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水利水电施工2011·第2期总第125期

庙林水电站大跨度调压井开挖施工简述

●邓挺余自新段海林杨赟杨伟/(中国水利水电第十、第十四工程局有限公司)

【摘要】本文简要介绍了庙林水电站调压井开挖施工方法，即先进行球冠开挖，井身采用正反井结合开挖，先导井再扩挖。

【关键词】庙林水电站阻抗式调压井光面爆破开挖监测

1工程概况

1.1结构特点

庙林电站调压井为阻抗式调压井(埋藏式布置),由球冠、井筒、阻抗孔组成。调压井底板开挖高程763.7m,井顶高程847.762m,井筒为圆形断面，开挖直径为21m,井筒顶部为球冠型式，最大跨度为24m。上部836.199m高程与调压井交通洞相连，下部上游与引水隧洞渐变段相连，下游与压力管道渐变段相连。

1.2地质概况

调压井位于山体内，围岩均为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹少量砂岩，弱风化，节理裂隙较不发育，岩体较完整，属Ⅲ类围岩。洞室局部层间挤压带及软岩夹层属IV类围岩，顶拱围岩稳定性差，地下水位低于井底，对调压井洞室开挖无影响。

2主要施工技术难点

如此大断面的地下埋藏式调压井在国内为数不多，可借鉴的经验比较有限，再加上埋藏式调压井井口施工场地限制，极大地增加了施工难度。因此在破碎单薄的山体内开挖大直径的竖井，首要问题就是要保证开挖过程井壁围岩的稳定和安全，解决此问题的关键是：

(1)球冠的开挖成型控制及方式。

(2)采取切实有效、可靠的综合支护手段及时对开挖形成的球冠、围岩进行加固。

(3)选择科学、合理的开挖方法和爆破参数，尽量减少爆破对围岩的扰动。

(4)做好施工监测，实施信息化施工，随时掌握围岩的变形情况，以监测结果检验支护结构的有效性和合理性。

(5)竖井扩挖挖掘机的起吊控制。

3开挖施工程序

施工过程中为加快整体施工进度，采用了正、反导井结合，正井法扩挖和安全支护同步进行的施工方法。调压井总体施工程序为：底部结构开挖支护→球冠开挖及临时支护→吊点制作安装→球冠预应力锚杆施工→导井开挖→井口提升设施安装→井圈扩挖(交通洞底板以下6m)→井圈锁口预应力锚杆施工→竖井扩挖及安全支护→清理验收。

4施工方法

4.1底部结构开挖

底部开挖的目的在于井身扩挖时有足够的容渣空间，减少出渣次数，加快扩挖进尺。

调压井底部结构即阻抗孔以下为圆形过水断面，高程为763.7～772.199m,开挖时底部向下预留1.5m保护层，最后进行保护层开挖。

开挖利用自制钻爆台车，人工持手风钻造孔，装载机装5t自卸汽车出渣。由于调压井底部岩石较为破碎，岩石整体性差，开挖时及时跟进锚喷支护确保岩体稳定。

4.2球冠开挖

4.2.1开挖程序

开挖采用手风钻，首先开挖中间I-1区形成出渣通道，再以爬坡垫渣方式开挖I-2区，最后向两边的Ⅱ区开挖(见

土石方工程

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图1)。球冠开挖唯一的施工通道为调压井交通洞，为方便球冠出渣，特在交通洞靠近球冠位置扩挖一错车道，以便装载机在此装渣。出渣I期采用装载机在错车道卸渣至自卸汽车，期扩大断面后采用挖掘机配合自卸汽车。

I-2

I-1

7835.800m

785053007850

图1球冠分区开挖示意图(单位：mm)

4.2.2爆破设计

本工程爆破设计是根据设计提供的围岩类别及以往工程经验进行的，鉴于爆破试验段围岩稳定性不确定，在开始施工时以尽可能减少对围岩不必要的振动影响，同时以不发生导井堵塞现象为标准，在正常开挖时不断调整爆破参数。

4.2.3球冠成型控制

(1)周边孔采取短进尺低药耗按照光面爆破实施，单槽炮进尺控制在2m左右。

(2)测量放线：I-2区开挖时采用全站仪放出开挖边线，开挖到球冠中心后固定一中点，对周边的控制采用图2所示方法进行，钻机方向通过横向与纵向比来确定。

两节φ32

两节φ32mm药卷半节φ32mm药卷

一导爆索

2500

堵塞长度

图2周边孔建议装药结构图

4.2.4球冠支护

调压井顶部岩体完整性差，经过业主、设计、施工、监理多方的调查论证，同时结合进度、安全上的需要，球冠的安全支护采用锚喷支护，紧跟开挖进行，具体支护参数为：喷C20混凝土15cm、锚杆L=4.5m@2m×

2m、挂网钢筋φ8mm@20cm×20cm。临时支护结束后，又采用了预应力锚杆(15m、9m合计300根)和二次锚喷支护进行永久支护。

4.3φ2.5m导井开挖