白鹤滩水电站水垫塘高陡边坡危岩体开挖施工技术

白鹤滩水电站水垫塘高陡边坡危岩体开挖施工技术

周源海

中水水利水电第八工程局有限公司湖南省长沙市410004

摘要：随着时代的发展，水力发电作为一种清洁的发电方式，在全世界范围内应用的范围日益广泛。我国的西南地区有着丰富的水资源和优势的地势落差，在水电厂的建设上有着天然的优势。但是，由于西南地区存在一些危岩体开挖高差大、边坡陡峭等问题，在开挖的过程中需要采用特殊的开挖施工技术。因此，本文以白鹤滩水电站水垫塘高陡边坡危岩体开挖为主要的研究对象，对其使用的技术手段进行研究，旨在以该水电站的建设为模板，促进我国水电站建设质量的进一步提升。

关键词：白鹤滩水电站；高陡边坡；危岩体开挖；施工技术；注意事项

引言

在我国的西南地区，由于存在丰富的自然资源、水资源，并且存在较多的高山深谷，对于水电站的建设提供了基础的自然条件。但是，由于我国西南地区特定的地质地形条件的问题，在水电站建设的过程中还存在部分的影响因素，像是一些高陡边坡的问题等，严重影响着水电站的建设，对于高效利用该地区的水资源产生了较大的限制。因此，立足于我国西南地区水电站建设的实际地质地形情况，在结合高陡边坡危岩体开挖研究成果的基础上，本文针对于我国的白鹤滩水电站的建设进行实际的研究，指出该工程施工过程中的技术要点，并对其中的关键技术进行深入的分析，促进我国水电站建设的进一步发展，尽可能的解决在高陡边坡危岩体开挖过程中遇到的问题，提高在限制性的地质地形条件下建设水电站的质量。

一、白鹤滩水电站施工工程概述

1.白鹤滩水电站工程

白鹤滩水电站位于我国的四川省宁南县与云南省巧家县的境内，属于我国一个重要的水电站，具体是指金山下游干流河段梯级开发的第二个梯级电站，能够对金沙江下游地区产生较大的影响，不仅是可以实现对防洪的作用，还能够在实际运行的过程中改善下游航运条件，对于发展本地区的库区通航能力具有重要的意义。白鹤滩水电站工程施工于2013年开始主体施工，预计在2018年实现首批机组发电，该工程预计在2022年实现工程完工。白鹤滩水电站修建完成之后，在全国范围内仅次于三峡水电站，在规模上属于全国第二大水电站。

2.白鹤滩水电站水垫塘边坡工程概述

白鹤滩水电站右岸水垫塘尾部高程834米——669米边坡开挖支护工程，在工程开挖的过程中，根据开挖区上游端与已经开挖边坡衔接，在实际的现场操作的过程中，需要对坡面突出的部位进行相应的修正操作，否则就会出现在衔接部位开挖之后遗留松弛卸荷岩体或者是危岩体的问题。不仅如此，在开挖区下游开口线部位，为了消除在开口线处的危岩体，在实际操作的过程中需要采用相应的控制爆破技术。在该工程施工的过程中，最为主要的障碍就是该部位存在的危岩体开挖高差较大，边坡陡峭，特别是上游为水垫塘已经开挖成型的边坡，下游是F19深沟，在施工的过程中较难实现设备通道。不仅如此，在该地区还存在开挖施工区的状态问题，由于该地区上、下游方向长度较小，并且整个的开挖区呈现出一个狭窄的正梯形，在进行工作面关设备的施工过程中难度较大，甚至是难以进行相应的施工操作。因此，在白鹤滩水电站的施工过程中存在较大的技术难点，在实际施工的过程中的如果无法采用较为有效的施工技术，将很难实现预期的水电站建设进度。

二、白鹤滩水电站高陡边坡危岩体开挖的施工技术

1.施工操作布置

在施工开始之前，需要进行相应的施工布置操作，确保在后续的施工过程中能够正常的进行。具体来说，施工布置包括施工通道布置、施工通风布置、施工用电布置、施工供水布置等几个环节。所谓施工通道布置，是需要将开挖施工设备以及施工所需要的材料进行运输的通道，在本项目施工的过程中主要是利用水垫塘高程920米、834米宽马道进场，借助于大吨位的汽车进行吊运，在将材料吊运至开挖工作面之后，还需要将开挖的渣料进行相应的翻渣操作。在施工的过程中，保证开挖通道中的供风对于施工人员的生命安全具有重要的作用，对于机械设备的维护也具有一定的作用。因此，在该项目施工的过程中可以采用开挖、支护钻孔用风，本文经过实际分析，并对现有的供风技术手段进行了深入的研究，认为在本项目实际施工的过程中可以采用21m3空压机进行相应的供风操作。而在项目施工的过程中，主要是为了降低开挖的过程中尘土的浓度以及爆破开始之前和结束之后需要用水，再加上坡面危石冲洗出来和边坡支护等操作都是需要用水，所以在项目施工的过程中可以采用从高程920米供水主管沿低缆平台指下游的高程平台，在进行供水作业。在施工的现场不可缺失的一项工程就是供电，各个设备的使用和现场的照明都是需要电力的支持，在本项目施工的过程中较多的设备需要用电，因此可以采用从920米高程箱变供电线路接线引入作业面。

2.施工的重点技术

一方面，针对于施工过程中危岩体开挖高差大、边坡陡峭等问题，在实际施工的过程中，可以根据现场施工的条件，将一些大吨位的汽车吊运机将一些重要的开挖设备吊运至施工作业面。具体来说，可以借助于汽车吊运机将水垫塘920米高程宽马道进场，并在已经布置好的开挖区顶部设置高程平台，之后选择一些小斗容的挖掘机和一些钻机进行吊运，在施工平台上进行相应的翻渣作业和钻孔作业。值得注意的一点是，在进行爆破操作之前，需要将一些设备吊离工作面，避免出现由于爆破作业的影响，导致一些操作设备、施工设备的损害。

另一方面，针对于该部位施工高空临边作业，施工部位为薄层开挖、安全风险较高的问题。在施工的过程中，尤其是在爆破作业开始的过程中，尽可能的选择精细化的爆破作业方法，保证在开挖之后马道能够有着较合理的宽度。这对于实现设备的开挖、进行安全的作业具有重要的意义。不仅如此，在开挖翻渣的过程中，需要有相应的专业安全人员进行现场的指挥，确保每一个操作都可以符合相应的规定，避免由于操作上的失误产生更大的问题。另外，在对边坡支护排架搭设的过程中，尽可能采取增加连墙杆、剪刀撑等措施，这些加固措施完成之后，还需要在加固措施的外侧增加安全封闭防护的措施，确保整个的施工操作的安全性、稳固性。

3.施工的注意事项

在施工的过程中，不仅是要保证每一步的操作都能够符合国家的标准，完成预期的施工计划，还需要在施工的过程中注意到施工技术的效果，避免在后期施工的过程中产生更多的影响。具体来说，在施工的过程中，要建立健全相应的安全施工体系，确保每一个施工的环节都能够专人负责，尤其是在爆破作业操作的过程中，需要每一个参与爆破作业的人员，都是可以拥有国家的规定考试和现场操作考核的合格证，确保每一个施工的人员都有能力、有技术的参与到施工环节中。值得注意的一点是，在开挖工程施工的过程中，对于材料的管理要精细化，尤其是一些火工产品的使用和回收，都是需要专人进行管理。在进行施工操作的过程中，还需要建立起相应的安全警戒系统，一旦出现可能的情况需要及时进行反馈。

三、结论

白鹤滩水电站工程的施工对于水资源的高效利用具有重要的意义，不仅是能够实现对该地区的防洪作用，还能够在此基础上提升对该地区的航道的通航能力的提升，因此，在施工的过程中，需要解决水垫塘高陡边坡危岩体开挖中存在的各种问题，确保施工操作的安全性，促进我国水电站建设质量、效率的提升。

参考文献

[1]杨强，刘耀儒，陈英儒，等.变形加固理论及高拱坝整体稳定与加固分析[J].岩石力学与工程学报，2014，27(6)：1121—1136.

[2]黄润秋.中国西南岩石高边坡的主要特征及其演化[J].地球科学进展，2015，20(3)：292—297.