浅谈水电站放空洞土石方明挖及边坡支护施工技术

摘要：本文主要结合某水电站实例对水电站防空洞土石方明挖及边坡支护施工技术进行论述，并根据笔者多年来的工作经验体术相关施工技术方法，希望能给予相关人士借鉴。

关键词放空洞顺向边坡 控制爆破 自制台车 技术总结

中图分类号：U213.1+3 文献标识码：A 文章编号：

1工程概况

某水电站的电站枢纽由钢筋混凝土面板堆石坝、左岸开敞式溢洪道、右岸放空洞、右岸引水系统、右岸岸边地面厂房和通航等建筑物组成。电站正常蓄水位490m，水库总库容9.55亿m3，装机容量880MW。本电站为二等工程，工程规模为大(2)型。挡水、泄水建筑物分别提高一级为1级，放空洞、引水系统、厂房等主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。

放空洞布置于右岸，距右坝肩约115m，由进口段、无压洞身段以及出口消能工段组成，建筑物总长951m。其中，进口段长30m；隧洞段长799m，纵坡i＝3.58%；明渠段长98m，消能工长24m。进水塔高67.6m；放空洞为城门洞形断面，根据地质条件不同开挖尺寸分别为8.10×10.95\8.00×10.90\7.60×10.50\.70×10.55m，砼衬砌后的过水断面为6×9m（宽×高），帷幕线前底板砼厚90cm，边拱砼厚100cm，帷幕线后底板砼厚70cm，边拱砼厚80cm。

2.土石方明挖及边坡支护

2.1支护参数

⑴进口：开挖设计坡比为1：0.5～1：1.5渐变，实际开挖坡比为1：0.5。

⑵出口：开挖设计坡比为1：0.5～1：1.5渐变，实际开挖坡比为1：0.5～1：1.5渐变。

由于放空洞出口为典型高顺向坡，坡度倾角较大，岩层呈薄层状，层间充填泥膜，遇水易软化，极易产生滑动，只能采用逐层弱爆破。具体施工方法如下：

2.2施工布置

施工交通：除场内右岸1#、2#施工主干道及右岸5#路外，我部还修建4条施工道路以满足本工程施工交通需要，其中进口2条（右岸5＃公路至进口明渠右侧EL.460m及进口明渠底板EL.430m底板），出口3条（右岸2#公路分岔至出口右侧EL.440m及EL.425m和2号路途经出口EL.395m）。

施工供风：进口：压风站（3台20m3移动式电动空压机组成）布置在右岸5＃公路旁，采用DN100mm钢管作主供风管架设至工作面；出口：压风站（2台20m3移动式电动空压机组成）布置在出口右侧EL.440m，采用DN100mm钢管作主供风管布置至工作面。

施工供水：从业主提供右岸EL.535m坝区水池接管，采用DN100mm钢管作主供水管分别架设至进、出口的EL.490m及EL.430m布置100m3的水池，再分别从水池采用DN50mm钢管架设至开挖工作面，以满足施工需要。

施工供电：进口施工用电从业主提供右岸35KV变电所的10KV出线端接线，架设至进口右侧的EL.440m右岸5#公路旁，并安装一台S9-630/10/0.4型变压器，各工作面用电均从变压器低压侧采用BLV3×185+1×95mm电源线接至主要施工作业面，各作业面用电再从主电源线接取；出口从附近施工区10kv高压线路架设至出口右侧EL.445m，并安装一台S9-500/10/0.4型变压器，各工作面用电均从变压器低压侧采用BLV3×185+1×95mm电源线接至主要施工作业面，各作业面用电再从主电源线接取。

施工照明：进出水口等需要大面积照明的地方，采用2×3.5kw镝灯集中照明，大功率镝灯固定在自制的灯架上，办公及生活福利区、辅助企业、仓库等地面照明采用220v照明线路，以碘钨灯和白炽灯为主，道路使用广照型汞灯照明。

2.3实际施工情况

开挖分为进、出口两个作业区，两个作业区同时施工。进口开挖时，原设计开挖顶部EL.494.0m，由于2#公路该部位建基面EL.502.5m，故进口边坡从EL.502.5m挖至底板EL.429.5m，开挖高度73m。结合设计边坡马道的设置情况，共分为11层，其中第一层梯段高度为5m，保护层上部一层为5.5m，保护层厚2.5m，其余梯段高度为7.5m。在EL.475m及EL.430m修筑2条连接5#公路的施工道路。

放空洞出口开挖，放空洞出口原设计开挖顶部EL.453m，由于地质原因开口线外出现顺层滑塌，故出口从边坡EL.464m开挖至底板EL.372m，开挖高度92m。结合设计边坡马道的设置情况，预裂爆破共分为13层，其中第一层梯段高度为7m，保护层厚2.5m，其余梯段高度为7.5m。在EL.430m及EL.400m修筑2条连接2#公路的施工道路。

2.4施工方法

土方开挖：主要是测量放样，削坡自上而下分层施工，以CAT320B反铲挖掘机削坡为主，人工平整为铺。CAT320B反铲挖掘机经过修筑的施工道路，并在开挖范围内形成“之”字道路，边削坡边用CAT320B反铲装车，20T自卸汽车外运至阴河弃渣场。土质边坡预留了20cm厚保护层，人工修坡。

石方开挖：主要是采用钻爆法施工，采取自上而下分层开挖，喷锚支护及时跟进，毫秒微差梯段爆破。CAT330C反铲挖掘机经过修筑的施工道路，并在开挖范围内形成“之”字道路进入作业面，CAT330C反铲挖掘机挖装，20T自卸汽车外运至阴河弃渣场。CM351型高风压潜孔钻造主爆孔（孔径105mm），快速潜孔钻造预裂孔（孔径76mm），炸药为2#岩石铵梯炸药，边角部位及建基面保护层采用YT-28手风钻浅孔爆破，人工清理基岩面松散堆积体及浮渣。

2.5边坡支护

边坡支护施工紧跟开挖作业面并滞后开挖作业面一个台阶进行。锚杆施工方法：进口边坡锚杆设计为Φ25 L=6.1m、Φ25 L=7.0m和Φ25 L=9.0m三种，间排距2×2m梅花型布置，出口进口边坡锚杆设计为Φ25 L=6.1m、Φ25 L=6.5m，间排距2×2m梅花型布置，以及Φ25 L=9.0m，间排距1.5×1.5m梅花型布置三种，我部按设计蓝图组织施工时Φ48mm钢管和扣件搭设脚手架作业平台，脚手架层高1.5～2.0m，锚杆钻孔采用QY-100型潜孔钻造孔，进、出口锚杆采用人工注M20水泥砂浆和安装锚杆；进、出口锚筋束采用人工注M25水泥砂浆和安装锚筋束。

钢筋网铺设：利用锚杆造孔施工平台，按设计要求人工现场绑扎铺设钢筋网Φ8@20×20cm，钢筋网严密紧贴岩面，并与锚杆头牢固焊接。

喷砼施工：利用2台JS1500型强制式拌和机集中按配料单统一拌制供应，6m3砼搅拌运输车运至施工现场，利用锚杆施工平台，采用TK961型砼喷射机按湿喷法工艺喷射砼，喷C20砼厚度按照设计蓝图为10cm（分三次喷射），喷砼施工时由预先埋设的钢筋条控制，采用钻孔法检查其厚度。

排水孔施工：为保证边坡正常排水，减少山体水压力对边坡稳定破坏，按照设计蓝图我部组织进出口边坡排水孔施工，排水孔总量为11465m（进口6719m，出口4746m），孔径为Φ50 L=4m@3×3m，梅花型布置，我部利用喷砼时搭设好的平台架，采用20m3/min空压机，配带YT-28手风钻进行造孔施工。

3安全文明施工控制

依照国家有关安全的法律、法规和上级部门的相关管理制度、文件精神等，结合项目部实际情况，采取针对性措施，切实开展

以“组织落实、制度落实、责任落实、资金落实、措施落实”为主要内容的“五落实”行动。以人为本，精心打造董箐安全文明施工工地文化品牌，五年来，九局董箐项目部安全管理取得的成功经验如下实施：

3.1培训教育：消除人的不安全行为，主要靠加强培训来解决，项目部开展的全员教育和培训工作就是这样的认识，对所有进场人员进行三级安全教育与技能培训工作，提高施工人员的安全生产意识和安全文化素质。“以人为本”、“安全发展”，杜绝“三违”。

3.2制度保证：建立以项目部《安全生产责任制》为核心的各项安全生产、文明施工规章制度，并不断完善，保证实施。

3.3措施保证：对单位工程、分部工程或特殊工序认真编制有针对性的安全技术措施，并向参加施工的全体人员进行安全交底，履行交底人与被交底人的书面签字手续。

3.4定期检查：项目部每月组织一次全工地安全、文明生产检查，班组实行班前安全检查。同时做好季节性、阶段性、专业性安全检查。并做好整改措施落实情况的验证记录。

3.5安全服务、标准化管理：“永无止境的努力，事故为零的追求”。安全管理工作就是要有超前意识，做到超前控制，做好安全服务，前沿指挥。安全是效益，安全是发展，安全是稳定，安全是和谐。