中国水利水电第六工程局有限公司 辽宁丹东 118200
摘要：溧阳抽水蓄能电站调压井围岩破碎，自稳能力较差，采用反井开挖导洞的方式很难成功，同时由于工作面移交晚工期无法保障，因此采用正井开挖的方式进行施工，但是由于调压井位于山体内，因此现场的布置以及施工都有一定的难度。
关键词：调压井；导井；正井；开挖
1 工程概述
江苏溧阳抽水蓄能电站地处江苏省溧阳市，上水库位于龙潭林场伍员山工区，与安徽省接壤；下水库位于天目湖镇吴村，与沙河水库为邻。
枢纽建筑物主要由上水库、输水系统、发电厂房（含地面开关站及副厂房）及下水库等4部分组成。电站安装6台单机容量250MW的可逆式水泵水轮发电机组，总装机容量1500MW。
尾水调压井共两座，分别布置在2条尾水主洞上，调压井中心位置偏离尾水主洞轴线20.0m，由连接管和大井组成。
连接管连接尾水主洞和大井，断面为圆形，开挖洞径为7.6m，由竖井段和弯管段组成。
大井开挖断面为圆形，洞径为24.4m，尾水调压井底板高程-21.000m，拱顶高程53.200m，总高度74.2m。顶部为半径13.986m的球形穹顶，穹顶范围为高程46.00～53.20m，大井与尾调通风洞相衔接位置底板高程为▽44.00m高程。
2 工程地质条件
尾水调压井高程44m以下岩性以中厚层～厚层状灰绿色岩屑石英砂岩为主，夹少量泥质粉砂岩，局部有岩脉分布，上部以弱风化为主，下部微风化～新鲜。地下水位线较低，对围岩影响较小。
预测整个竖井围岩Ⅲ类约占35%，Ⅳ类约占60%，Ⅴ类约占5%左右。通过钻探取芯后地质条件分段简述如下：
（1）高程44.0m～-19.5m，围岩整体以Ⅲ类为主，少量Ⅳ类，局部Ⅴ类，其中：
高程44.0m～23.0m、高程8.0m～-0.5m、高程-4.0m～-10.0m节理裂隙一般发育，大多为陡倾角，勘探孔岩芯完整性一般～较好，大部分呈短桩状～中长柱状，部分为块状。推测该段围岩以Ⅲ类为主。
高程23.0m～8.0m、高程-10.0m～-19.5m勘探孔岩芯较破碎，少量为短柱状。高程-10.0m～-10.50m、高程2.0m～3.5m、高程13.4m～8.0m钻进稍快，存在失水，可能有破碎夹层发育。推测围岩以Ⅳ类为主。
高程-0.5m～-4.0m为F349断层破碎及影响带，断层带由红褐色泥为主，夹少量角砾岩。推测围岩为Ⅴ类。
（2）高程-19.5m～-72.5m，围岩整体以Ⅳ类为主，其中：
高程-19.5m～-29.5m以○42安山斑岩岩脉为主，部分为灰绿色岩屑石英砂岩。岩脉发育范围规律性较差，中度蚀变，勘探孔揭露本段岩芯主要为碎块状。
高程-29.5m～-72.5m岩性以石英砂岩为主，夹泥质粉砂岩，勘探孔揭露岩芯普遍为块状、碎块状，少量为短柱状。高程-32.9m～-33.0m岩芯为碎块石夹泥，疑似断层。高程 -40.3m～-70.6m勘探孔有多段钻进速率明显较快，可能为粉砂质泥岩或破碎夹层。
3 施工过程
3.1 井口布置
调压井Φ7.6m导井开挖与支护施工过程中用于提升的设备主要是用于出渣和人员及材料的运输。提升设备的布置与井口平台布置综合统一考虑。
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（1）出渣提升设备的布置
出渣设备采用定做的龙门吊，龙门吊宽度为轨距8.7m，高度为龙门架横梁下至轨道基础面的高度为7.5m，垂直升降速度为20m/min，水平行走速度为15m/min，起吊重量荷载为15t。由于与井口相交的通风洞虽然扩挖为长度为17m，宽度为8.7m，高度7.0m的洞室，但高度不满足龙门吊布置高度的要求，因此需要对本段底板部位进行向下扩挖4.0m，并布置斜坡道与通风洞底板连接，坡度为12%。
龙门吊在井口上运行方式采用砼条形梁上铺设轨道的方式，在平行通风洞方向布设2条C25砼条形梁，梁的尺寸为50cm×30cm（宽×高），梁的中心宽度为8.7m，长度为18m，梁上预埋轨道夹板用于固定轨道。
（2）人员及材料提升设备的布置
在龙门吊行走范围井口的另一侧布置人员及材料提升设备的布置。采用5t卷扬机提升吊笼，吊笼尺寸为1.5m×1.5m，高2.0m。5t卷扬机通过龙门架提升吊笼。另布置两台5t卷扬机通过Φ7.6m导井井口2根8.0m长，截面为1.0m×0.8m的桁架梁上的吊点提升直径Φ7.2m的大盘，用来在钻孔施工及支护施工时Φ7.6m导井井口的防护。
（3）锁口混凝土施工
Φ7.6m导井向下开挖2m后，为确保安全，对井口部位进行锁口混凝土施工，采用C25混凝土，厚度为1.0m，上部0.5m厚度浇筑宽度为2.0m，下部0.5m厚度浇筑宽度为1.0m，混凝土工程量为50m3。
（4）井口防护
井口部位采用脚手架钢管制作安装防护栏杆，利用井口锁口混凝土施工时沿井周布设插筋固定，并安装防护网。
3.2 爆破设计
从调压井高程44m～-54.35m采用正井法进行Φ7.6m导井爆破施工，爆破钻孔深度为2.5m，循环进尺2.0m，周边采用光面爆破，崩落孔采用Φ32mm药卷，周边孔采用Φ25mm药卷，崩落孔等间距布置，最小抵抗线与孔距之比控制在1.0～1.2之间，周边孔的孔距以（10～15）d控制，拟采用50cm，最小抵抗线与孔距之比控制在1.0～1.3之间。
崩落孔采用Φ32mm药卷，装药系数取0.5～0.8；为保证光爆效果，周边孔采用Φ25mm药卷。炮孔堵塞长度一般在（0.7～1.0）抵抗线之间，且不小于50cm，堵塞材料采用砂子等。
爆破采用非电毫秒塑料导爆管串、并联形成爆破网络实现微差爆破，电力起爆。
3.3 导井出渣
开挖出渣利用井口形成的出渣系统进行出渣，爆破后放置一台0.2m3的液压反铲进行装渣，采用容量为2m3的料斗向上提渣，装渣时装至斗容量的80%即可，井口部位起吊采用15t龙门吊，将料斗提至井口部位后，龙门吊沿轨道行走后将渣料卸至10t自卸汽车上，为安全考虑、防止掉渣伤人或砸坏施工设备，严禁石渣高度超出自卸汽车挡板高度，低于挡板高度，运至洞外临时弃渣场，在临时弃渣场内采用3m3装载机装20t自卸汽车进行出渣，有用料运至1#中转料场，无用料运至5#弃渣场。
3.4 导井支护施工
（1）Φ7.6m导井高程41m～-21m支护
Φ7.6m导井开挖过程中为确保围岩稳定支护需及时跟进，高程41m～-21m需二次大井的扩挖施工，因此施工中采用临时锚喷支护措施。每开挖一循环首先初喷5cm厚的C25聚丙烯混凝土，按间排距1.0m布设规格为Φ25mm，L=4.5m的锚杆，再喷15cm厚度的聚丙烯混凝土进行封闭。遇断层带及岩石破碎部位挂设Ф8@20cm×20cm钢筋网，支立I18钢拱架，间距根据现场情况确定。
（2）Φ7.6m导井高程-21m～-52.35m支护
Φ7.6m导井高程-21m～-52.35m即连接管竖井段按照施工设计图纸系统支护形式为：Ⅲ类围岩系统锚杆为Ф25、L=3.0m、排距1.2m、环向上锚杆夹角为18°、锚杆外露0.5m、梅花型布置；Ⅳ、Ⅴ类围岩系统锚杆为Ф25、L=4.5m，排距1.0m、环向上锚杆夹角为15°、锚杆外露0.5m、梅花型布置。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩挂Ф8@20cm×20cm钢筋网，Ⅲ类围岩喷C25混凝土厚度10cm、Ⅳ类围岩喷C25混凝土厚度15cm、Ⅴ类围岩喷C25混凝土厚度20cm。
4 结束语
溧阳抽水蓄能电站调压井围岩破碎，自稳能力较差，采用反井开挖导洞的方式很难成功，同时由于工作面移交晚工期无法保障，因此采用正井开挖的方式进行施工。尾水调压井自2013年2月1开始进行施工准备及井口布置，3月1日开始进行Φ7.6m导井的井口开挖及锁口处理，2013年4月30日门机安装完毕。2013年10月15日导井顺利开挖支护完毕，有效的保证了施工安全以及施工进度。
论文作者:汤旭东
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/16
标签：高程论文; 围岩论文; 井口论文; 龙门吊论文; 混凝土论文; 溧阳论文; 柱状论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;