浅谈老挝Nam Khan2水电站大坝斜趾板基础开挖 摘要:砼面板堆石坝坝基开挖的重点是趾板基础开挖,这是整个大坝开挖能否取得成功的关键。趾板基础以平趾板居多,斜趾板较少,虽然斜趾板开挖工程量比平趾板相对少些,但斜趾板比平趾板开挖难度大。下面就以我在老挝南坎2(Nam Khan 2)水电站施工过的大坝斜趾板基础开挖为例,简述斜趾板基础开挖基本方法,重点对其斜趾板基础采用“深孔台阶一次爆破法”进行分析总结。实践证明,“深孔台阶一次爆破法”既能满足爆破外观成形质量,又能提高工作效能,是值得推广应用的。
关键词:水电站大坝 地形 开挖 方法 1 工程概况
南坎2水电站位于老挝琅勃拉邦东南约30 km的南坎河上,主要枢纽工程有大坝、溢洪道和引水发电系统等。本电站为二等工程,工程规模为大(2)型。大坝为钢筋砼面板堆石坝,最大坝高136m,坝顶宽度10 m,最大坝顶长365 m。相应总库容6.862亿 m3,电站总装机130 MW(两台机组)。大坝于2011年11月开挖,于2012年12月开挖完成,目前正在进行趾板基础砼浇筑和大坝填筑。就开挖成果来看,大坝边坡及其坝基开挖是成功的。
2 坝址地形地质条件
南坎2水电站坝址位于南坎河Ban Meun村下游河段。坝基及两岸地层为含炭质条带绢云母板岩、钙质粉砂质板岩夹透镜状砂岩。地下水类型以基岩裂隙水为主。
3 大坝斜趾板基础开挖方法 3.1 大坝斜趾板基础开挖方法
采取自上而下,先开挖两岸后挖基坑的开挖程序;采用“深孔台阶一次爆破法”开挖。
3.2 大坝斜趾板基础开挖钻爆设计
砼面板堆石坝坝基开挖的重点是趾板基础开挖,这是整个大坝开挖能否成功的关键。老挝南坎2水电站大坝趾板设计为斜趾板基础,其岩性为含炭质条带绢云母板岩、钙质粉砂质板岩(抗压强度为40 MPa左右),采用“深孔台阶一次爆破法(水平预裂爆破+上部竖直深孔台阶爆破)”,见“大坝斜趾板基础爆破设计图”。坡面预裂孔、缓冲孔Ⅰ和主爆孔均采用DX680液压独臂钻造孔,斜趾板建基面预裂孔和缓冲孔Ⅱ采用YG80支架式潜孔钻造孔;局部欠挖和修整处理采用YT28手风钻。
钻爆速度很大程度上取决于钻孔速度,合理钻孔方式至关重要,综合垂直孔和倾斜孔的优缺点(垂直孔:操作技术简单,钻孔速度快,但爆堆形态不太好,根底效果略差;倾斜孔:操作技术复杂,精度要求高,易卡
钻或堵孔,钻孔速度较慢,但爆破后的台阶面较整齐,根底残留较少),坡面预裂孔和缓冲孔Ⅰ采用倾斜孔,斜趾板建基面预裂孔和缓冲孔Ⅱ采用水平孔,主爆孔均采用垂直孔。这样,既提高了施工效率,又保证了爆破外观成形质量。
在施工过程中进行了多次爆破试验,在施工初期又进行了不断的调整,得出最终的钻爆参数,见“大坝斜趾板基础爆破参数表”(趾板基础设计宽度6～10 m,以10 m宽的趾板基础为例)。
爆破设计说明:炸药选用2#岩石乳化炸药(药卷规格有Φ60 mm、Φ32 mm和Φ25 mm);预裂孔底部加强装药至200 g/m,中部正常装药至148 g/m,上部减少装药至74 g/m;炮孔顶部封堵时先塞入编织袋或草袋等物,再用黄土或岩粉封堵;炮孔底部柔性垫层材料采用锯末;药卷采用竹片按照装药结构方式绑扎入孔;坡面预裂孔、缓冲孔Ⅰ、斜趾板建基面预裂孔、缓冲孔Ⅱ采用不耦合间断装药,主爆孔Ⅰ～Ⅳ采用连续装药;起爆网络采用“多排孔微差起爆”,预裂孔比主爆孔和缓冲孔先爆50～70 ms,主爆孔和缓冲孔一起起爆。（图1）
大坝斜趾板基础爆破设计图(尺寸单位为m)(表1)。