黄金坪电站调压室爆破施工技术探讨

黄金坪电站调压室爆破施工技术探讨

罗宁

罗宁（中国水利水电第七工程局有限公司四川成都610081）

摘要：本文以黄金坪水电站调压室爆破施工方案为例，阐述其过程中涉及到的相关施工技术。

关键词：调压室；控制爆破；地下工程；黄金坪水电站；

一、工程概况

黄金坪水电站处于大渡河上游河段，系大渡河干流水电规划“三库22级”的第11级电站，上接长河坝电站，下游为泸定电站，坝址位于四川省甘孜藏族自治州康定县姑咱镇黄金坪上游约3.2km处。坝址控制流域面积56942k㎡，多年平均流量840m3/s。水库正常蓄水位为1476.00m，相应库容1.28亿m3。坝址上距丹巴县城约100km，下距康定县和泸定县分别为31km和30km，距成都约340km。坝址区有省道S211线公路相通，并在瓦斯河口与国道G318线相接，对外交通十分方便。

黄金坪水电站是以发电为主的大（Ⅱ）型工程。电站采用水库大坝和“一站两厂”的混合式开发，电站总装机容量850MW（大厂房800MW、小厂房50MW），多年平均年发电量38.61亿KW?h。

调压室采用阻抗式。1#调压室连接1#引水隧洞及1#、2#压力管道，2#调压室连接2#引水隧洞及3#、4#压力管道。调压室断面尺寸120m×20m×67.35m（长×宽×高），设有事故检修闸门，闸门槽兼作阻抗孔口，并在调压室底部流道交汇处再设一阻抗孔。

二、工艺原理和施工工序

1、工艺原理：①爆破试验及最大单响：根据地域特点，康府办发【2008】57号文：“?对爆破敏感区域进行全过程监控，在非敏感区域实行定期监控?”；康电移纪【2011】8号文：“?要求爆破震动波控制在0.1cm/s以下，同时工程建设单位要合理安排爆破时段，减少施工对周边住户的生产生活的影响?”；按照地域特色，选取有代表的地段尾水边坡探洞进行爆破试验，取得最大单响24kg时，姑咱住户区的震动波监测数据在0.8cm/s；②进尺的选择按照梯段爆破设计参数：孔径d=76mm，Wp=nd(n=20~40,)=2.0m,a=0.8~1.4Wp=2.0m,a=1.25b,L2=(20~40D)=1.5m,H=3.0m,S=1.64KG；H为孔深；L2为炮孔阻塞长度,S为单孔装药量；爆破最大单响以24Kg作为控制的界线；按照最大单响和雷管段位（MS1、MS3~MS15共8个段位）推算，一次最大起爆总药量在24*8=192K；一次爆破孔数量：192/1.64=117（个）一次开挖断面为12m宽，炮孔间距2.0m，单排7个孔，一次可进行117/7=16排炮孔的起爆；排距b=1.6m；则一次开挖进尺为16*1.6=26m；③资源配置根据洞室内场地出渣条件，出渣以液压反铲为主；一次爆破量为12*26*3=936m3；以1.6m3反铲装20t自卸车计算：按照10分钟/车、12m3/车，一小时可出渣72m3，出渣时间需要936/84=13小时；液压钻按照平均一个班250m/班计算，一次爆破117*3=351m需要1.5个班（18小时），钻孔时间过长；因受夜间爆破时间限制23:00~7:00，不能形成有力的工作循环；调整：开挖爆破调整为12排爆破孔，钻孔为12*7*3=252m一个班12小时内完成；一次开挖量为（12*1.6+2）*12*3=756m3，出渣时间756/72=10.5小时，钻孔+爆破连线+通风散烟+出渣一个爆破循环能在24小时内完成；2、施工工序：①凿孔；②装药连线；③人员、设备疏散；④通风散烟；⑤出渣；⑥支护；三、施工资源配置

四、施工方法

1、工程需要解决的问题

1)、爆破振动及爆破时间限制黄金坪电站调压室工程距离居民住所非常近，为此康定政府出台爆破震动不超过0.1mm/S，夜间23:00~7:00严禁爆破；2）、时间紧工程量大黄金坪电站调压室开挖工期2012年6月~2014年7月，总开挖工期25个月；开挖总量达33.1万m3；3）、施工安全黄金坪电站调压室宽23.7m，跨度大，洞室稳定是关键；同时施工过程中锚索的穿插形成上下交叉施工干扰，存在施工安全隐患；4）、施工安全、进度、成本之间的关系2、施工方法探讨调压室根据其交通洞布置的位置：（1）交通洞布置在调压室顶部；（2）交通洞布置在中上部；本工程属于第二种情况；针对本工程交通洞布置在中上部，其上部结构的开挖需在上部开设施工支洞；而对于中下结构的开挖时本文探讨的重点：

（1）闸室中层支洞+“之”字路本工程调压室宽23.7m，长262m，分2个闸室对称布置，从宽度上讲具备施工机械在室内转弯掉头的条件，为此中下部施工方法考虑：在闸室内具备左右开挖的条件；为此在闸室中层开设施工支洞，通过在闸室一侧边墙预留坡道，在中层施工支洞和调压室交通洞之间通过“之”路连接起来；并通过在中隔墙上开中导洞，将1、2#闸室连通；方法见图4-1；*通过中层施工支洞，在调压室内形成施工通道，能解决开挖出渣通道；对机械设备的出勤有保障，开挖成本相对较低；需要克服的是：①“之”路形成时，在闸室内不可避免的要形成一道高、陡边墙，边墙的稳定是关键；②1、2#闸室的出渣均从中层施工支洞，将造成交叉干扰，影响工期；③2#闸室通过中层施工支洞可较好地处理通风散烟，但1#闸室的通风散烟叫困难。

（2）闸室中层支洞+“之”字路+下层溜渣井*4-2中层施工支洞+下层溜渣井开挖施工图在中层支洞的另一侧闸室内（1#闸室）的“之”字路尽头开挖溜渣井，1#闸室的出渣从溜渣井内进行；1#闸室溜渣井形成后，两个闸室的施工相对独立，避免相互干扰；该方案解决了设备的进出畅通；出渣无交叉干扰；但无法解决：①闸室内预留“之”字路形成的高边墙的稳定问题；②1#闸室的通风散烟困难。

2）、消除高边墙的施工方法方案“闸室中层支洞+“之”字路+下层溜渣井”存在闸室内高边墙稳定的问题；为解决这一问题，常规方法有二：一是开挖溜渣井，逐层开挖，边墙锚索及系统支护紧随开挖进行，可解决高边墙的稳定；施工方法见图4-3；二是在闸室边墙上对称开挖支洞；施工方法见图4-4；

图4-4对称施工支洞布置开挖采用溜渣井方法出渣，排除了高边墙存在的可能，同时1、2#闸室作为相对独立的施工单元，避免了施工交叉干扰，需要克服的是：第一，需要在1、2#闸室内关放设备，设备的完好状况制约着工程的进度；第二，需要解决施工人员进出的安全通道；第三，因关停设备在闸室内，可计算成本较“闸室中层支洞+“之”字路+下层溜渣井”方案高（溜渣井成本预测：装载机、汽车租赁费+二次翻渣摊销费+溜渣井费=306万；中层施工支洞+“之”字路+下层溜渣井成本预测：中层支洞费+溜渣井费+二次翻渣摊销费+隔墙中导洞费=282万）。

采用对称布置施工支洞方法，排除高边墙的存在，避免交叉干扰，有利于锚索及边墙支护与开挖的同步进行，设备进出闸室较方便；需要克服的是：一施工支洞的对称布置，成本比采用“溜渣井”方案要高（施工支洞成本费：支洞8*6.5m，总长597m；开挖+支护+封堵=390万）。

作者简介：罗宁（1972-）男，四川资中人，项目副经理，工程师，从事水电工程施工技术与管理工作。