(浙江省水電建筑安裝有限公司，杭州 310051)

消力池開挖方案優(yōu)化實例

蘇戰(zhàn)軍

(浙江省水電建筑安裝有限公司，杭州 310051)

某消力池位于城市居民密集區(qū)，原設(shè)計全部采用明挖法開挖，需作優(yōu)化。通過分析工程地質(zhì)條件，對原開挖方案進(jìn)行優(yōu)化，綜合采用明挖、洞挖法開挖，優(yōu)化效果顯著，最終圓滿地完成了開挖作業(yè)。

消力池；開挖方式；爆破；支護(hù)；優(yōu)化

浙江省杭州市某水庫消力池，位于杭州市市區(qū)，原設(shè)計其基坑開挖全部采用明挖法施工，因與周邊的市政道路、社區(qū)居民房屋等建筑物距離較近，無法實施，需進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)優(yōu)化后，綜合采用明挖、洞挖法開挖，最終圓滿地完成了開挖作業(yè)。本文介紹該消力池開挖方案優(yōu)化實例，供類似工程參考。

1 工程概述

杭州市某水庫工程位于杭州市余杭區(qū)，工程任務(wù)以城市應(yīng)急備用和抗咸供水為主，結(jié)合防洪和改善水環(huán)境等綜合利用。

輸水建筑物部分結(jié)合引水入城輸水隧洞和暗渠4.4km，新開隧洞10.6km，襯后洞徑3.5m，從西湖區(qū)大清谷元塢附近接入引水入城主隧洞，再由引水入城隧洞和暗渠輸至大刀沙沉沙調(diào)蓄池，由池邊加壓泵站通過管道加壓輸水至珊瑚沙水庫。在大清谷附近設(shè)消力池，消除多余水頭。

消力池開挖基坑近似梯形，長約110m，寬約46m，基坑開挖深度較深(最深處達(dá)28.3m)。自然地坪面平整標(biāo)高為23.5m。

2 周邊環(huán)境情況

消力池基坑?xùn)|側(cè)為清谷路，基坑開挖放坡線與現(xiàn)狀道路邊線基本重合；南側(cè)為象山藝坊美術(shù)高考培訓(xùn)機(jī)構(gòu)建筑物，距離開挖邊線約30m；西側(cè)為坡地，植被茂盛；北側(cè)為金龍山莊、大唐駿馬苑小區(qū)建筑物，距離基坑開挖線約30m。

3 設(shè)計工程地質(zhì)條件

根據(jù)設(shè)計勘察資料，消力池施工區(qū)域工程地質(zhì)層自上而下依次為：

a.覆蓋層表部，主要為人工填土，含黏土夾碎石、含礫石粉質(zhì)黏土及混凝土、塊石路面，厚度約0.5～1m；其中在ZK921號孔附近還分布有透鏡狀的淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，灰～灰黑色，可塑～軟塑，含少量礫石，約10%，厚度約1.4～2m。

b.第四系全新統(tǒng)殘坡積層，含碎石粉質(zhì)黏土，灰黃色，濕，可塑，碎石粒徑一般為5～15cm，含量約20%，厚度約1～5m，局部7.6m，分布于兩側(cè)山坡表部。

c.第四系上更新統(tǒng)沖洪積層，具二元結(jié)構(gòu)，上部為含礫石粉質(zhì)黏土，灰～灰黃色，濕，可塑，礫石直徑一般為2～8cm，含量約10%，厚約0.2～1.5m；下部為含泥砂礫石，礫石原巖以泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、巖屑細(xì)砂巖為主，礫石粒徑一般為3～10cm，少數(shù)15cm以上，灰～灰黃色，次棱角～次原狀，稍密，含泥量約30%～50%，厚度約0.9～5.6m。

d.基巖，主要為志留系下統(tǒng)安吉組第一段粉砂質(zhì)泥巖，第二段細(xì)砂巖間夾泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等，青灰～灰綠色，其中細(xì)砂巖巖性中等～較堅硬，泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖巖性較軟～中等堅硬。巖石全風(fēng)化帶厚度0.2～5.5m，強(qiáng)風(fēng)化帶厚度1.4～6.5m，弱風(fēng)化帶厚度2.7～12.5m。

4 原設(shè)計開挖方案

原設(shè)計開挖方案(即施工圖設(shè)計的開挖方案)，采用常規(guī)放坡法明挖方式，覆蓋層及強(qiáng)風(fēng)化巖層開挖坡比1∶1.25，弱風(fēng)化巖層開挖坡比1∶0.5，微風(fēng)化層及基巖采用直立邊坡，邊坡采用系統(tǒng)錨桿+掛網(wǎng)噴混凝土的支護(hù)方式。

4.1 邊坡支護(hù)方式

a.微風(fēng)化層、基巖直立邊坡段，采用系統(tǒng)噴錨支護(hù)。錨桿參數(shù)：φ25mm，L=600cm，間排距200cm，梅花形布置；系統(tǒng)錨桿外露100cm，后期與消力池結(jié)構(gòu)鋼筋焊接；系統(tǒng)掛網(wǎng)噴混凝土C25，厚15cm，掛網(wǎng)參數(shù)：φ8mm@20cm×20cm。

b.弱風(fēng)化巖層、強(qiáng)風(fēng)化巖層非直立邊坡段，采用系統(tǒng)噴錨支護(hù)。錨桿參數(shù)：φ25mm，L=450cm，間排距200cm，梅花形布置；系統(tǒng)掛網(wǎng)噴混凝土C25，厚15cm；掛網(wǎng)參數(shù)：φ8mm@20cm×20cm。

c.覆蓋層邊坡段，采用系統(tǒng)噴錨支護(hù)。錨桿參數(shù)：φ25mm，L=450cm，間排距200cm，梅花形布置；系統(tǒng)掛網(wǎng)噴混凝土C25，厚15cm，掛網(wǎng)參數(shù)：φ8mm@20cm×20cm。

4.2 邊坡分級

根據(jù)勘察資料，消力池施工區(qū)域巖層分界線在15.4m高程附近，考慮風(fēng)化層厚度，施工圖設(shè)計在15.4m高程和8.0m高程處各布設(shè)一級馬道。

a.高程15.4m以上部分為覆蓋層及強(qiáng)風(fēng)化巖層，開挖按1∶1.25放坡。

b.高程8.0～15.4m為弱風(fēng)化巖層，開挖按1∶0.5放坡。

c.高程8.0m以下部分為微風(fēng)化層及基巖，采用直立邊坡。

d.消力池基礎(chǔ)順池方向，高程8.0m以上按1∶0.5放坡，其余按按1∶0.3放坡。

5 施工干擾因素

a.清谷路擴(kuò)建。消力池開挖施工前，對清谷路的消力池施工區(qū)段進(jìn)行了擴(kuò)建；擴(kuò)建后，消力池開挖坡口線與清谷路有約9m重疊，清谷路管線穿越消力池施工區(qū)域。

b.明挖爆破作業(yè)時間壓縮。消力池石方開挖采用明挖爆破方式進(jìn)行，原計劃施工工期為8個月。施工區(qū)域緊鄰居民社區(qū)，為盡量減少對周邊居民生活的影響，明挖爆破作業(yè)時間壓縮至3.7個月。

6 開挖優(yōu)化方案

6.1 總體方案

消力池消0+011～0+087.9m段采用原設(shè)計的明挖方案進(jìn)行，消0+087.9～0+110.58m段由明挖改為洞挖。

6.2 洞挖段具體方案

a.洞挖段起始樁號處，結(jié)構(gòu)洞頂標(biāo)高為15.75m，初期支護(hù)厚度按20cm考慮，頂拱預(yù)留變形量5.0cm，開挖洞頂標(biāo)高取16.0m。結(jié)構(gòu)最寬處為11.5m，開挖寬度最大為11.9m。

b.洞臉7.3～16.0m高程段坡度采用1∶0.3。

c.洞身支護(hù)采用Ⅳ類圍巖支護(hù)方案，即砂漿錨桿(或注漿小導(dǎo)管)超前支護(hù)+系統(tǒng)砂漿錨桿+C25塑鋼纖維噴混凝土5cm+鋼筋網(wǎng)+I16a鋼架支撐+C25噴混凝土15cm。

d.結(jié)合邊坡錨桿與結(jié)構(gòu)鋼筋焊接的設(shè)計理念，洞身部分錨桿加長至600cm(外露150cm)。

7 優(yōu)化效果

a.總體投資增加較少，可接受。優(yōu)化方案與原設(shè)計方案相比，雖然大幅增加了洞挖及開挖支護(hù)費用，但大幅度減少了明挖開挖工程量，優(yōu)化方案投資額只增加了約2%。

b.避免了清谷路擴(kuò)建干擾。采用優(yōu)化方案后，消力池開挖坡口線距擴(kuò)建后的清谷路邊線約12m，兩者之間不再有干擾，從而避免施工協(xié)調(diào)影響工期。

c.減少了明挖爆破作業(yè)對周邊居民生活的影響。根據(jù)爆破作業(yè)相關(guān)規(guī)定，在石方明挖爆破時需對爆破中心300m范圍內(nèi)的人員進(jìn)行疏散，清谷路需封道。采用優(yōu)化方案后，至少減少10次以上的人員疏散及封道處理，減少了對周邊居民生活的干擾，亦利于施工安全。

d.縮短了明挖爆破作業(yè)時間。采用優(yōu)化方案后，大幅減少了明挖爆破作業(yè)時間，減少了對周邊社區(qū)居民生活的干擾，滿足了周邊社區(qū)居民的要求，有利于工程順利推進(jìn)。

8 結(jié) 語

對于位于居民密集區(qū)的爆破開挖工程，為了保證施工區(qū)域周邊居民的生命、財產(chǎn)安全，減少對周邊居民生活的干擾，可考慮洞挖方案，同時應(yīng)注意，根據(jù)工程地質(zhì)條件，采取相應(yīng)的開挖支護(hù)措施，保證工程施工安全。

[1]SL 377—2007 水利水電工程錨噴支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[2]常煥生，張柏山，范建章.水利水電工程錨噴支護(hù)施工[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

[3]徐干成,等.地下工程支護(hù)結(jié)構(gòu)[M].北京：中國水利水電出版社，2003.

[4]張正宇,等.現(xiàn)代水利水電工程爆破[M].北京：中國水利水電出版社，2003.

簡訊

中國電建援疆項目塔日勒嘎水電站通過蓄水驗收

8月12日，中國電建援疆項目新疆克州塔日勒嘎水電站順利通過工程蓄水階段驗收，電站首臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電進(jìn)入倒計時。

此次塔日勒嘎水電站順利通過工程蓄水階段驗收，為電站首臺機(jī)組如期發(fā)電投產(chǎn)奠定了堅實基礎(chǔ)。

塔日勒嘎水電站位于新疆克州烏恰縣克孜河中游河段，是克孜河水電規(guī)劃2庫6級開發(fā)方案中的第二個梯級電站，電站裝機(jī)50MW，為中國電建“產(chǎn)業(yè)援疆”項目。

電站于2012年5月7日開工，計劃2014年10月底首臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。目前，首臺機(jī)組機(jī)電安裝已全部完成，已進(jìn)入運行調(diào)試和試驗階段，有望提前發(fā)電。塔日勒嘎水電站的修建，對邊疆少數(shù)民族地區(qū)發(fā)展社會經(jīng)濟(jì)，維護(hù)民族地區(qū)社會穩(wěn)定，促進(jìn)民族地區(qū)繁榮昌盛具有十分重要的意義。

來源：中國農(nóng)村水電及電氣化網(wǎng) 鳳凰網(wǎng) 2014年8月15日

http://shp.mwr.gov.cn/xyywgzdt/201408/t20140815_573311.html

OptimizationExampleofStillingBasinExcavationPlan

SU Zhan-jun

(ZhejiangHydropowerConstructionandInstallationCo.,Ltd.,Hangzhou310051,China)

A stilling basin is located in densely populated urban areas; open-cut method is completely adopted for excavation in the original design, which should be optimized. Engineering geological conditions are analyzed for optimizing original excavation plan. The original excavation method is optimized by analyzing the engineering geological condition. Open-cut and hole excavation methods are comprehensively adopted for excavation. The optimization effect is significant, and the excavation operation is successfully completed finally.

stilling basin; excavation method; blasting; support; optimization

TV653

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1673-8241(2014)09-0009-03