔深度控制，对装药量、引爆顺序、爆破后废碴处理等都作了研究确定，并制定了相应的防御预案。

2010年11月8日隧洞进口水下一炮贯通通水顺利成功，爆破后的洞子进水口孔口尺寸基本成形，满足过流导流要求，实现了水下爆破一炮贯通新的突破。

3 质量与安全措施

3.1 质量措施

（1）隧洞开挖每个循环均对开挖面进行测量放样，画出开挖轮廓线后进行布孔、钻孔施工。

（2）钻孔爆破作业按照设计爆破参数进行布孔、钻孔、装药、堵塞和引爆线路的联结、引爆。

（3）洞面开挖分二次进行，先采用普通钻爆，预留基础面开挖保护层，再采用加密浅孔轻药量钻爆，以确保开挖基建面的完整性。

3.2 安全措施

（1）洞口削坡开挖自上而下，禁止双层作业。

（2）隧洞开挖施工严格按“隧洞开挖工序流程”组织施工，严格执行“土石方开挖施工安全操作规程”，确保安全施工。

（3）洞内工作人员均戴安全帽，穿工作服、鞋等，配备专职安全员。

4 结语

内下水库导流隧洞进口水下爆破在确保安全的前提下，结合工程地质地形特点，充分分析查勘论证，科学合理决策实施水下一炮贯通。值得借鉴的是：按中心炮孔（掏心孔）四周打隔离孔布置，装药量要控制；炸药要用石腊熔化凝结牢固，不能进水；雷管安放要在放置两条炸药后放入，但不能用铁器，宜用竹、木杆。贯通的成功经验不仅是水下爆破新的历史性的突破，更是建设者们集体智慧结晶的体现，此举既节省了资金又为水库除险加固工程主体项目坝体防渗面板加固施工赢得了宝贵的时间。

内下水库通过实施导流隧洞进口水下掏空法预裂爆破方案，体会有：

（1）此方案适用于岩石完整、地质条件好地段，遇岩石破碎、强风化带、透水性强等地质条件差的情况则需科学分析，另作方案。

（2）要掌握最后贯通岩石长度，产生透水性强弱的可能性。

（3）炮孔布置包括位置、数量要合理。

（4）每条炸药一定要密封好，并保证引爆顺序到位。

（5）作业人员的安全措施一定要保障好，穿雨衣裤、佩救生衣等，同时洞内作业电源要控制为变频安全电压。

（6）排水措施宜先引再集中后排放。