糯扎渡水电站4号导流洞进水塔竖井开挖支护（侯顺利,杨纯景）

关 键 词: 竖井开挖支护;锁口;漏斗掏槽法;一次造孔;分层爆破

中图分类号: TV554 文献标识码: A

1 概况

糯扎渡水电站4号导流洞进水塔井挖桩号为0+036.850～0+046.150，开挖断面水平尺寸为12.3m×9.3m，底高程为639m，地面高程656m，开挖高度为17m。上口按间距1m布置一排Ⅱ级φ25长6m的锚杆和C30混凝土墙锁口;井身支护垂直于井壁布置锚杆，挂钢筋网，喷0.15m厚C20混凝土;下口与4号导流洞交汇段设两排自进式锚杆。

4号导流洞底板高程630m，顶拱最大开挖高度9m。在竖井开挖施工前，4号导流洞洞身及进口边坡开挖支护施工已经完成，竖井上下游9m范围洞身已采用钢支撑进行支护。在3号导流洞进水塔和4号导流洞竖井间的656m高程平台已安装一台7050型塔机，覆盖4号导流洞竖井的最大起吊重量为12t，风水电系统均可从原明挖风水电系统引接。

2 施工方案选择

（1）采用反井钻机打导洞进行施工。但由于工区内无反井钻机，因此该方案不经济。

（2）采用吊篮，自下向上人工钻孔进行导洞施工。洞内爆破警戒和出渣方便，但每茬炮都要进行一次吊篮移位和爆后危石排险，影响工效，安全隐患大。

（3）采用吊篮，自上向下人工钻孔进行导洞施工。爆破时段受工区统一爆破时段限制，爆破警戒难度大，出渣不方便，影响工效，安全隐患大。

（4）采用矿山井筒施工中常用的深孔爆破法:自上而下一次造孔，采用（以工作面为自由面的）漏斗掏槽法，自下而上分层爆破。自上而下一次造孔，孔深17～20m，可在导井形成后一次进行，施工安全，工效高。可充分利用场内塔机和钻机等设备，经济效益高。

通过比较，第4方案安全、经济、工期短，最为合理可行。

3 方案设计及爆破参数选择

3.1 方案设计

4号导流洞进水塔开挖断面水平尺寸为12.3m×9.3m，开挖高度为17m。采用先开挖直径D=3m的圆形导洞，再扩挖成型的方法进行施工。扩挖采用周边预裂爆破的方法，自上而下一次造孔，全孔一次爆破，孔间分段爆破。导洞开挖采用矿山井筒施工中常用的深孔爆破法，自上而下一次造孔，采用（以工作面为自由面的）漏斗掏槽法，自下而上分层爆破，层厚分别为7、5、5m。

施工程序:导井开挖爆破完成→7050型塔机吊吊篮自上而下人工进行危石排险→出渣→扩挖爆破施工→7050型塔机吊吊篮自上而下人工进行危石排险→喷混凝土进行岩面封闭→出渣→搭设脚手架进行井身支护施工。

3.2 爆破参数选择

（1）导井采用爆破漏斗法掏槽，由于属于井下作业，考虑安全因素，故最小抵抗线取W=1.25m，漏斗半径取r=0.94m，则n=0.75;掏槽孔布置采用二级桶形形式:中心布置一空孔;第1圈直径1.2m，布置4个孔，爆破漏斗螺旋上升;第2圈直径3m，布置8个孔。中心孔孔径115mm，其余孔径90mm。

（2）扩挖采用预裂爆破，周边预裂孔间距0.8m。预裂孔内1.5m布置一圈主爆孔，间距2.3～2.5m。预裂孔、主爆孔孔径均为90mm。

（3）导洞分3层进行爆破，层厚分别为7、5、5m，全部采用φ50乳化炸药连续装药。扩挖采用全孔一次爆破，孔间分段爆破，主爆孔采用φ70乳化炸药连续装药。预裂孔选用φ32乳化炸药，线装药密度300～350g/m。

（4）导洞爆破采用非电毫秒雷管连网，依据爆破漏斗理论，模拟螺旋上升形式，使各孔依次为后爆孔自由面。第1圈4个孔雷管段数依次为ms1、ms2、ms3、ms4，第2圈8个孔雷管段数为ms5。扩挖预裂爆破采用导爆索装药，用ms3段非电毫秒雷管分成两响爆破，两响时间间隔为（ms3延时）50ms。所有爆破全部采用火雷管起爆。

4 方案实施

钻孔采用阿特拉斯CM351钻机造孔，钻孔角度均为90°，钻孔前按布孔图进行放点，精确计算钻孔深度，确保预留0.5m岩层不钻透，减少装药时底部堵塞难度。为确保钻孔的垂直度，放线采用“十字”线法，以便控制钻杆前后左右摆动。

由于导洞采用自下而上的爆破方法，装药时底部堵塞比较重要，第1炮利用预留岩层做堵塞。其他采用提前堵塞编制带，灌水泥浆进行堵塞。四角预裂孔装药减半，装药时采用麻绳悬挂炸药，避免炸药过度拉伸导爆索和导爆管。导洞全部贯通后，利用已安装好的7050型塔机吊吊篮自上而下人工进行一次性危石排险工作。

扩挖后，竖井洞形规整，岩壁半孔率高达93%，平整度控制在15cm以内。

5 安全监测

为保证4号导流洞竖井开挖施工安全，开挖前在4号导流洞0+030、0+035、0+047及0+050桩号安装4个收敛监测断面。同时，选取4号导流洞0+120断面作为背景断面。

监测数据表明:在开挖施工过程中，收敛位移有小幅变化，随着施工开挖的完成，收敛位移也趋于稳定，对附近的围岩影响较小。

6 结语

井筒施工中的深孔爆破法在4号竖井开挖中得到成功应用，归纳起来有以下几点:

（1）竖井上下口锁口牢固，竖井上下游侧洞身支护牢固。

（2）采用“十字”线法放线，很好地控制了钻孔角度。

（3）采用漏斗掏槽法，自下而上爆破，很好地解决了自由面问题。

（4）联网分段得当，很好地控制了单响药量，极大减小了对4号导流洞的爆破影响。

（5）四角预裂孔装药减半（或在拐点处设空孔，临近两孔孔距减半），保证了拐点处的建基面体形。

（6）运用了安全监测手段，对围岩变化随时进行监测。

（7）合理利用了场内条件。

作者简介: 侯顺利，男，武警水电第一总队第一支队，工程师。