田晓华 陈立德
中国水利水电第十六工程局有限公司 福建福州 350003
摘要：坝后引水发电是水电站常见的一种发电方式，引水隧洞则是此类水电站最重要的建筑物之一，其开挖则往往是施工难点和控制因素，而施工支洞与引水主洞交叉处的开挖则又是难点中的难点，是洞挖薄弱环节，开挖方法不当，容易造成超挖，破坏围岩体，给施工安全带来隐患。本文简要介绍柬埔寨额勒赛电站引水隧洞与施工支洞交叉处的开挖经验，以供参考。
关键词：导洞 梯段爆破 光面爆破 循环进尺
1、工程简介
额勒赛水电站位于柬埔寨王国西部戈公省，电站由引水发电系统和拦河坝组成。引水系统由岸塔式进水口、引水隧洞、调压井和压力钢管组成，发电厂房均为河岸式，电站装机容量为2×103MW，是我国在该国投资承建的最大水电站。
引水发电隧洞全长约3.2km，围岩类别以Ⅲ类围岩为主，较稳定。引水洞断面开挖为直径8.4m～8.6m的圆形断面。因施工需要，引水主洞共设置了3条施工支洞，断面形式为城门形。
2、钻爆参数设计
引水主洞与施工支洞交叉处开挖中采用“导洞法”开挖工艺，并根据每次爆破效果调整钻孔和爆破设计参数，以控制超欠挖，并最大限度减少对围岩破坏。
(1)、导洞钻爆设计
导洞断面尺寸约为2m×2m，循环进尺100cm～200cm，采用全断面开挖，周边不进行光面爆破，但在其顶须形成一个略成弧形拱顶。导洞采用楔形掏槽，由于导洞断面尺寸小，且围岩地质较好，结合施工支洞的钻爆经验，单耗按2.0kg/m3左右控制。掏槽孔布置四排孔，孔间距约60～70cm，排间距约50～60cm，其槽心布置一个深度略深不装药的空孔，共布置约19～25个孔，梅花型布置，均与断面约成85度夹角，每孔装药量约为0.4kg～0.6kg，堵塞长度40cm～60cm。雷管为非电导爆管雷管，自中间向外段数为1段、3段、5段，以空孔为中心，一个闭合环形的孔为一段。
（2）、扩挖梯段爆破设计
导洞形成后的扩挖为明挖，循环进尺根据每次的钻爆位置不同也不相同，一般控制在200cm以内，钻爆施工与导洞施工工艺相似。扩挖按梯段钻爆设计，单耗按0.3kg/m3～0.4kg/m3进行控制，并根据爆破效果进行调整。孔距和排距一般分别为110cm～90cm和100cm～80cm，与断面约成90度夹角，梅花型布置，每孔装药量约为0.4kg～0.5kg，堵塞长度50cm～90cm。雷管也为非电导爆管雷管，自导洞向外边段数为1段、3段、5段……，以导洞为中心，一个闭合环形的孔为一段。
（3）、光面爆破设计
引水主洞的设计边线上必须采用光面爆破，尽量控制超挖，减少对围岩的破坏。光面孔距离主爆孔约60cm～70cm，间距为50cm～60cm，循环进尺长度比扩挖进尺约长20cm。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆孔径为48mm，药卷直径为16mm，不偶合系数约为3.0，线装药密度0.28kg/m～0.35kg/m，不连续装药，导爆索串联，竹片固定，底孔装一节φ32药卷，其它采用φ32药卷辟开制成，间隔20cm～25cm装药，堵塞长度约50cm～60cm。光爆孔与扩挖梯段爆破一次爆破，但起爆顺序上为最后起爆，间隔时间不小于50ms。
3、钻爆施工
钻爆施工时由爆破技术人员对整个钻爆过程进行控制，并根据每次的钻爆特点进行设计，共分五步进行：
第一步，当施工支洞开挖到主洞交叉边界线上时，顺着施工支洞轴线方向继续超前开挖出2m×2m的导洞，到主洞对侧边界线为止。为防止对引水主洞边界线造成超挖，在钻至主洞对侧边线附近的最后一排炮时必须控制进尺长度不大于100cm，钻孔前由测量人员对撑子面进行实测，由爆破技术人员绘制出爆破设计图，将每个孔的孔深、孔斜标识出来。每孔的孔深钻至主洞边界线上即可，不得超钻，装药前对所有钻孔逐上检查，凡孔深超过主洞边界线的孔，必须堵塞超长部分，正常钻孔在装药前在孔底填表约5cm石粉作为柔性垫层。
第二步：按施工支洞断面形式将相交段的主洞段扩挖成施工支洞断面形式。梯段扩挖除最后一排炮循环进尺控制在1.0m以内外，其它循环进尺控制在2.0m以内。在钻至主洞对侧边线最后一排炮时，由爆破技术人员按梯段爆破布孔方式绘制出爆破设计图，装药前必须进行验孔。完成此步开挖后，施工支洞的断面形状也就形成。
为防止主洞开挖破坏施工支洞断面，造成超挖，带来安全隐患，采用锚杆加喷混凝土对施工支洞与主洞交叉处进行临时支护。
第三步：完成了施工支洞与主洞交叉部处的开挖后即将钻爆掘进方向转90度，顺主洞轴线进行导洞开挖，为减小爆破影响围岩的稳定，前两排的导洞开挖，每次循环进尺的长度控制在1.0m左右，以控制每次爆破的装药量。进入主洞长度达到5m以上后，导洞循环进尺长度可以调整为2m左右。
第四步：引水主洞扩挖成型，此时边界线即为引水主洞的设计边界线，同时又是开挖最薄弱环节，为减少引水主洞边界线超挖，前两次扩挖循环进尺控制在1.0m左右，即完成一次导洞钻爆进行一次扩挖，以后循环进尺控制在2.0m左右。
沿引水主洞周边必须进行光面爆破，光面孔的布孔是控制超欠挖关键所在，由于隧洞的设计边线外即为保留围岩，钻孔时设备无法紧帖围岩，钻孔时需采用向围岩斜插方式钻孔，为防止开孔位和孔底距离边界线过大而导致欠挖和超挖严重，开钻前根据钻机的外型尺寸、开门钢钎长度，计算钻孔方向的斜插角、开孔孔位：进尺长度100cm时，选开门钢钎长度约为60cm，钻孔插角约5度、开孔位到边界线距离约6cm；进尺长度200cm时，选开门钢钎长度约为80cm，钻孔插角约3度、开孔位到边界线距离约5cm。中间采用插值法计算开孔位和插角。
为防止钻爆破坏主洞断面，交界处的主洞断面成型后同样采用锚杆加喷混凝土对主洞断面进行临时支护，对较破碎处采用钢格栅或钢拱架进行支护。
结束语
由于在引水隧洞开挖前认真研究了隧洞的围岩地质，进行了认真的爆破设计、编制了详细的施工措施，两洞交叉处开挖半孔率达90%以上，超挖现象得到了很好的控制，也大大降低了对交叉处的隧洞围岩破坏，提高了围岩的稳定，给后面的主洞开挖顺利进洞创造了有利条件，受到业主、监理工程师和设计方的一致好评。
论文作者:田晓华,陈立德
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/28
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