構(gòu)皮灘水電站第三級(jí)升船機(jī)高邊坡深基坑開挖施工工藝與施工道路布置

程滿洲

（中國水利水電第十六工程局有限公司，福建 福州350003）

1 工程概況

構(gòu)皮灘水電站通航建筑物第三級(jí)垂直升船機(jī)邊坡開挖高程約EL417.00～EL612.00m，高差195m，其中EL417.00～EL475.00m 為深基坑開挖。邊坡開挖按馬道高差15m 分級(jí)由上而下進(jìn)行，為有效利用工作面，平面布置上根據(jù)臨時(shí)施工便道布置情況，以通航建筑物軸線及軸線垂向分六個(gè)區(qū)塊開挖（Ⅰ～Ⅳ）。

2 施工道路布置

2.1 L1 施工便道

起點(diǎn)位于八局營地公路，高程580m，終點(diǎn)位于開挖Ⅳ區(qū)（葛藤灣溝下游開挖區(qū)）高程598m，長350m，最大縱坡6.3%，路面寬5m，路面利用開挖渣料填筑，主要為開挖Ⅳ區(qū)（葛藤灣溝下游開挖區(qū)）提供設(shè)備進(jìn)入通道及高程598m 以上開挖出渣。

2.2 L2 施工便道

起點(diǎn)位于4# 公路，高程517m，終點(diǎn)位于開挖Ⅲ區(qū)高程527m 馬道，長195m，最大縱坡6%，路面寬6m，路面利用開挖渣料填筑，主要用于開挖Ⅱ、Ⅲ區(qū)高程527～497m 開挖出渣。

2.3 L2-1 施工便道

起點(diǎn)位于L2 公路，高程522m，終點(diǎn)位于第三級(jí)升船機(jī)邊坡高程497m 馬道，長265m，最大縱坡10%，路面寬6m，路面利用開挖渣料填筑，主要用于開挖Ⅳ區(qū)（葛藤灣溝下游開挖區(qū)）高程527～497m 開挖出渣。

2.4 L3 施工便道

起點(diǎn)位于4#公路，高程524m，終點(diǎn)位于排水箱涵右側(cè)高程497m，長約250m，最大縱坡8.5%，路面寬8m，路面利用開挖渣料填筑，主要用于4#公路切斷后高程497～475m 開挖出渣及原4#公路拆除出渣。

2.5 L4 施工便道

起點(diǎn)位于L3 施工便道，高程497m，終點(diǎn)位于高程460m，通過圍堰與L5 施工便道連接形成環(huán)形通道，長約450m，最大縱坡11.6%，路面寬4m，路面利用開挖渣料填筑，主要用于高程475～450m 開挖出渣。

2.6 L5 施工便道

起點(diǎn)位于L3 施工便道，高程497m，終點(diǎn)位于高程450m 馬道，長約480m，（根據(jù)開挖進(jìn)度實(shí)時(shí)延伸）最大縱坡12.5%，路面寬4m，路面利用開挖渣料填筑，主要用于高程475～450m 開挖出渣。

2.7 14#公路隧洞

14# 公路起點(diǎn)接第二級(jí)升船機(jī)和第三級(jí)升船機(jī)之間高程512m 平臺(tái)，經(jīng)2#公路，終點(diǎn)至第三級(jí)垂直升船機(jī)高程450m 平臺(tái)，總長約1.04km（其中隧道長468m）。路面為混凝土路面，雙車道，車道寬度為3.75m，路面寬7.5m，兩側(cè)硬路肩寬度均為0.5m。14#公路主要用于高程450 以下開挖出渣及升船機(jī)筒體混凝土澆筑。

2.8 施工支洞

施工支洞總長365.71m，起點(diǎn)位于14#公路隧洞K0+799.23，高程460.22m，終點(diǎn)高程419m。根據(jù)工程實(shí)際情況，擬采用修筑L6 施工便道（高程450m 以下水平馬道調(diào)整為傾斜馬道）可有效解決高程450m 以下開挖出渣通道，L6 施工便道起點(diǎn)位于14#公路隧道出口，高程450m，終點(diǎn)位于高程420m，長約300m（根據(jù)開挖進(jìn)度實(shí)時(shí)延伸）最大縱坡12.5%，路面寬4m。

3 開挖爆破技術(shù)與設(shè)備選型

3.1 開挖爆破技術(shù)

3.1.1 預(yù)裂爆破技術(shù)。本工程邊坡開挖采用預(yù)裂爆破，不耦合間隔裝藥方式進(jìn)行爆破。陡于1:0.5 的邊坡鉆孔以CM351 高風(fēng)壓鉆機(jī)為主，潛孔鉆YQ100B 型輔助作業(yè)，預(yù)裂孔深度根據(jù)基礎(chǔ)臺(tái)階高差或馬道高度確定，大于10m 高的臺(tái)階或馬道主爆區(qū)采用分層爆破，但邊坡需一次預(yù)裂。其它緩于1:0.5 邊坡建基面邊坡采用YQ100B 或高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)造預(yù)裂孔，并需搭設(shè)鉆架配合潛孔鉆鉆孔。3.1.2 梯段爆破技術(shù)。土石方明挖遵循“自上而下，采用分層、分塊梯段爆破”的原則進(jìn)行。a.土石方明挖鉆孔設(shè)備以CM351 高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)和HCR1500 液壓鉆為主。根據(jù)本工程地質(zhì)條件，結(jié)合其他大型水電工程開挖爆破實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，采用控制爆破技術(shù)，擬定梯段爆破。3.1.3 控制爆破措施。b.爆破震動(dòng)控制。對本工程的開挖采用預(yù)裂爆破減少爆破轟波對開挖邊坡的影響、梯段爆破控制單響藥量等控制爆破措施，對混凝土、新噴混凝土、錨桿施工鄰近開挖施工進(jìn)行控制爆破，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)安全振動(dòng)速度嚴(yán)格控制單響藥量，通過控制單響藥量將爆破震動(dòng)控制在設(shè)計(jì)允許的安全范圍內(nèi)。同時(shí)為減少爆破石渣下江，嚴(yán)格控制起爆方向。c.爆破震動(dòng)監(jiān)測。由于爆破振動(dòng)會(huì)對短齡期混凝土、新灌漿區(qū)、新噴錨支護(hù)區(qū)以及已有建筑物產(chǎn)生不利影響，在施工過程中將按照監(jiān)理人的要求，根據(jù)需要對現(xiàn)場爆破開挖過程進(jìn)行安全測試，實(shí)施爆破質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度原型監(jiān)測，并及時(shí)將監(jiān)測結(jié)果反饋有關(guān)部門，通過“監(jiān)測→信息反饋→調(diào)整設(shè)計(jì)→爆破施工→監(jiān)測”的信息鏈控制爆破規(guī)模及最大單響藥量，確定合理的控制爆破參數(shù)及規(guī)模，將其所受的振動(dòng)影響限制在設(shè)計(jì)允許的監(jiān)控指標(biāo)內(nèi)，從而達(dá)到施工期邊坡穩(wěn)定的目的。

3.2 設(shè)備選型分析

根據(jù)構(gòu)皮灘水電站第三級(jí)垂直升船機(jī)及中間渠道土建工程高邊坡、深基坑開挖施工進(jìn)度計(jì)劃及強(qiáng)度分析，開挖施工高峰強(qiáng)度為41.52 萬m3/月，出現(xiàn)在2013 年5 月。施工機(jī)械設(shè)備按此強(qiáng)度進(jìn)行配置。3.2.1 鉆孔設(shè)備選型及配置說明；古河HCR1500型液壓鉆機(jī)；鉆孔直徑：φ89mm～φ127mm；鉆孔孔深：30m 左右；鉆孔綜合工效：液壓鉆鉆孔能力按一臺(tái)班200m，一天2 個(gè)臺(tái)班按400m 計(jì)。1m 可爆破7m3左右，則一天平均可爆破2800m3，一個(gè)月（按25 天計(jì)）可開挖7 萬m3，配置4 臺(tái)液壓鉆月（按25天計(jì)）可開采28 萬m3。CM351 高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)；鉆孔直徑：φ105mm～φ165mm；鉆孔孔深：25m 左右；鉆孔綜合工效：高風(fēng)壓潛孔鉆鉆孔能力按一臺(tái)班150m，一天2 個(gè)臺(tái)班按300m 計(jì)。1m 可爆破7.0m3，一天平均可爆破2100m3，一個(gè)月（按25 天計(jì)）可開挖5.3 萬m3，配置4 臺(tái)高風(fēng)壓潛孔鉆月（按25 天計(jì)）可開挖16.2 萬m3。YT28 手風(fēng)鉆；鉆孔直徑：≯φ50mm；鉆孔孔深：4m 左右；生產(chǎn)能力為：(11.2～11.5 )min/m；根據(jù)開挖月施工強(qiáng)度，考慮設(shè)備生產(chǎn)不均衡系數(shù)以及設(shè)備維護(hù)情況等，配置4 臺(tái)液壓鉆和4 臺(tái)高風(fēng)壓潛孔鉆，月（按25 天計(jì)）可開挖44.2 萬m3，滿足月最大開挖強(qiáng)度的要求，同時(shí)配5 臺(tái)潛孔鉆、12 把手風(fēng)鉆作為輔助及備用。3.2.2 挖裝設(shè)備選型及配置說明。土石方的出碴強(qiáng)度按最高強(qiáng)度41.52 萬m3/月配備，松方約為62.28 萬m3/月，挖裝設(shè)備主要選用徐工XE370CA(2.0m3)、卡特CAT330D(1.6m3)和小松PC360(1.6m3)反鏟挖掘機(jī)。XE370CA 挖掘機(jī)的工作能力按一臺(tái)班1250m3，一天按兩班制可裝碴2500m3；PC360、CAT330D 挖機(jī)的工作能力按一臺(tái)班1000m3，一天按兩班制可裝碴2000m3。安排4 臺(tái)XE370CA、5 臺(tái)CAT330D 挖機(jī)、3 臺(tái)PC360 挖掘機(jī)進(jìn)行施工，一個(gè)月（按25 天計(jì)）合計(jì)可裝碴：（4×2500+8×2000）×25=65 萬m3＞62.28 萬m3/月。同時(shí)考慮工作面需要增配1 臺(tái)ZL50C 裝載機(jī)作輔助和備用，因此能滿足開挖強(qiáng)度的要求。

結(jié)束語

構(gòu)皮灘水電站通航建筑物第三級(jí)垂直升船機(jī)工程高邊坡、深基坑開挖專項(xiàng)施工方案屬于危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，經(jīng)專家論證后實(shí)施。由于施工組織得當(dāng)，資源配置整合及有效合理利用，場內(nèi)外施工通道滿足運(yùn)輸功能需求，相對于計(jì)劃工期提前21 天完工，節(jié)約了施工工期、成本，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。該專項(xiàng)方案的實(shí)施取得了良好的效果，可供在建和待建的類似工程借鑒。