浅析东庄水利枢纽工程导流洞施工难点及方法

浅析东庄水利枢纽工程导流洞施工难点及方法

董,锐

陕西省东庄水利枢纽工程建设有限责任公司 陕西 西安 710000

摘要：陕西省东庄水利枢纽工程是陕西省实施西部大开发战略、加快关中经济区发展的重大水利项目，是国务院批复的《黄河流域防洪规划》和《渭河流域重点治理规划》的重要防洪骨干工程，水库总库容约32.76亿立方米，水电站装机规模110兆瓦，最大坝高230米。东庄水利枢纽工程导流洞是目前国内在建洞径最大的导流洞，主要建设内容为进口段洞脸边坡开挖、支护，明渠段开挖及混凝土衬砌，进水塔混凝土浇筑，洞身开挖、衬砌、灌浆，施工支洞开挖、衬砌，施工围堰等。

关键词：导流洞；洞室开挖；爆破技术；不良地质

引言

本工程具有洞身轴线长、断面尺寸大、进出口施工难度大等特点，洞室开挖和混凝土衬砌施工要经历汛期，给工程安全度汛提出了较高要求，如何保证施工过程中的安全稳定是本工程施工管理的难点；工程石方开挖量较大，开挖与支护、衬砌、灌浆交叉作业，干扰较大，有效解决四者之间的干扰问题，具备同时施工互不影响的作业面是施工方法研究的重点。

1工程概况

导流洞进口位于坝址上游约300m处泾河右岸，出口位于坝址下游约600m处泾河右岸，导流标准10年一遇洪水流量为5300m³/s，导流洞施工子围堰标准3年一遇洪水流量1960m³/s。导流洞为城门洞型，洞身轴线长912.5m，最大开挖断面22.20m×25.60m（宽×高），进出口属高山峡谷地貌，植被较发育，以杂草灌木为主，河床附近及部分地区基岩裸露，岩体表层风化、卸荷迹象明显，综合施工难度较大。

2工程特点

工程施工内容包括进口段开挖支护衬砌、隧洞开挖支护与衬砌、灌浆、金属结构制安，施工综合性较强。工程建设环境保护、水土保持、文明施工、质量控制、安全管理等各项施工管理工作起点高。

导流洞为城门洞型，最大开挖断面为22.20×25.60m（宽×高），开挖跨度大；且处于Ⅳ类围岩地段，地质条件复杂可能存在发生围岩失稳、涌水、岩爆等不良地质问题，导流洞成洞尺寸为17m×19m（宽×高），洞身采用一次喷锚支护与二次全断面钢筋混凝土组合衬砌，综合衬砌厚度为1.13m，衬砌混凝土和钢筋工程量大。

3导流洞施工难点

3.1本工程开挖跨度大，保证洞室在施工过程中的安全稳定是本工程施工管理的难点。

主要对策：

3.1.1合理地进行分层开挖，适时支护。洞室分上中下三层进行开挖，上层开挖高度7.50m，中层开挖高度10.9m～14.9m，下层开挖高度3.20m。上层采用多臂台车造孔中导洞两侧先后开挖，中层开挖采用“中间拉槽，两侧预裂爆破”，拉槽开挖采用液压钻钻孔，两侧用多臂台车。下层开挖采用手风钻水平预裂造孔爆破。

3.1.2采用短进尺、密孔、小药量爆破的方法进行施工，以减小爆破震动对洞室的影响。每循环进尺控制在1.50m以内；严格控制单响药量和总装药量，上层单响药量控制在10kg以内；中、下层单响药量控制在20kg以内；

3.1.3加强支护以保证围岩稳定，每次爆破结束后及时按设计要求进行系统支护，即通风排烟、安全处理后先素喷3～5cm厚的混凝土再出渣，然后进行锚杆制安、挂钢筋网,钢支撑安装,喷混凝土支护，必要时视围岩情况在系统支护的基础上进行补强支护。遇岩石破碎、稳定性差难以成洞时可考虑进一步采取管棚、导洞法掘进，扩挖后对隧洞拱部开挖出露围岩及时喷护封闭，钢拱架和挂网锚喷支护紧随开挖工作面进行施工。

3.2导流洞及进口塔混凝土施工工序复杂，浇筑难度大，如何保证混凝土施工节点工期及质量是本工程的一个重点。

主要对策：

为确保混凝土浇筑成型质量，根据浇筑部位不同，体型特点，配置符合工程特性的资源设备以保证混凝土浇筑保质保量按节点完成，导流洞底板采用皮带机浇筑入仓，边顶拱浇筑采用钢模台车；导流洞进水塔采用悬臂模板及定型模板，并配备足够的混凝土运输设备及混凝土浇筑的入仓设备。

3.3本工程施工内容包括：隧洞开挖支护与衬砌、进水口开挖衬砌，施工综合性较强。因此，施工质量控制是该工程施工过程需注意的重点。

主要对策：

3.3.1对洞室石方开挖必须采用预裂爆破或光面爆破技术，爆破设计须根据现场控制爆破实验，对钻孔孔深、孔径、孔排距和装药结构等爆破参数进行充分优化，并根据开挖面的岩性变化动态调整爆破参数，确保开挖精度和质量均达到设计标准。同时，在施工中须做好爆破安全监测和爆破试验工作。建立洞室开挖质量控制手册、工艺明白卡，预裂孔钻孔实行“定孔、定人、定机”三定原则，施工过程中严格执行三检制度。

3.3.2洞室支护施工中，锚杆、灌浆等隐蔽工程，严格按照设计图纸要求的间排距、倾角布孔、开孔，坚持自检、互检、专检的“三检”制度。现场施工管理人员在上、下班交接前对当天完成工程的质量进行检查，对不符合质量要求的及时予以纠正，不符合质量标准的，坚决返工处理，直到验收合格。

3.4隧洞开挖支护与衬砌在时间上和空间上立体交叉作业且开挖高差大、洞室开挖体型大，施工相互干扰等施工安全问题十分突出。因此，施工安全是该工程施工管理的重点。

主要对策：

3.4.1建立、健全各项安全管理制度。根据工程建设特点和RAC评价方法做好各种应急预案（防洪度汛，地质灾害，大风、暴雨，泥石流、地震，危险化学品，火灾、交通事故，公共卫生，治安、群体事件、安全用电、安全用水，环境污染等）及岩爆、突然涌（泥）水、围岩变形等相应的现场处置方案；脚手架搭设、爆破安全、临边防护、高空施工安全等专项措施。

3.4.2在不良工程地质地段施工时，做好调查地质条件，遵循“超前预测、超前支护、勤测量、短进尺、多循环、少装药、弱爆破、少扰动、早封闭、勤支护”的施工原则，对存在的基岩渗水、涌水采用合理有效的引排措施，确保围岩稳定和洞室施工安全。

3.4.3加强洞室通风排烟措施，以改善施工过程中空气质量。洞内的施工废气主要为开挖爆破产生的有害气体、石渣拉运设备产生的尾气、喷混凝土施工产生的粉尘等，根据导流洞的工程特性及布置情况，通风采用机械压入式和抽出式联合方式进行排烟，以改善地下洞室的通风条件。在导流洞口范围主要依靠自然通风，当洞室掘进至50m以上时，架设轴流式通风机向洞内压入送风。

3.4.4要层层设防，防止上部滚石坠物伤人，为保证开挖钻孔作业安全，施工前做好边坡清坡、设置铅丝网片防护系统，拦截滚落石块、个别掉石；在开口线以上及每层马道边缘设置拦网，拦网高1.2m。边出渣边清除松动岩石，边开挖边锚固。专人定期检查、清理、及时处理安全隐患。

3.4.5做好相应的现场处置方案及应急演练，明确各岗位应急处置责任，以便应对突发性事件。

结束语

导流洞是水利工程中的前期工程。导流洞的顺利开挖施工和竣工将影响水利工程后期的截流、坝基施工进度，甚至可能影响整个水利工程的进度和投资效益。希望通过本文对东庄水利枢纽工程导流洞施工难点及方法浅析，能够使相关技术人员更透彻地理解导流洞施工难点及方法，并在工程施工过程中能够正确的使用，从而更为有效的开展工程建设管理工作。

参考文献

［1］张春生，杨道坡，董京艳.东庄水利枢纽工程导流洞布置设计［J］.人民黄河，2018，40（01）：100-103.

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