刘家峡水电站岩塞段导洞及药室开挖施工技术.docx

地下工程

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刘家峡水电站岩塞段导洞及药室开挖施工技术

●李江叶明/(中国水利水电第六工程局有限公司)

【摘要】刘家峡水电站岩塞段位于70m深水下，岩塞段前部为库区，后部与结构混凝土相连，开挖精度要求高，施工难度较大。通过采取合理的施工方法，优质高效地完成了岩塞段导洞(连接洞)、药室的开挖，取得了良好的效果。

【关键词】岩塞段洞室开挖方法关键技术控制

1概述

刘家峡洮河口排沙洞扩机工程岩塞段位于进水口段的最前端。塞体体型内口为圆形(内径10m),外口近似椭圆(尺寸为21.60m×20.98m)。岩塞最小厚度12.30m,塞体方量2606m3。岩塞进口轴线与水平面夹角45°,岩塞口外口轴线高程1673.18m,内口轴线高程1664.48m。岩塞段采用药室爆破，共设置了7个药室，通过6条连通洞与2条主导洞相连。岩塞段结构布置如图1所示。

7个药室呈王字形布置，上部2个药室为1号、2号药室，中部3个药室为3号、4号、5号药室，下部2个

药室为6号、7号药室，其中，4号药室分解成4号上药室和4号下药室两部分。各个药室通过导洞与外界相通。1号、2号、3号、5号、6号、7号药室近似位于同一平面上。

各药室开挖尺寸(长×宽×高):1号、3号、4号下药室为0.88m×0.88m×0.88m,2号药室为0.97m×0.97m×0.97m,4号上药室为1.33m×1.33m×1.33m,

5号药室为1.04m×1.04m×1.04m,6号药室为1.01m×1.01m×1.01m,7号药室为1.06m×1.06m×

1.06m。

连通洞与主导洞总长40.20m,其中2号连通洞的断面尺寸为80cm×120cm(宽×高),其余主导洞及连通洞的开挖尺寸均为80cm×150cm(宽×高)。

3号药室

5号药室

图1岩塞段结构布置

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水利水电施工2015·第6期总第153期

2工程地质

排沙洞进口库岸为一凸出山脊，坡顶高程为1742.00～1770.00m,系残留的黄河IV级阶地。地面冲沟发育，但切割不深，一般为1.00～3.00m。水库岸坡为悬坡，水上坡度一般70°~80°,局部地段50°~60°;水下坡度一般65°~85°,部分地段有连续的岩埂，岩埂高度5.56～15.00m,宽度1.40～6.60m。顺河向冲沟、山梁变化频繁，岩面处凹凸不平，岩面起伏较大，地形复杂。

水下现代冲积淤积层顶面高程1702.00～1692.00m,厚度11～58m,呈缓坡状，大部分地段由岸边向主河槽逐渐降低，再向洮河口方向缓坡状逐渐抬高。

进口岩塞段出露地层岩性主要为前震旦系的深变质岩、第四系松散淤积物。

3施工平台布置

导洞、连接洞、药室开挖施工时，利用前期岩塞后部已形成的钢结构平台作为施工通道，在岩塞后部斜坡混凝土面上利用φ48mm钢管脚手架搭设作业平台。脚手架两侧和基础与混凝土拉筋焊接，后部与钢平台焊接牢固，作业面满铺马道板，马道板与脚手架间利用8号铁丝绑扎牢固。作业面下部悬挂安全网，作业面其他三面布设密孔网。搭设人员上下爬梯，爬梯水平角度小于45°考虑开挖爆破或扒渣时石渣会冲撞脚手架，因此导洞口正下方脚手架立杆间距大于1.8m,同时及时更换施工中被撞变形的架管。

4施工方法

4.1施工方法

(1)导洞、连接洞：采用YT-28手风钻钻孔，全断面掘进，中心掏槽、周边打密孔爆破，非电起爆网路起爆的施工方法。周边孔孔距不大于30cm,循环进尺0.5m。

(2)药室：采用手风钻钻孔，中间掏槽，周边预留5cm厚保护层。循环进尺小于0.5m。

保护层开挖方法：采用电钻钻孔(423mm),孔间距10cm,使用导爆索爆破。

欠挖处理方法：使用电镐凿除。

4.2钻爆施工工艺

(1)施工准备：出渣完后，立即对工作面进行清理，人工清理底孔炮位，清理距离满足钻机工作要求。

(2)施工测量：为满足设计断面要求，每个循环钻孔前采用全站仪对开挖掌子面进行全断面测量放样，测出断面开挖轮廓线，用红油漆标在开挖面上。洞顶中心线、两侧边墙及钻孔方向点等在断面上标出。同时对上个循环断面的超欠挖情况进行复测，对欠挖部位立即处理，

并严格控制超挖。

(3)布孔：爆破工程师根据揭露的岩石情况、测量交底、爆破参数以及爆破监测成果，填写爆破参数表，交底至现场施工员、钻爆队，并组织布孔。炮孔孔位