徐　凯

[摘要]探讨鱼塘水电站引水隧洞的开挖及支护施工过程及质量控制，以寻求水电站引水隧洞的开挖施工的一般性规律。

[关键词]水电站 引水隧洞 开挖及支护施工

中图分类号：TV7文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0320064－01

一、工程概述

鱼塘水电站属Ⅱ等大（2）型工程，它位于芙蓉江干流中游道真县旧城镇境内，为乌江下游左岸最大支流芙蓉江梯级规划中的第七级水电站。

鱼塘水电站引水发电系统主要由进水口、压力引水隧洞、发电厂房及开关站、尾水渠等组成。电站进水口布置在右坝头上游约40米的岸边，发电厂房位于下游导流洞出口左侧，为引水式地面厂房，装有2台单机容量为37.5兆瓦的水轮发电机组，总装机容量为75兆瓦，其主要任务是发电。

二、引水隧洞施工过程

引水隧洞与进水塔下游相接，分1号、2号洞两条，长度分别为171.44米、167.27米；洞子为圆形断面，开挖直径6米，砼衬砌厚度60厘米，衬砌后过水断面直径为4.8米；沿轴线方向为龙抬头式，全洞分为钢衬段与非钢衬段，非钢衬段由渐变段、上平段、上弯段、斜洞段、下湾段、下平段及平面转弯段构成，其竖向转弯半径为20米。

引水洞开挖下平段出露岩石主要为层状灰岩，光爆半孔率及超欠挖控制较好，半孔率达到95％左右，超挖均控制在15厘米以内，基本无欠挖，同时随开挖跟进系统支护；之后进入斜洞段开挖，斜洞开挖的思路为，沿设计断面底部自下而上开小导洞，然后自上而下进行二次爆破达到设计断面，进入下弯段后遇到了断层破碎带，破碎带厚度约20米与水平面呈45ο夹角，向上延伸到斜洞段中部切入洞身底部岩层中，最终延伸至进水口右边坡EL454～EL470处切出地表，其中1号洞破碎带岩层破碎较为严重，2号洞次之。引水隧洞实际完成石方洞挖12730.08立方米。

三、主要施工方法

进水口开挖时中间部分采用深孔梯段爆破，周边预留2.5米保护层，采用手风钻进行光面爆破的方案，具体施工方法如下：

（一）引水渠段

设计开挖高程▽443.0米，地层岩性为Q1立方米，灰黑色、深灰色泥灰岩、页岩、砂岩夹少量灰岩及生物碎屑灰岩，处理强风化段。0-005至引渠首段，开挖边坡1:1.5，浇筑C15护坡混凝土，0+00～0-005段从高程443～465米采用挂网喷C20砼厚20厘米厚，从高程465至开挖坡顶，喷0.05米厚C20混凝土，边坡均设置ф50排水孔3米×3米梅花型布置。

施工于2005年9月22日全部完成，现场施工情况满足设计要求。

（二）进水口开挖

桩号0+00～0+0+19.3米，地质岩性为Q1立方米-3厚36.25米，薄至砂岩、深灰色页岩夹少量生物碎屑灰岩，处弱风化以下，无大的地质构造岩石较为新鲜，开挖高程▽442.2米。

洞脸迎水面边坡开挖分为三级台阶，▽472.5以上开挖边坡1:0.75，素喷砼、左右侧边坡挂网喷C20砼厚10厘米，挂网处打系统锚杆ф28、L=6米间、排距3米，梅花型布置。

▽460～▽472.5米高程（迎水面）开挖边坡1:0.25。

▽442.2～▽460米开挖边坡1：0.25、马道1.5米，（迎水面）系统锚杆ф25、L=6米，左右边坡支护方式为锚杆φ25、L=1.5米，3米×3米梅花型布置，挂φ2.8镀锌铅丝网喷护混凝土支护。

进水口覆盖层开挖前原始地面为一斜坡面，坡面植物茂盛凸凹不平，覆盖层由植被和50厘米粘土构成，其平均高程为EL490米左右，无法采用大型造孔设备进行施工。首先在原始地面上布置爆破孔位，然后组织人员对炮孔处进行清理，然后采用手风钻进行造孔，通过爆破将覆盖层分解。

进水口覆盖层开挖完成后，为三面高边坡开挖，考虑到岩石为层状结构，边坡若采用预裂爆破的话容易因“跑气”造成半孔率偏低，为此在该部分施工中采用液压钻进行深孔梯段爆破的造孔工作，孔深10米，孔径70毫米，间排距2.5×2米，周圈预留1米保护层，采用手风钻进行光面爆破。开挖初期爆破石渣采用反铲配合15t自卸汽车通过472.5高程道路将渣运至弃渣场，虽开挖深度下降开挖面变为高边坡后段绝了于作业面以外的交通道路，只能采用反铲将渣甩至上游坡下；在梯段爆破完成一次爆破后，先将侵占预留保护层的临空面深度内的石渣清运出去，周圈保护层开挖及边坡支护随后跟进，然后再进行下一循环。最终进水口边坡开中挖除右侧EL454～EL470断层带处半孔率较低外，其他部位半孔率均在90％左右，局部出现超挖，最大1.2米，基本上不存在欠挖现象。

（三）支护施工

锚杆孔按施工图纸要求进行布孔，间排距为2米×2米，梅花形布置钻工根据布孔位置进行钻孔，孔位偏差符合技术要求。进水口边坡锚杆施工孔轴方向垂直于坡面，钻孔采用42毫米直径的钻头。

进口边坡采用YT-28气腿式风钻进行钻孔，GS20E型注浆机注浆，人工将锚杆插入孔内，按“先注浆后安装锚杆”的施工工艺，钻孔之后要进行风压吹孔，保证了孔内无杂质同时安装砂浆锚杆之前进行锚杆孔的验收，经监理工程师验收格后方可注浆。水泥砂浆严格按照试验室提供的配合比进行配置，砂浆拌合均匀，随拌随用，注浆时，注浆管插至距孔底5～10厘米，随砂浆的注入缓慢匀速拔出，至孔口有浆液流出为止，后立即人工安插锚杆。锚杆安装后，在砂浆凝固前，不敲击、碰撞和拉拔锚杆。

四、工程施工质量

1号、2号引水隧洞开挖与支护分部工程为洞室开挖和锚杆支护部分。洞室开挖平段开挖采用光面爆破全断面一次成型，爆破以先掏槽、次崩落、后周遍的顺序进行，斜井段开挖采用下导洞开挖，待导洞开挖成型后以自上而下的形式扩挖至设计断面。爆破采用塑料导爆管串联成爆破网络，毫秒延发雷管实现微差爆破。施工过程中，周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线的调整范围和掏槽孔的孔位偏差不大于5厘米，其它炮孔孔位偏差不大于10厘米。炮孔痕迹保存率：完整岩石在95%以上，较完整和完整性差的岩石不小于80%。

锚杆支护采用手风钻和注浆机进行钻眼和砂浆灌注，布置形式依据设计原则进行。锚杆拉拔力试验进行2组，锚固砂浆取样1组，工程施工符合施工规范要求，开挖尺寸符合设计规定，锚杆支护符合规范要求，锚杆拉拔检测合格。

五、结语

综上所述，鱼塘水电站引水隧洞的开挖及支护施工经过几个月的努力，顺利的为后期浇筑砼施工提供的条件，通过完工后的总结分析，成熟的方案、执行的力度、质量管理人员与监理工程师的严格把关是工程保质量保进度顺利实施的关键。不仅只是开挖，推而广之，其它项目（工序）的施工也应按如此程序实施，这样才能确保各个工程均能处于受控状态，才能为各业主提供合格的产品。