反井鉆機(jī)在溪洛渡水電站閘室豎井開挖中的應(yīng)用

摘要：反井鉆機(jī)在20世紀(jì)五十到六十年代出現(xiàn)在美國和德國采礦工程領(lǐng)域。近年來，隨著反井鉆機(jī)技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，開始在應(yīng)用于水利水電工程豎井、斜井的施工。反井鉆機(jī)施工具有安全、快速、高質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)，在溪洛渡水電站右岸導(dǎo)流洞閘室豎井開挖過程中，成功地應(yīng)用反井鉆機(jī)完成了閘室豎井溜渣導(dǎo)井的開挖，大大降低了豎井開挖難度，并確保了安全與進(jìn)度。關(guān)鍵詞：反井鉆機(jī)；溪洛渡水電站；豎井開挖 

1 工程概述

1.1 建筑物概況

 溪洛渡水電站施工期壩址兩岸各布置了3條導(dǎo)流洞，右岸為4#6#導(dǎo)流洞。導(dǎo)流洞平面上呈彎道布置，洞身斷面為城門洞型，襯砌后凈斷面尺寸均為18×20m。在4＃導(dǎo)流洞樁號(hào)0+168m～0+248處及5#導(dǎo)流洞在樁號(hào)0+233.886m～0+313.866處設(shè)置豎井閘室，閘室由下閘室（導(dǎo)流洞洞身擴(kuò)挖形成）、啟閉機(jī)室及閘室豎井組成，啟閉機(jī)室位于下閘室正上方，兩者之間通過閘室豎井連接。閘門豎井開挖斷面為矩形，斷面尺寸為 14.5m×34m，開挖高差43m。

1.2 圍巖主要地質(zhì)狀況

 右岸導(dǎo)流洞布置于金沙江右岸山體內(nèi)，高程約在364m400m之間，洞身所在巖層主要為P2β4 P2β6層致密狀玄武巖、斑狀玄武巖及角礫（集塊）熔巖，巖石巖性堅(jiān)硬，單軸抗壓強(qiáng)度大于100MPa，屬堅(jiān)硬~極堅(jiān)硬巖類。導(dǎo)流洞沿線巖體新鮮完整，嵌合緊密，巖體多呈塊狀次塊狀結(jié)構(gòu)，地應(yīng)力量值中等，巖體透水性總體較弱，圍巖穩(wěn)定性較好，以Ⅱ類圍巖為主，層間、層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶發(fā)育段局部圍巖穩(wěn)定性較差，為Ⅲ1類。

1.3 工期要求

 閘室豎井開挖安排在啟閉機(jī)室及下閘室上層開挖完成后進(jìn)行，并要求在導(dǎo)流洞洞身中層開挖至下閘室斷前完成，工期較緊張。

2 施工方案的研究

 右岸導(dǎo)流洞豎井開挖，高度43m，斷面尺寸達(dá)14.5×34m，如此大斷面的豎井，必須采用先打通溜渣導(dǎo)井再分多次擴(kuò)挖成型的方案，施工的關(guān)鍵點(diǎn)是溜渣導(dǎo)井的開挖，有如下方案可供選擇：

 （1）導(dǎo)井人工開挖。由于豎井深度僅50m，可在上部啟閉機(jī)室設(shè)置起吊系統(tǒng)，人工進(jìn)行導(dǎo)井正井法鉆爆開挖，同時(shí)，在下閘室頂部人工由下往上進(jìn)行反向墊渣鉆爆開挖，上下兩方向貫通后，導(dǎo)井開挖完成。該施工方法優(yōu)點(diǎn)是易于組織，設(shè)備投入最少。缺點(diǎn)是方法原始，特別是正向開挖，鉆爆掏槽效果差，每循環(huán)進(jìn)尺不足1m，且出渣為人工作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低下；反向墊渣開挖作業(yè)環(huán)境差，造成導(dǎo)流洞閘室段交通中斷，且安全保障性小。

 （2）人工吊蘭法反向鉆爆開挖。首先在啟閉機(jī)室架設(shè)地質(zhì)鉆機(jī)，沿豎井中心線造孔貫穿至下閘室，在啟閉機(jī)室設(shè)置起吊設(shè)備，沿已造中心孔放下鋼絲繩掛吊蘭，人工以吊蘭為操作平臺(tái)進(jìn)行反向鉆爆作業(yè)。該方法同樣存在易于組織，設(shè)備投入少等優(yōu)點(diǎn)，效率較正井法高