正反向导井在老挝会兰庞雅水电站调压井施工中的应用

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概况

老挝会兰庞雅水电站位于老挝南部Bolaven高原的会兰庞雅河流上。该工程的调压井采用阻抗式调压井，为圆形断面，设计位于引2+505.719m里程，深度79.7m，内径5.0m，外径6.2m，高73m，采用厚0.6m钢筋混凝土衬砌；阻抗孔直径1.6m，外径3.4m，高6.7m，采用厚0.9m钢筋混凝土衬砌，一期支护为喷锚支护。调压井地下水类型按埋藏条件分为孔隙水和基岩裂隙水。

2 施工方法

调压井井口边坡自上而下分层开挖，支护施工紧跟开挖工作面由上而下进行。在完成边坡支护、排水、井口圈梁及提升机的安装后，为利于排水，先用地质钻在调压井中心位置钻一直径为20cm的孔，然后分别正向、反向进行直径为2.2m的导井开挖施工，直至导井贯通后，再从上向下依次进行扩挖施工。

2.1 调压井开挖施工准备

施工准备主要包括井口处理及井架、出渣平台施工。调压井井挖前，先施工井圈梁，防止地表水流或石块等物体落入井底。根据实际施工现场合理安排井架基础。提升架布置如图1所示。

图1 提升架布置示意

2.2 导井井挖施工

在井圈梁及提升架浇筑完毕后，开始导井井挖施工，导井的开挖直径为2.2m。正向开挖是利用提升机进行除渣，反向开挖不需要出渣，但需要搭建一个简易安全的工作平台。

2.2.1 测量放样

放样内容：导井、调压井的轮廓线及调压井中心点。

测量放样完成后，由作业队按照已放出的调压井中心点向外引出两条直线，并在引出的四端固定桩子，用于以后井挖测量。在井挖的每个循环前，作业队先在固定的桩上捆绑绳子，绳子的结点即调压井中心点，然后于中心点处固定一吊线，由吊线向外引出各钻孔的位置，并在井壁上标注桩号。每10个循环后，需由测量队进行调压井中心点校正。

2.2.2 钻爆施工

(1)造孔

采用气腿钻或手风钻在自制台车上造孔，孔径φ42，并严格按照钻爆设计进行造孔。钻孔作业须严格按照掌子面标定的孔位进行造孔。造孔前先根据调压井中心线调整钻杆方向和角度，经检查确认无误后方可开孔。崩落孔孔位偏差不大于5cm，崩落孔和周边孔要求孔底在同一平面上。

(2)装药爆破

炮孔经检查合格后，方可进行人工直接装药爆破。装药严格遵守安全爆破操作规程，装药前用风水冲洗钻孔，掏槽孔由熟练的炮工负责装药，爆破孔采用柱状连续装药，周边孔采取空气间隔装药，将小药卷绑扎在竹片上，导爆索串接。装药严格按照爆破设计图(爆破参数在实施过程中不断调整优化)进行，掏槽孔、崩落孔和其它爆破孔装药要密实，堵塞良好，洞内采用非电起爆网络起爆。

装药完后，由炮工和现场施工技术员进行复核检查，确认无误，撤离人员和设备并做好警戒，炮工负责引爆。炮响20min后炮工先进入洞内检查是否有瞎炮，若有则迅速排除，然后才能进入下一道工序。

导井正、反向爆破时须做好协调工作，当一方爆破时，另一方人员必须全部撤离施工现场，确保施工现场无人员后，方可开始放炮；若正、反向同一时段爆破时，应反向施工先爆破，正向施工后爆破。

(3)排险处理

散烟后，人工手持钢钎配合对井壁上的松动危石和岩块进行撬挖清除，排险处理完成后方可进行出渣作业。施工过程中，经常检查已开挖完成部位的围岩稳定情况，清除可能塌落的松动岩块。

2.2.3 出渣

排险完成后，导井正向施工面用吊篮先将工人与工具送至出渣面，再将渣罐吊至出渣面，进行人工出渣。先由工人将石渣倒至渣罐中直至距离渣罐口还有0.1m时，停止装渣，利用对讲机告知井口人员，开始提升渣罐。在提升渣罐的过程中，洞内工人需注意渣罐安全，贴紧井壁，避免渣罐碎石掉落。在渣罐即将提升或降落至工作面时，井内工作人员需对渣罐进行牵引，避免碰触到井壁，导致石块掉落。导井反向施工则不用出渣，可直接进入下一个循环。

2.2.4 导井支护施工

根据开挖围岩揭露情况，对于围岩相对完整不会掉块洞段，在需要部位进行随机锚杆支护。对于围岩破碎，可能掉块的洞段，采用挂网喷混凝土支护，混凝土标号为C20，厚度5cm，钢筋网规格为φ6@200mm×200mm，钢筋网采用φ16锚钉固定，间排距1m，入岩1.45m。若出现易崩解的泥岩，应尽快喷3cm～5cm厚C20混凝土进行封闭。

2.3 调压井扩孔施工

2.3.1 测量放样

同导井开挖时的测量方式。

2.3.2 钻爆施工

同导井开挖时的钻爆施工。

进行扩孔钻孔时，为保证施工安全，用预先制作的稍大于导井尺寸的临时平台将导井暂时封闭，以防止人员或工机具坠落。

2.3.3 光面爆破的要求

(1)残留炮孔在开挖轮廓面上均匀分布；

(2)完整岩石炮孔痕迹保存率在80%以上，较完整和完整性差的岩石炮孔痕迹保存率不少于50%，较破碎和破碎岩石炮孔痕迹保存率不少于20%；

(3)相邻两孔间的岩面平整，孔壁没有明显的爆震裂隙。

2.3.4 排险处理

爆破完成应进行排险处理，与导井施工时排险要求相同。

2.3.5 出渣

排险完成后，先用吊篮将工人与工具送至出渣面，进行人工出渣。由工人将石渣倒至导井，直接从导井下方出渣，直至出渣完成，再进入下一个循环。

2.4 调压井支护施工方法

2.4.1 锚杆支护施工

钻头直径应大于锚杆直径15mm以上，采用“先注浆，后插杆”的方法施工。

(1)钻孔：采用测量仪器在支护部位按设计间排距测放并标示孔位，用选定的钻机进行钻孔的施工，钻孔完毕后用压力风将孔道清洗干净，经检验合格后，临时封堵孔口。为了保证灌浆方便、饱满，造孔时可以适当下倾一定角度。

(2)杆体制安：锚杆采用砂轮切割机断料，杆体在加工现场加工后运至安装部位，采用人工插杆。

(3)注浆：按照试验室提供的砂浆配合比拌制水泥砂浆，注浆锚杆水泥砂浆的抗压强度等级为M25。钻孔注满浆后便立即插杆，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆。

2.4.2 喷射混凝土施工

(1)受喷面准备

喷射施工前清理受喷面，清除开挖面浮石、石渣或堆积物，挖除欠挖部分，用高压风水冲洗受喷面。对受喷面渗水部位，采用埋设导管、盲管或截水圈等做排水处理。

(2)挂设钢筋网

受喷面验收合格后，挂设钢筋网。钢筋直径、钢筋网的间排距按照设计图纸进行施工。钢筋保护层厚度不应小于50mm。喷射前，在受喷面上设立喷厚标志。受洞径限制，钢筋网采用半成品进洞，即先在洞外加工好一部分钢筋网，然后用吊篮吊至工作面。

(3)混合料的制备

喷射混凝土的拌制严格按照试验室下发的配合比进行。各种材料按施工配合比要求准确称量。混合料搅拌时间不少于2min。混合料随拌即用，存放时间不超过20min。

(4)喷射作业

混凝土拌合料使用溜筒运至施工部位。喷射混凝土自下而上施工，喷嘴按螺旋形轨迹一圈压半圈的方式沿横向移动，层层喷射，使混凝土均匀。上下区段间的接合部位和结构的接缝处应妥善处理，不得漏喷。喷射作业时，保持工作风压稳定，连续供料。喷射完成及时清理回弹料。

(5)养护

喷射混凝土终凝2h后，及时进行洒水养护，保证混凝土湿润时间不少于7d。

3 特殊情况的处理

3.1 破碎带处理

调压井开挖过程中，若围岩存在破碎带，可依照设计代表的现场指示，对围岩进行超前固结灌浆施工，并以书面形式下发其相关技术要求与参数。为防止大面积跑浆，先用高压风将水泥-水玻璃快凝的混合浆液喷射到初支表面，封堵表面裂隙，待浆液凝固后，再采用低压、小进浆量、凝胶时间短的双液浆反复进行注浆处理，直至初期支护的表面无明水渗出。为保证安全，必要时反复注浆。

3.2 地下涌水处理

调压井开挖过程中可能出现的地下涌水。首先在明显渗漏水点处采用风钻钻孔(φ42mm)，找出渗漏水的主要裂隙，由钻孔引流，变为点上的渗漏水。根据涌水量大小采用埋设导管、截水圈、水平钻孔接引等方法。如果出现大流量涌水，必须立即停止施工，需会同设计一起研究止水或引流方案，处理完毕后再恢复施工。

3.3 坍塌处理

(1)如坍塌方体积较小，可先对坍塌方范围进行喷锚，架设较为牢固的构件支撑，再由一端或两端先上后下逐步清除坍渣，随挖随喷混凝土，必要时可加入随机锚杆，确保已坍塌后面的稳定。

(2)如坍塌方体积较大，或地表已下沉因坍体堵塞无法进入坍塌方范围进行支护，宜采用注浆先加固坍塌体，然后再进行开挖、衬砌。

4 结语

会兰庞雅水电站调压井在现场施工过程中，因受通风及安全等各种因素制约，导井反向施工了22m后停止施工，但该种导井正、反向同时施工，后期利用导井出渣的施工方法，相较于普通施工方法，为本工程节省了近两个月的施工时间，保证了项目部的整体施工进度，为后期引水系统及调压井的混凝土衬砌施工做了充足的准备。正、反向导井施工方法在会兰庞雅水电站调压井施工中应用，其主要作用是减少施工工期，加快施工进度，为项目后续工程施工创造条件。该施工方法的成功应用，为以后类似工期较紧的井挖施工提供了经验，以期为其他类似工程实施提供借鉴。