丹珠河水电站引水隧洞施工组织与管理

王久建

安徽水利开发有限公司安徽蚌埠233000

摘要：丹珠河水电站引水隧洞长14.1km，城门洞形，内径3×3.8m，海拔2370m左右，具有海拔高、断面小、隧洞长、施工难度大等特点。本文就丹珠河水电站引水隧洞施工组织与管理做一简要介绍，为在高海拔地区进行隧洞施工提供一些借鉴的经验。

关键词：丹珠河水电站；引水隧洞；光面爆破；混凝土衬砌；施工管理

1工程概况

丹珠河水电站引水隧洞全长14.1km，共被冲沟分为8段，最长段隧洞2.93km；洞径最大断面宽×高=3×3.8m；平均纵坡1‰，均为无压引水隧洞；设计发电流量为12.4m3/s，最大引用流量为13.76m3/s；全洞对Ⅱ、Ⅲ类围岩采用喷混凝土支护，喷射混凝土厚50～80mm，Ⅳ、Ⅴ类围岩采用系统锚杆或钢筋挂网喷射混凝土支护，锚杆布置长1.5～2.0m,间距0.75～1.5m，喷浆厚度80～100mm。必要时进行二次支护。

2工程地质条件

工程区处于冈底斯-念青唐古拉褶皱系构造带，区域构造稳定性分级为稳定性较差，隧洞埋深0～760m。隧洞进出口与洞脸为极不稳定段（Ⅴ类围岩）；隧洞进出口浅埋段、过沟谷段围岩不稳定，属Ⅳ类围岩。#1～#3与#6隧洞主要洞身段埋深大，围岩基本稳定，局部稳定性差，属Ⅱ～Ⅲ类围岩。#4～#5隧洞位于向斜构造区，围岩局部稳定性差，局部可能产生塌方或变形破坏，属Ⅲ类围岩。

3施工布置

3.1供风系统

3.1.1空压站布置

因隧洞施工点多、面广、战线长，各施工点之间需翻山越岭，不便统一布置空气压缩厂。为此供风系统采用在各施工支洞布置空压站，分别安装50m3/min空压机1～2台。

3.1.2洞内通风

丹珠河水电站引水隧洞海拔2370m左右，洞内空气稀薄，缺氧20%以上。长期在这种恶劣环境下进行高强度的施工，对人体影响很大，为此我们采取了以下两项主要措施：

3.1.2.1加强洞内通风。在通风设计上比低海拔地区同类工程增加20%以上的风量，通风机选用大功率轴流式风机。通风筒直径0.6m，为镀锌铁皮，选用卷罐机加工。通风方式采用以压入式为主的混合式。

3.1.2.2采取补氧措施。选用过滤制氧机，用管道引进洞内施工点；当洞内缺氧时．戴上氧气面罩就可以正常施工。

同时为了减少洞内有害气体，保证洞内通风良好，还采取了以下辅助措施：

a爆破炸药选用乳胶炸药，避免使用硝铵炸药。

b施工中坚持打水钻。

c放炮后用喷雾或喷水降尘。

d设置挡烟屏。在距掌子面20m左右安设帆布帘挡放炮后的部分烟不扩散，然后用风机吸出。

3.2供水系统

在山谷上游建临时蓄水池作为水源地，然后经过塑料管道或水泵引向各施工支洞，再在支洞口建适当容量的蓄水池，直接安装管道接入洞内。因山区植被含水较好，可把蓄水池建在相对较高位置，以便自流引水，节省电力。

3.3供电系统

丹珠河水电站施工电源由当地农网10kV输电线路向隧洞支洞洞口变电站送电，洞内照明用电及动力电源由各洞口变电站供给。

3.4洞内布置

丹珠河电站受条件限制，采取轨道运输不经济，只能采用改装车辆运渣，在各支洞段,每100m左右设错车道一条。

4隧洞开挖

4.1钻爆法施工

隧洞开挖断面设计为城门洞形，最大断面宽×高为3×3.8m。由于隧洞断面较小．为加快施工进度．减少超欠挖，隧洞施工运用新奥法原理采用全断面一次成型，毫秒延时雷管起爆的光面爆破施工方案，手风钻钻孔，斜眼楔形掏槽方式布孔。

4.1.1炮孔布置及装药量（循环进尺1.2m为例）

（1）采用四眼楔形掏槽。

（2）槽眼斜度1:0.5，一对槽眼的底距离0.2m，则开槽眼距离为1.4m，钻眼深1.35m。

（3）辅助眼4个，斜度1:0.3，钻眼深1.25m。

（4）顶拱为门洞形，因此顶拱眼加密到0.25mm，布孔13个，采用间孔装药，装药直径为20～22mm的小药卷。边孔孔距50mm。炮眼布置图见图1。

4．1．2爆破参敷表，见下表(装药量根据岩层变化不断调整)

4．2出渣

各工作面配置0.2m3的电动或风动装岩机装渣，采用改制托拉机出渣，石渣倒于支洞洞口。

4.3临时支护

对成洞条件较差的部分洞段，为防止开挖后临空面围岩的松动、塌方，开挖后必须及时对这些洞段进行临时支护。在丹珠河水电站引水隧洞施工中广泛采用的临时支护有喷锚支护、钢拱架支护等措施。

4.3.1喷锚支护

喷锚支护是限制位移、稳定围岩的主要手段，其支护时机不仅要快、更要及时。在施工中往往是开挖一轮，立即喷护一轮，使混凝土及时与松散岩体密贴，与围岩共同发挥承载力的作用。喷混凝土一般常用的配和比为水泥、沙、石子=1：2：2，水灰比W／C一般为45％～55(占水泥重量)。在丹珠河水电站引水隧洞中广泛使用方便快速的水泥基药卷式锚杆，为及时支护围岩起到了重要作用。

4.3.2钢拱架支护

对断层破碎带和碳化板岩软弱层等不良地质条件的围岩，采用了超前锚杆钢拱架支撑处理。用I18或I20号的钢材作为隧洞顶拱承重的钢拱架。加工成城门洞型，支撑在设计开挖断面以外，与四周围岩密贴。为安装方便快速，将城门洞型全断面钢拱架改为半断面拼接钢拱架，圆拱形钢拱架在顶拱处拼接成半圆状

4.4排水措施

4.4.1地下水对隧洞施工的危害

丹珠河水电站引水隧洞地下水十分丰富，特别是部分支洞淋水洞段，造成Ⅳ、V类围岩极不稳定乃甚至塌方，严重影响隧洞施工及安全。

4.4.2处理措施

对地下水地段要及时处理，其办法一般采取以排为主，堵排结合的办法。本工程，采取的措施主要有：

(1)对大量突然涌水使开挖受阻的情况，采用从侧面开挖平行导坑，将涌水引入导坑后再施工。

(2)对大面积的淋水洞段，用厚塑料薄膜吊顶，集中流至边墙．引向洞底流人集水坑。

(3)对有大股的集中水流，用钢管固定于孔口，再引向洞侧排出。

5混凝土衬砌

在4个支洞洞口适当位置分别布置混凝土拌和系统。由4个支洞进料，分8个工作面进行混凝土浇筑。采用全断面钢模台车浇筑为主、木模分块浇筑为辅的方法。

5.1全断面钢模台车浇筑

全断面钢模台车用于4个支洞上下游8个工作面。

5.1.1钢筋绑扎

欠挖处理完毕后，进行清基、冲洗，然后绑扎底部钢筋。用锚筋做架立筋，钢模台车就位后，再借助于钢模台车绑扎边顶拱钢筋。或将全断面钢筋绑扎完后，再移动钢模台车就位。

5.1.2混凝土浇筑

混凝土在洞外拌和站拌好后，由改装车辆运送至工作面，再送混凝土人仓，入仓应连续，钢模两侧均匀上升，同时加强平仓振捣工作。

6施工管理

6.1计划管理

由于丹珠河水电站隧洞海拔较高，各施工面至山下道路较远，且山势陡峭无法全程修建运输道路，只能修建简单的供人、畜行走的便道，所有生活物资、材料、设备均需通过索道或人、畜转运至各工作面。我们结合高原特殊情况，对隧洞施工制定了具体的作业计划。包括人员配备、开挖强度、浇筑强度、以及材料消耗。现场管理人员在工作中保持计划的严肃性和整体性，使计划真正成为后续各项工作开展的基础，并根据实际情况不断调整计划，使计划管理动态化，取得了良好的经济效益。

6.2设备管理

设备管理是现代施工管理的重要内容，但该区域由于大型设备无法运输，所以只能选择小型设备，甚至有的设备要肢解后分批运输，到达工作面再重新组装或改装后使用。隧洞施工，各工作面必须配备固定的施工设备；各洞口机械修理点必须备有充足的易损配件；一旦发生问题才能及时进行快速维修，减少时间耽搁。因此，设备管理必须坚持选型与使用相结合、维护与检修相结合、专业管理与班组管理相结合的原则。做到（1）尽量选用一机多用设备，保证配件充足；（2）为便于机械设备管理和配件供应．一个工程使用的机型应尽可能少，进口机械机型要统一，生产厂家不宜太多。

6.3采用现代施工技术，加快隧洞施工进度

6.3.1采用适合于高寒缺氧地区的隧洞施工方法

由于丹珠河水电站引水隧地处海拔2370m左右．洞内缺氧20%以上，为了降低劳动强度，减少对人体的伤害和提高工作效率。洞内每个循环的工序的施工时间宜短不宜长。由于地质条件较差，大部分河段围岩极其软弱，自稳能力差；施工中我们选用了新奥法，采取了“短开挖、弱爆破、强支护、快循环”的施工工艺。

6.3.2激光导向仪测量放线

为了节约放线时间，提高放线精度，我们采用激光导向仪放线法，其光束清楚地指出了开挖断面的中心线。以便施工人员快速画出开挖周边线。

6.3.3加快支护工程

在恶劣地层中采用新奥法施工时，洞内支护是安全施工的重要环节。其速度快慢、质量优劣直接关系到洞内工作人员的安全和工程进度。为此我们采用喷锚支护、成品钢拱架支护，安全、快速地完成了对不良地质段或塌方的处理。

结束语:

丹珠河水电站引水隧洞的施工实践表明，在高寒缺氧地区进行隧洞施工，与低海拔地区施工相比，会遇到许多意想不到的困难和问题。必须结合高原特殊的自然条件，充分调动人的主观能动性，选择正确的施工程序，采取合理的施工方法，加强施工管理，改善施工环境，才能保证施工的顺利进行。

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