引汉济渭三河口水利枢纽导流洞工程开挖技术研究

李荣军

摘 要：引汉济渭三河口水利枢纽导流工程共布置1条导流洞（右岸1条）。导流洞施工中，采用上半洞和下半洞人工钻爆法开挖和锚喷支护联合钢拱架初期支护的型式，能够保证施工安全和质量。

关键词：三河口水利枢纽；导流洞；上半洞；下半洞；开挖技术

中图分类号：TV52 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）27-0046-02

1 工程概况

陕西省引汉济渭工程为一等大（1）型工程，引汉济渭工程是陕西南水北调工程项目，地跨黄河、长江两大流域，横穿秦岭屏障。项目分为调水工程、输配水工程，是解决陕西关中、陕北缺水的战略性水资源配置工程。

三河口水利枢纽为引汉济渭工程的两个水源工程之一，枢纽位于子午河佛坪县大河坝乡上游约3.8km处的子午河峡谷下游段，枢纽水库总库容为7.1亿m3，调节库容6.5亿m3，主要由大坝、坝身泄洪放空系统、坝后引水系统、抽水发电厂房和连接洞等组成。其中导流洞桩号导0+000.00～导0+274.227，总长274.227m，洞身断面为圆拱直墙型，断面尺寸宽×高为8.0m×11.0m，直墙高8.763m，顶拱半径4.694m。围岩为变质砂岩夹大理岩；初期支护采用锚喷支护联合钢拱架支护的型式。

2 开挖及支护

（1）根据围岩特点和开挖断面尺寸结合现场施工条件，导流洞开挖断面为9.2m×12.1m（宽×高），分两层进行，上半洞高度为8.0m，下半洞高度为4.1m。

施工顺序：先上半洞，后下半洞；先贯通上半洞，再贯通下半洞。

上半洞开挖采用手风钻水平造孔，周边光面爆破，全断面一次开挖成型。下半洞开挖采用手风钻水平造孔，周边光面爆破。布孔装药采用自制作业台车，方便作业人员顺利完成布孔、装药等工序。出碴由3.0m3侧翻装载机配20t自卸汽车进行。

（2）导流洞洞身支护：洞内支护施工紧随开挖循环进行。锚杆采用手风钻钻孔人工注浆安装，喷砼由人工现场编制挂网、喷射，混合料在洞外集中拌制，砼运输车运至洞内；型钢钢架在洞外综合加工厂分片制作，现场人工拼装、安设。

3 施工工序和方法

3.1 洞室开挖施工工序

施工准备-测量放线、布孔-钻孔-装药-网络连接、检查、起爆-洞内排烟-安全处理-出碴-支护-下一循环作业。

3.2 施工方法

3.2.1 施工测量

隧洞外平面控制采用三角控制网。洞内控制采用两级导线法。即首先由施工导线保证开挖面正常掘进时的放样，指导开挖，其边长控制在30m左右；其次当掘进长度达100m以后，开始布设精度较高的基本控制导线，以检查洞身掘进方向是否与设计相符，并提高施工导线的精度。

3.2.2 爆破开挖

根据图纸提供的资料，洞身的围岩主要是Ⅱ类和部分Ⅴ类围岩，开挖断面为9.2×12.1m，光面爆破按台阶法进行施工。

（1）上半洞开挖

上半洞开挖面积约70.82m2，其台阶高度根据设计断面取8m，开挖循环进尺根据围岩类型控制在3.0m，掏槽方式选用双排楔形掏槽，起爆网络采用非电雷管孔内延时起爆，周边光面爆破。

（2）洞身开挖Ⅱ类围岩开挖单循环进尺为3m，每个循环时间约12个小时，每天工作2个循环，每月25天有效工作时间，月平均进尺150m。

洞身开挖Ⅴ类围岩开挖单循环进尺为1.5m，每个循环时间约11个小时，每天工作2个循环，每月25天有效工作时间，月平均进尺75m。

（3）下半洞开挖

下半洞开挖面积约40.59m2，进尺控制在10m，台阶高度取4.1m，全断面掘进，采用手风钻水平造孔，起爆网络采用非电雷管孔内延时起爆，周边光面爆破。

下半洞開挖单循环进尺8m，每个循环时间约11.5个小时，每天工作两个循环，每月25天有效工作时间，月平均进尺400m。

3.3 出渣

导流洞开挖出渣平均运距4.5km，其线路为：掌子面→原石～佛公路→上游西湾渣场。由一台3.0m3侧翻装载机配10台20t自卸汽车进行。

3.4 施工过程中其他特殊情况下洞身开挖

3.4.1 在Ⅴ类围岩开挖过程中，遇到有岩石特别破碎、断层裂隙发育或软弱结构面，在按Ⅴ类围岩支护型式进行支护的基础上，采取了如下施工措施：

（1）随机超前锚杆，主要对多组结构面切割形成的楔形体进行预加密加固。

（2）缩短进尺，开挖循环进尺控制在1.5m以内或半幅开挖。

（3）降低单耗、减小单响药量，控制爆破对围岩稳定的影响。

（4）补强支护，短进尺弱爆破及危石处理结束后，喷砼3～5cm临时封闭围岩，再安装钢支撑，并将锚杆间距加密，最后挂钢筋网喷砼厚度达到设计要求。

3.4.2 永临结合改造电站尾水洞段和汇流池连接洞段开挖

（1）永临结合改造电站尾水洞段开挖采用YT28手风钻钻孔、非电毫秒微差爆破掘进，周边光面爆破，支护紧随开挖循环进行。城门洞断面出渣采用3.0m3侧翻装载机装车，20t自卸汽车拉运弃渣，圆断面出渣采用人工配合0.3m3侧载机出渣，3.0m3侧载机装车，20t自卸汽车拉运弃渣。

（2）永临结合改造汇流池连接洞段开挖采用YT28手风钻钻孔、非电毫秒微差爆破掘进，周边光面爆破，支护紧随开挖循环进行。人工出渣，3.0m3侧翻装载机装车，20t自卸汽车拉运弃渣。爆破参数与导流洞相同。

4 结束语

引汉济渭工程三河口水利枢纽导流洞开挖中，采用上半洞和下半洞的开挖方法，施工过程中通过精度测量、控制钻孔精度、优化控制爆破（光面爆破和预烈爆破）、机械配合高效率出渣、加强施工组织管理等方法和途径，有效的提升了工程进度，保证了施工安全和质量。目前三河口水利枢纽导流洞已过流，过流后洞室监测成果表明，围岩稳定，洞室安全。

参考文献：

[1]《陕西省引汉济渭工程三河口水利枢纽前期准备工程一期工程（1标）招标文件》技术部分、相关设计文件及技术要求[Z].

[2]中华人民共和国行业标准《水工建筑物地下开挖工程施工规范》SL378-2007[S].北京：中国水利水电出版社.

[3]沈磊.浅析青海省扎毛水库导流洞施工技术[J].科技创新与应用，2014（08）：158-159.endprint