电站长尾水隧洞管理论文

1尾水隧洞工程概况

大朝山水电站的2条长尾水隧洞平行布置在澜沧江右岸，主洞长分别为1152m和1101m，衬砌后内径15m，4条岔支洞长分别为211、191、146、131m，总长约2932m。2条主洞中心距76.5m，开挖直径Ⅲ类围岩为16.3m，衬砌厚度为50cm。施工支洞为8.2m×6.9m门洞形，总长873m。尾水隧洞石方洞挖约59.6万m3，井挖1.8万m3，尾水出口边坡及明渠土石方明挖约16万m3，施工支洞石方洞挖约4.9万m3，主体工程混凝土总量约12万m3，喷混凝土约1.8万m3。

大朝山尾水隧洞工程区岩性主要为玄武岩，广泛夹薄层凝灰岩及玄武质火山角砾熔岩。洞区内，按巴顿围岩分类为Ⅱ～Ⅳ类。特别是尾水岔支洞至出口明渠段，全部为Ⅳ类围岩，且覆盖层薄，岩石破碎，结构松散，强度低，整体稳定性差，现已查明有Ⅲ级结构面15条。施工难度大，是C2工程标的难点、重点所在。

2施工布置

2.1渣场

尾水隧洞工程石方洞挖约66万m3，洞渣的10%直接供C2标粗碎车间加工砂石骨料，其余90%运至C2标存渣场堆放，约16万m3的明挖土石方及部分含凝灰岩夹层的不合格洞渣运至16号公路末端弃渣场。

2.2回车场

洞内临时施工场地布置，施工支洞按每隔150m左右布置1个回车场，施工支洞内共布置2个回车场，3个变压器室。

2.3通风散烟

在前期施工支洞及部分主洞开挖支护施工阶段，在支洞口布置1台2×55kW轴流通风机，接1000风管，向洞内正压通风，当主洞上层开挖到达通风竖井位置时，分别在1、2号尾水隧洞内各钻2个直径1.4m通风竖井，并在井口设置2×55kW轴流风机用于洞内机械抽风。出口段改善通风条件的办法是尽早使闸门井与尾水支洞贯通。

3开挖与锚喷支护

3.1闸门井边坡及出口明渠边坡

尾水闸门井平台以上边坡开挖高度约60m(高程842.5～902m)，土石方明挖约6.7万m3，按自上而下的施工顺序，采用从下游842m高程开挖施工便道，履带设备进入施工区的开挖方法。882.5m高程以上边坡大部分为土方，将用PC300反铲配合D85推土机开挖，人工削坡，局部手风钻造孔爆破。882.5～842.5m高程采用手风钻配合古河履带钻造孔，非电毫秒雷管梯段爆破，周边预裂，预裂孔间距0.7m，孔径65mm，石方开挖炸药单耗0.40kg／m3。局部地段由于地质条件差，强风化覆盖层进行了人工削坡，配正铲及川畸装载机配15t自卸汽车运渣。尾水出口明渠812m高程以上开挖与闸门井842.5～882.5m高程边坡开挖方法基本相同。

边坡喷混凝土系统布置在现场，采用水泥裹砂半湿喷法施喷，喷射机使用HZPU-5B型，862.5m高程以上采用人工搬运水泥、砂子、瓜米石，现场拌和施喷，孔深4m以内锚杆及排水孔使用手风钻造孔，孔深大于4m的采用QZJ-100B宣化钻造孔，835～820m高程采用古河履带钻造孔，锚杆使用UH4.8B注浆机注浆，人工安插锚杆。

3.2尾水出口明渠水下开挖

尾水出口明渠水下开挖深达17m(高程812～795m)，首先在812m高程使用古河履带钻造孔，非电毫秒雷管梯段爆破，并在距混凝土围堰外边线1.5m处预裂，打防震孔，爆破后，使用PC650长臂反铲抓渣，装15t自卸车运至弃渣场。在2001年导流洞下闸封堵、水库蓄水断流的约6d时间里，配备足够的推装、运输及钻孔设备，确保水下二次清挖到位，不影响发电机组出力

3.3尾水隧洞开挖

两条尾水隧洞主洞开挖直径16.1～17m，分上下2层开挖。

上层开挖全部采用中导洞超前、扩挖跟进的方法进行，周边光爆。这种施工方法对围岩震动影响小，残留炮孔保存率达90%以上，开挖质量达到国内先进水平，径向超挖完全控制在规范允许范围内。

上部开挖采用三臂凿岩车造孔，人工装药，非电毫秒雷管光面爆破，PC200反铲进行安全处理和清底，966F3m3装载机配15t自卸车出渣，部分中导洞采用手风钻造孔。

上层开挖总的思路：中导洞抢进尺，扩大开挖保质量；关键线路使用先进设备要进度，非关键线路使用手风钻人工开挖要效益；遇不良地质段及凝灰岩夹层部位锚喷支护及时跟进保安全。

中导洞开挖断面8.0m×6.5m门洞形，采用楔形斜孔掏槽方式施工。爆破参数为：每排炮装药总量266.8kg,炸药单耗1.49kg/m3。

主洞扩大开挖，扩挖面53m2，重点控制扩挖质量，开挖规格、残孔率、超欠挖，平整与起伏差等。

根据围岩情况，相应调整装药量，尤其是周边孔的线装药密度，需保证较好的光爆残孔率。实际施工中，每排炮装药总量150～160kg，炸药单耗1.0～1.1kg/m3。

控制开挖质量的具体措施主要有：

(1)中导洞先行，预留保护层进行扩挖，扩挖采用光爆法施工，周边孔间距控制在50cm，不超过60cm，25药卷间隔装药；(2)采用浅进尺多循环的方法，要求施钻孔深控制在3m以内；

(3)钻孔方向尽量与洞轴线平行，钻孔外倾角小于5°；

(4)测量放线必须准确；

(5)及时跟进测量断面，做好排炮施工记录，改进工艺，修正参数，争取最佳爆破效果。

尾水隧洞工程施工的难点和重点是出口段4条支管的开挖支护。按中导洞、短进尺、小药量、多循环，超前锚杆，每排炮开挖后及时网喷支护的思路进行施工。

下半部开挖大部分采用三臂台车造孔，一次开挖成形，少数洞段采用古河履带钻造孔，中间拉槽梯段爆破，三臂台车修规格，石渣装运与上部开挖相同。为方便交通，开挖后底部垫渣1m左右。

3.4锚喷支护

洞内锚杆分别为4、5、6、8m，造孔全部使用三臂凿岩台车，注浆使用UH4.8B注浆机，平台车配合人工安插锚杆，按先注浆后安锚杆的工序进行。

洞内喷混凝土使用ALiva喷车施喷，湿喷为主，部分采用干喷，喷料由3×1.5m3拌和楼拌制，6m3搅拌车运输，外加剂使用上海麦斯特公司生产的速凝剂和稠度调整剂。

4混凝土施工

本标混凝土施工可分为4大部分：1、2号尾水主洞，1、2号岔管及1～4号支洞，1～4号尾水闸门井，尾水出口明渠。混凝土骨料由大朝山电站C2标供应。水泥使用红塔集团滇西水泥厂生产的525号水泥。混凝土外加剂使用FDN高效减水剂，混凝土拌制实行微机控制，严格按试验室提供的配合比配料，混凝土坍落度12～14cm，二级配。在混凝土施工中采用先进施工设备，严格工艺，精心组织。

4.11、2号尾水主洞

1号尾水主洞长1152.45m，混凝土衬砌厚度为50cm，设计混凝土量2.8万m3。2号尾水主洞长1101m，设计混凝土量2.9万m3。

底拱90°采用针梁钢模，边顶拱270°采用钢模台车，全部泵送混凝土入仓，直线段分块长度15m，转弯段5m。针梁钢模与钢模台车配套使用，长15m和5m各1套，5m长的一套主要用于转弯段及附近直线段混凝土浇筑，直线段绑扎钢筋采用钢筋台车，长7.5m。混凝土由左岸3×1.5m3混凝土拌和楼拌制，6m3混凝土搅拌车运输，泵送混凝土入仓，人工振捣，钢模上设置附着式振动器辅振。

4.21、2号岔管及1～4号支洞

1、2号岔管及1～4号支洞混凝土约2.1万m3，全部采用钢桁架，木模板立模浇筑，圆形洞段分底拱、边顶拱2次浇筑成形，门洞形段分底板、边墙、顶拱三次浇筑成形。该段混凝土浇筑与主洞边顶拱混凝土浇筑平行作业，不占直线工期

4.3闸门井及出口明渠

4个闸门井及出口明渠混凝土采用多卡模板，负压溜管入仓，泵送配合，混凝土分层高度3m，插入式振动器振捣。混凝土由左岸拌和楼拌制，6m3搅拌车运输。

5施工新技术的应用

5.1LM反井钻机

为解决好施工期通风散烟及文明施工，尾水隧洞布置有4个通风竖井，高度为106～140m，若采用常规施工方法，每个井至少要4个月，而且不安全因素多。在建设单位的支持下，我局引进北京中煤矿山工程公司的LM反井钻机，快速、安全、准确地完成了4个井的施工，单井的实际施工时间是20～26d。钻孔偏差完全控制在井深的5%以内。

5.2混凝土拌和楼微机控制

对原郑州产3×1.5m3拌和楼的称量及控制系统进行改造，实行微机管理，程序控制，自动纠错，对已拌制混凝土的全部数据资料存入电脑，做到称量准确，质量稳定。

6正确处理质量、进度与效益的关系

水电十四局大朝山分局按项目法施工进行管理，实行项目经理负责制下的“两级管理、一级核算、队为基础”的模式，遵循“安全是保障、质量是生命、进度是中心、效益是目的”的指导思想，按均衡生产、文明施工的原则组织生产。

尾水隧洞为全衬砌过水建筑物，如何控制超挖，提高开挖质量，减少回填混凝土，是实现效益的关键所在。因为全长2932m的隧洞径向超挖每增加1cm，将要多回填二级配混凝土1500m3左右，经济损失约60万元。由于施工技术措施合理，监理及行政领导重视，奖罚分明，已开挖的上半部约1100m，平均径向超挖控制在18cm左右，达到国内先进水平。

对于进度与效益关系的处理原则是：关键线路使用先进设备保进度，非关键线路使用手风钻人工开挖要效益。在地下洞室开挖中，使用手风钻造孔开挖，炸药单耗可降低10%以上，成本可降低20%左右，在工期允许的前提下，尽量使用手风钻开挖。

由于开挖质量好，洞室稳定，也为安全施工打下了良好的基础，受到业主及同行的好评，取得了良好的社会效益和经济效益。