(中國葛洲壩集團第二工程有限公司,成都,610091)
老撾會蘭龐雅水電站位于老撾南部Bolaven高原的會蘭龐雅河流上。該工程的調(diào)壓井采用阻抗式調(diào)壓井,為圓形斷面,設計位于引2+505.719m里程,深度79.7m,內(nèi)徑5.0m,外徑6.2m,高73m,采用厚0.6m鋼筋混凝土襯砌;阻抗孔直徑1.6m,外徑3.4m,高6.7m,采用厚0.9m鋼筋混凝土襯砌,一期支護為噴錨支護。調(diào)壓井地下水類型按埋藏條件分為孔隙水和基巖裂隙水。
調(diào)壓井井口邊坡自上而下分層開挖,支護施工緊跟開挖工作面由上而下進行。在完成邊坡支護、排水、井口圈梁及提升機的安裝后,為利于排水,先用地質(zhì)鉆在調(diào)壓井中心位置鉆一直徑為20cm的孔,然后分別正向、反向進行直徑為2.2m的導井開挖施工,直至導井貫通后,再從上向下依次進行擴挖施工。
施工準備主要包括井口處理及井架、出渣平臺施工。調(diào)壓井井挖前,先施工井圈梁,防止地表水流或石塊等物體落入井底。根據(jù)實際施工現(xiàn)場合理安排井架基礎。提升架布置如圖1所示。
圖1 提升架布置示意
在井圈梁及提升架澆筑完畢后,開始導井井挖施工,導井的開挖直徑為2.2m。正向開挖是利用提升機進行除渣,反向開挖不需要出渣,但需要搭建一個簡易安全的工作平臺。
2.2.1 測量放樣
放樣內(nèi)容:導井、調(diào)壓井的輪廓線及調(diào)壓井中心點。
測量放樣完成后,由作業(yè)隊按照已放出的調(diào)壓井中心點向外引出兩條直線,并在引出的四端固定樁子,用于以后井挖測量。在井挖的每個循環(huán)前,作業(yè)隊先在固定的樁上捆綁繩子,繩子的結(jié)點即調(diào)壓井中心點,然后于中心點處固定一吊線,由吊線向外引出各鉆孔的位置,并在井壁上標注樁號。每10個循環(huán)后,需由測量隊進行調(diào)壓井中心點校正。
2.2.2 鉆爆施工
(1)造孔
采用氣腿鉆或手風鉆在自制臺車上造孔,孔徑φ42,并嚴格按照鉆爆設計進行造孔。鉆孔作業(yè)須嚴格按照掌子面標定的孔位進行造孔。造孔前先根據(jù)調(diào)壓井中心線調(diào)整鉆桿方向和角度,經(jīng)檢查確認無誤后方可開孔。崩落孔孔位偏差不大于5cm,崩落孔和周邊孔要求孔底在同一平面上。
(2)裝藥爆破
炮孔經(jīng)檢查合格后,方可進行人工直接裝藥爆破。裝藥嚴格遵守安全爆破操作規(guī)程,裝藥前用風水沖洗鉆孔,掏槽孔由熟練的炮工負責裝藥,爆破孔采用柱狀連續(xù)裝藥,周邊孔采取空氣間隔裝藥,將小藥卷綁扎在竹片上,導爆索串接。裝藥嚴格按照爆破設計圖(爆破參數(shù)在實施過程中不斷調(diào)整優(yōu)化)進行,掏槽孔、崩落孔和其它爆破孔裝藥要密實,堵塞良好,洞內(nèi)采用非電起爆網(wǎng)絡起爆。
裝藥完后,由炮工和現(xiàn)場施工技術員進行復核檢查,確認無誤,撤離人員和設備并做好警戒,炮工負責引爆。炮響20min后炮工先進入洞內(nèi)檢查是否有瞎炮,若有則迅速排除,然后才能進入下一道工序。
導井正、反向爆破時須做好協(xié)調(diào)工作,當一方爆破時,另一方人員必須全部撤離施工現(xiàn)場,確保施工現(xiàn)場無人員后,方可開始放炮;若正、反向同一時段爆破時,應反向施工先爆破,正向施工后爆破。
(3)排險處理
散煙后,人工手持鋼釬配合對井壁上的松動危石和巖塊進行撬挖清除,排險處理完成后方可進行出渣作業(yè)。施工過程中,經(jīng)常檢查已開挖完成部位的圍巖穩(wěn)定情況,清除可能塌落的松動巖塊。
2.2.3 出渣
排險完成后,導井正向施工面用吊籃先將工人與工具送至出渣面,再將渣罐吊至出渣面,進行人工出渣。先由工人將石渣倒至渣罐中直至距離渣罐口還有0.1m時,停止裝渣,利用對講機告知井口人員,開始提升渣罐。在提升渣罐的過程中,洞內(nèi)工人需注意渣罐安全,貼緊井壁,避免渣罐碎石掉落。在渣罐即將提升或降落至工作面時,井內(nèi)工作人員需對渣罐進行牽引,避免碰觸到井壁,導致石塊掉落。導井反向施工則不用出渣,可直接進入下一個循環(huán)。
2.2.4 導井支護施工
根據(jù)開挖圍巖揭露情況,對于圍巖相對完整不會掉塊洞段,在需要部位進行隨機錨桿支護。對于圍巖破碎,可能掉塊的洞段,采用掛網(wǎng)噴混凝土支護,混凝土標號為C20,厚度5cm,鋼筋網(wǎng)規(guī)格為φ6@200mm×200mm,鋼筋網(wǎng)采用φ16錨釘固定,間排距1m,入巖1.45m。若出現(xiàn)易崩解的泥巖,應盡快噴3cm~5cm厚C20混凝土進行封閉。
2.3.1 測量放樣
同導井開挖時的測量方式。
2.3.2 鉆爆施工
同導井開挖時的鉆爆施工。
進行擴孔鉆孔時,為保證施工安全,用預先制作的稍大于導井尺寸的臨時平臺將導井暫時封閉,以防止人員或工機具墜落。
2.3.3 光面爆破的要求
(1)殘留炮孔在開挖輪廓面上均勻分布;
(2)完整巖石炮孔痕跡保存率在80%以上,較完整和完整性差的巖石炮孔痕跡保存率不少于50%,較破碎和破碎巖石炮孔痕跡保存率不少于20%;
(3)相鄰兩孔間的巖面平整,孔壁沒有明顯的爆震裂隙。
2.3.4 排險處理
爆破完成應進行排險處理,與導井施工時排險要求相同。
2.3.5 出渣
排險完成后,先用吊籃將工人與工具送至出渣面,進行人工出渣。由工人將石渣倒至導井,直接從導井下方出渣,直至出渣完成,再進入下一個循環(huán)。
2.4.1 錨桿支護施工
鉆頭直徑應大于錨桿直徑15mm以上,采用“先注漿,后插桿”的方法施工。
(1)鉆孔:采用測量儀器在支護部位按設計間排距測放并標示孔位,用選定的鉆機進行鉆孔的施工,鉆孔完畢后用壓力風將孔道清洗干凈,經(jīng)檢驗合格后,臨時封堵孔口。為了保證灌漿方便、飽滿,造孔時可以適當下傾一定角度。
(2)桿體制安:錨桿采用砂輪切割機斷料,桿體在加工現(xiàn)場加工后運至安裝部位,采用人工插桿。
(3)注漿:按照試驗室提供的砂漿配合比拌制水泥砂漿,注漿錨桿水泥砂漿的抗壓強度等級為M25。鉆孔注滿漿后便立即插桿,在砂漿凝固前,不得敲擊、碰撞和拉拔錨桿。
2.4.2 噴射混凝土施工
(1)受噴面準備
噴射施工前清理受噴面,清除開挖面浮石、石渣或堆積物,挖除欠挖部分,用高壓風水沖洗受噴面。對受噴面滲水部位,采用埋設導管、盲管或截水圈等做排水處理。
(2)掛設鋼筋網(wǎng)
受噴面驗收合格后,掛設鋼筋網(wǎng)。鋼筋直徑、鋼筋網(wǎng)的間排距按照設計圖紙進行施工。鋼筋保護層厚度不應小于50mm。噴射前,在受噴面上設立噴厚標志。受洞徑限制,鋼筋網(wǎng)采用半成品進洞,即先在洞外加工好一部分鋼筋網(wǎng),然后用吊籃吊至工作面。
(3)混合料的制備
噴射混凝土的拌制嚴格按照試驗室下發(fā)的配合比進行。各種材料按施工配合比要求準確稱量?;旌狭蠑嚢钑r間不少于2min。混合料隨拌即用,存放時間不超過20min。
(4)噴射作業(yè)
混凝土拌合料使用溜筒運至施工部位。噴射混凝土自下而上施工,噴嘴按螺旋形軌跡一圈壓半圈的方式沿橫向移動,層層噴射,使混凝土均勻。上下區(qū)段間的接合部位和結(jié)構(gòu)的接縫處應妥善處理,不得漏噴。噴射作業(yè)時,保持工作風壓穩(wěn)定,連續(xù)供料。噴射完成及時清理回彈料。
(5)養(yǎng)護
噴射混凝土終凝2h后,及時進行灑水養(yǎng)護,保證混凝土濕潤時間不少于7d。
調(diào)壓井開挖過程中,若圍巖存在破碎帶,可依照設計代表的現(xiàn)場指示,對圍巖進行超前固結(jié)灌漿施工,并以書面形式下發(fā)其相關技術要求與參數(shù)。為防止大面積跑漿,先用高壓風將水泥-水玻璃快凝的混合漿液噴射到初支表面,封堵表面裂隙,待漿液凝固后,再采用低壓、小進漿量、凝膠時間短的雙液漿反復進行注漿處理,直至初期支護的表面無明水滲出。為保證安全,必要時反復注漿。
調(diào)壓井開挖過程中可能出現(xiàn)的地下涌水。首先在明顯滲漏水點處采用風鉆鉆孔(φ42mm),找出滲漏水的主要裂隙,由鉆孔引流,變?yōu)辄c上的滲漏水。根據(jù)涌水量大小采用埋設導管、截水圈、水平鉆孔接引等方法。如果出現(xiàn)大流量涌水,必須立即停止施工,需會同設計一起研究止水或引流方案,處理完畢后再恢復施工。
(1)如坍塌方體積較小,可先對坍塌方范圍進行噴錨,架設較為牢固的構(gòu)件支撐,再由一端或兩端先上后下逐步清除坍渣,隨挖隨噴混凝土,必要時可加入隨機錨桿,確保已坍塌后面的穩(wěn)定。
(2)如坍塌方體積較大,或地表已下沉因坍體堵塞無法進入坍塌方范圍進行支護,宜采用注漿先加固坍塌體,然后再進行開挖、襯砌。
會蘭龐雅水電站調(diào)壓井在現(xiàn)場施工過程中,因受通風及安全等各種因素制約,導井反向施工了22m后停止施工,但該種導井正、反向同時施工,后期利用導井出渣的施工方法,相較于普通施工方法,為本工程節(jié)省了近兩個月的施工時間,保證了項目部的整體施工進度,為后期引水系統(tǒng)及調(diào)壓井的混凝土襯砌施工做了充足的準備。正、反向?qū)Ь┕し椒ㄔ跁m龐雅水電站調(diào)壓井施工中應用,其主要作用是減少施工工期,加快施工進度,為項目后續(xù)工程施工創(chuàng)造條件。該施工方法的成功應用,為以后類似工期較緊的井挖施工提供了經(jīng)驗,以期為其他類似工程實施提供借鑒。