白莲河抽水蓄能电站地下厂房开挖技术

第２１卷第６期　贵州水力发电　ＧＵＩＺＨ０Ｕ　ＷＡＴＥＲ　ＰＯＷＥＲ　２００７年１２月　

・水工建筑物设计与施工・　

ＶＣＲ法在湖北白莲河抽水蓄能电站　尾水闸门井开挖中的应用　

胡晓日，何崇宇　（中国水利水电第八工程局三分局，贵州　贵阳５５０００２）　摘要：湖北白莲河抽水蓄能电站尾水闸门井围岩为花岗岩，但有断层通过，节理、裂隙发育，可钻性、可爆性　相对较差。为此，选用ＶＣＲ法进行尾水闸门井导井施工，施工过程中，针对漏斗爆破参数的确定、钻孔质量的　控制，以及炮孔堵塞段长度、装药深度的控制等技术难点，加强了对作业人员的技术培训，并改进了爆破的相　关参数，使爆破质量逐步得到提高，最终在之后的２号尾水闸ｆ－Ｉ￣开挖中达到了预期的效果。　关键词：水利水电工程施工；ＶＣＲ法；尾水闸门井开挖；湖北白莲河抽水蓄能电站　中图分类号：ＴＶ５２　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００７－０１３３（２００７）０６－００５９－０３　

０　工程概况　０．１结构布置　白莲河抽水蓄能电站位于湖北省黄冈市罗田县　白莲河乡境内、白莲河水库右坝头上游侧。工程规　模为Ｉ等大（１）型工程，其永久性建筑物包括上库　主坝、３座副坝、输水系统和地下厂房系统等建筑　物，下库为上世纪６０年代初建成的白莲河水库。　该电站装有４台单机容量为３００　ＭＷ的可逆式电动　发电机组，输水系统主要建筑物为上库进（出）水　口、引水隧洞、上游调压室、高压管道、尾水隧　洞、下库出（进）水口，其中尾水闸门单条闸门井　的开挖尺寸为（长×宽×深）１５．２　Ｉｎ×９．２　Ｉｎ×３０　Ｉｎ，　２个闸门井之间岩壁厚度为２３．６３７　ｍ。　０．２工程地质条件　尾水闸门井围岩为花岗岩，大多呈镶嵌～碎裂　结构，并有　等断层在其附近或直接从洞身通过，　工程地质条件较差。其中Ｆ８一　及Ｆ　一：为Ｆ８断层的　上下界面，界面之间岩体节理密集，部分节理面夹　泥膜，但平洞揭露其含水量小、自稳定条件较好。　１　尾水闸门井施工方法选择　目前，水电行业中竖井开挖的常规施工方法为　采用搭架或吊篮或采用反井钻机在竖井中央从底部　向上按循环开挖导井，再自上而下扩挖。但由于常　规施工方法工期长、作业条件差、安全隐患大，本　工程又围岩破碎地质条件较差，故从安全角度及施　工进度等多方面考虑，有必要寻求一种新的施工方　法，而矿山开采中应用较多的ＶＣＲ法（垂直漏斗爆　破后退式采矿方法），则可达到这一目的。ＶＣＲ法　的实质是在按一定的孑Ｌ距和排距向下钻凿的大直径　深孔中，自顶部平台装入长度约为孔径６倍的药　包，这些药包布置在距底部自由面适宜距离的位　置，爆破时可崩落一定厚度的岩石，依次后退即可　自下而上逐层完成整个开挖区的爆破。　ＶＣＲ法与常规施工方法的比较见表１。在白莲　河抽水蓄能电站尾水闸门井开挖施工中，考虑到水　工建筑与矿山开采的爆破开挖要求不同，仅用ＶＣＲ　法进行了闸门井导井施工，并在扩挖时采用周边光　面爆破以控制开挖质量；同时，利用导井开挖料堆　高形成周边扩挖时的工作平台。　２　用ＶＣＲ法开挖尾水闸门井导井　２．１导井断面　综合考虑应用ＶＣＲ法时的技术熟练程度及预　留足够保护层厚度的要求、减少扩挖时的人工出渣　量等，拟定导井的开挖断面为７．０　ｍ×２．４　ｍ。　２．２钻孔机具　由于一次钻孑Ｌ深度为３０　ｍ，现场可供选择的　钻孑Ｌ机械有日本产的ＨＣＲ１２一ＥＤＳ液压钻和国产的　ＱＺ一１００Ｂ潜孑Ｌ钻。相比之下，液压钻造孑Ｌ速度快、　成本低，但钻孑Ｌ偏斜度较难控制；而潜孑Ｌ钻则相　反，其钻孔偏斜可通过搭设排架导向控制。从技　术、质量角度出发，造孔机具最终选用ＱＺ一１００Ｂ　潜孑Ｌ钻，并通过搭设钢管排架进行导向控制，以确　保造孔精度；若施工过程中发生炮孑Ｌ堵塞，则采用　ＨＣＲ１２一ＥＤＳ液压钻套孔。　收稿日期：２００７—１０—１６　作者简介：胡晓日（１９６３一），男，湖南省邵东县人，高级工程师，　从事水利水电施工管理工作。　・５９・

２０１０年第２７期　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　０建筑与工程０　科技信息　白莲河抽水蓄能电站堆石坝填料变更质量控制技术　刘金凤，任旭光　江丽娉’　（１．山东黄河勘测设计研究院　山东　济南２５００１３；２．中国人民武装警察部队水电第六支队湖北宜昌４４３１３３）　【摘要】根据施工招、投标文件，面板堆石坝上游堆石料采用引水发电系统开挖的堆放在上库转存料场的花岗岩石料作为主坝填筑料，但　主坝填筑施工开始后上库转存料场内并无原招标文件所指的上游堆石料，上库转存料场内堆放的石料为片麻岩。为保证主坝填筑施工的顺利　进行．根据业主和监理的要求，对料场现有片麻岩进行填筑碾压试验。根据监理中　对片麻岩碾压试验成果的批复，主坝高程２８０ｍ以上采用　片麻岩石料进行上游堆石区的填筑。本文重点讲述片麻岩填筑的质量控制技术。　【关键词】白莲河抽水蓄能电站；面板堆石坝；堆石料；花岗岩；片麻岩　１　工程概况　白莲河抽水蓄能电站位于湖北省黄冈市罗田县白莲河乡境内，属　于Ｉ等大（ｉ）型工程。上库主坝为本工程的主要挡水建筑物，结构为面　板堆石坝，坝顶高程３１２．５ｍ，趾板底部高程２５２．８０ｍ，最大坝高５９．７ｍ，　坝顶长度３００．１８ｍ，宽度６．Ｏｍ。堆石区自上游至下游依次为垫层区（含　特殊垫层区）、过渡区、上游堆石区、下游堆石区，其中上游堆石料填筑　量最大为３６．８９万ｍ　。　２上游堆石料料质的更换　根据施工招标文件。主坝上游堆石料应该采用引水发电系统开挖　花岗岩石料作为主坝体填筑材料。花岗岩热膨胀系数小，不易变形，受　温度影响极微，且弹性模量大，高于铸铁，刚性好，内阻尼系数大，能防　震，减震．用作坝体填筑材料教适宜。主坝体填筑施工开始后，上库转　存料场内没有原招标文件所指的上游花岗岩堆石料，为保证主坝体施　工的顺利进行．施工方建议使用料场现有的片麻岩作为填筑材料。片　麻岩是一种变质岩，种类较多，性状教为复杂。为保证填筑的施工质　量，根据业主和监理的要求，对料场现有片麻岩进行填筑碾压试验。根　据监理中心对片麻岩碾压试验成果的批复，主坝体高程２８０ｍ以上采　用片麻岩石料进行上游堆石区填筑。　片麻岩填筑料取自上库堆存转运料场，为中国水利水电第一工程　局明挖料和洞挖料，通过相关技术鉴定，由于片麻岩石料超径比例多，　超径石单个体积较大。施工单位在卸料过程中料堆超高，这就导致粗　细颗粒的分离严重．超径石及粒径较大的块石滚落至料堆底部及周　边。而料堆中部及顶层则分布有较多的细颗粒料。针‘对这种粗细料分　离明显的料源现状，计划在采用片麻岩进行上游堆石区填筑过程中，　采用以下施工方案，并增加相应质量控制措施，确保片麻岩填筑的施　工质量能达到相关要求。　３片麻岩填筑施工措施　采用片麻岩代替原引水发电系统开挖花岗岩石料作为主坝填筑　料，在填筑施工规划、施工程序、施工方法上与采用原花岗岩石料进行　施工并无过大区别，本论文不再赘述。但是由于上库堆存转运料场内　的片麻岩石料超径比例多、粗细颗粒分离严重，需要在开采取料和填　筑仓面卸料过程中重新规划．为保证主坝填筑质量，主要采取以下施　工措施。　３．１料源开采施工措施　３．１．１根据料源的现状，为开采出满足设计要求的填筑料，需要增加　取料设备进行级配调整，计划在片麻岩料场每两个工作面增加一台反　铲用于级配调整，具体布置部位根据料场的堆料情况确定。　３．１．２每车填筑料装料过程中，根据取料工作面的级配情况，由用于　级配调整的反铲进行粗细颗粒料调配。　３．１．３在片麻石料场装料过程中，对于含泥量较大的部位及时进行跟　踪检测，如果超过含泥量标准，及时通知现场监理确认．并将该部位不　合格料剔除运输到指定的弃渣场，然后选择合格石料进行装车。　３．１．４由于片麻岩石料中的超径石含量过高，为保证取料质量．最大　限度的选取可用料，取料过程中需要安排反铲随时转运剔除、挑选出　的超径石，确保料场内道路畅通。　３．１．５为及时了解、控制片麻岩石料的料源情况，增加料场试验检测　人员，在取料位置调整或料源发生较大变化时，及时对料源进行检测。　３．２仓面填筑控制措施　３．２．１为进一步控制填筑料的级配，利用现场原有的推土机进行二次　掺拌．以达到粗料和细料的均匀混合；增加现场指挥协调人员，每车填　筑料运输到施工工作面时，现场指挥人员根据装料的情况，指挥粗料　和细料搭配卸料。达到填筑料的再混合。　３．２．２运输车辆在卸料过程中，采用后退法和进占法综合施工。采用　进占法施工时，减少将填筑料直接卸入仓内的量，采用推土机将填料　推送入仓，以加强填筑料二次掺拌的效果。　３．２．３在坝体填筑过程中，在填筑面增加一台反铲车，对级配不良的　填筑区及时进行调整处理，将级配不良区域的填筑料进行翻倒、掺配、　平整．并将多余填筑料转运到卸料区，尽量保证整个坝面填筑料级配　均匀。　３．２．４对仓内局部的粗颗粒集中、架空情况，增加人工配合反铲处理，　尽可能减少石料的分离、架空，以保证填筑施工质量。　３．２．５　由于片麻岩石料填筑用水量较大，加水过程以坝面洒水为主，　需要增加相应的坝面施工人员和洒水设施，加大洒水力度。因填筑加　水量大，现有水泵使用频繁，需增加一台备用水泵，确保水量充足。　４片麻岩填筑质量控制　４．１　料场质量控制针对料场现状，在料源开采过程中应采取以下　方法进行料源质量控制，从而较好的改善填筑料的质量。　４．１．１从料堆的中ｆ：部采选取料，并在取料过程中将部分超径石料剔　除．并对分离的石料进行采选、掺拌。　４．１．２装车时注意粗细颗粒的搭配、掺混，避免车内石料粒径分离或　各车粒径不一，以保证上坝料级配连续，无明显骨料分离现象。　４．１．３上游堆石料要求含泥量≤５％，在装料过程中，对于含泥量较大　的部位．将该部位剔除后选择合格石料进行装车。　４．１．４根据片麻岩碾压试验，石料中２００～４０ｒａｍ粒组、４０￣５ｍｍ粒组含　量的多少将直接影响压实干密度、孔隙率；而从目前料源状况分析，明　挖料在采挖至中、下层后，以２００～６００ｍｍ颗粒以及超径石料居多，对　碾压施工造成一定影响。因此在料场取料过程中需要经常性的对料源　情况进行试验监控．确保上坝料合格。　４．２坝体填筑质量控制］　４．２．１严格按照碾压试验确定的施工参数指导施工。严格控制铺料厚　度、加水量、碾压遍数以及振动机具的振动频率、激振力、行驶速度等。　４．２．２填筑施工采用进占法卸料，为减少卸料时石料出现二次分离和　粗颗粒集中的现象，应将石料卸在已形成的初始填筑平台上，不得将　石料直卸人仓；而后由推土机平铺人仓，使推土机在推料过程中形成　一个再掺混过程，此法能较好地处理卸料时导致的石料分离集中弊　端。　４．２．３坝前加水站加水采用高位压力花管淋喷，按照碾压试验确定加　水量由数字式水表计量。碾压前在填筑现场用已安装水表的软管洒　水，要求洒水快速、均匀。考虑高温及汛期施工，要经常对石料的含水　变化进行检测，并适当调整加水量。　５结束语　根据填筑碾压后取样检测，片麻岩填筑料的压实度和级配是符合　相关壤术要求的，证明上述施工技术和质量控制措施是可行的，有效　的。　［责任编辑：翟成梁］

２０１０年第１期　２０１０Ｎｕｍｂｅｒ　１　水电与新能源　ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ　ＡＮＤ　ＮＥＷ　ＥＮＥＲＧＹ　总第８７期　Ｔ０ｔａｌ　Ｎｏ．８７　

文章编号：１６７１—３３５４（２０１０）０１—００４９—０３　

白莲河抽水蓄能电站建设述要　

沙保卫　

（湖北白莲河抽水蓄能有限公司，湖北罗田４３８６００）　

摘要：介绍白莲河抽水蓄能电站工程的水利枢纽布置、机电设备的类型，工程建设管理模式及在建设过程中对重大技术　难题的决策。　关键词：枢纽布置；管理模式；决策　

中图分类号：ＴＶ２１３．２　文献标志码：Ａ　

Ｏｕｔｌｉｎｅ　ｏｆ　Ｂａｉｌｉａｎｈｅ　Ｐｕｍｐｅｄ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ　

ＳＨＡ　Ｂａｏｗｅｉ　（Ｈｕｂｅｉ　Ｂａｉｌｉａｎｈｅ　Ｐｕｍｐｅｄ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｔｉａｎ，４３８６００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｌａｙｏｕｔ，ｐｕｍｐｅｄ　ｓｔｏｒａｇｅ　ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ，ｐｒｏｊｅｃｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｐａｔｔｅｒｎ　ａｎｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｉｍ—　ｐｏｒｔａｎｔ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ　ｉｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｕｒｓｅ　ｏｆ　Ｂａｉｌｉａｎｈｅ　Ｐｕｍｐｅｄ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｇｅｎｅｒａｌ　ｌａｙｏｕｔ　ｏｆ　ｐｒｏｊｅｃｔ；ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｐａｔｔｅｒｎ；ｍａｋｅ　ｐｏｌｉｃｙ　

１　工程概况　

白莲河抽水蓄能电站位于湖北省黄冈市罗田县白　

莲乡境内，是湖北省和华中电网优越的抽水蓄能电源。　

电站安装４台３０万ｋＷ可逆式抽水蓄能机组，以　５００　ｋＶ电压等级一回主线（预留一回）接人系统，服务　

于华中电网和湖北电网，承担系统调峰、填谷、紧急事　

故备用、调频、调相等任务。装机容量１　２００　Ｍｗ　

第３４卷第９期　２００８年９月　

文章编号：０５５９—９３４２（２００８）０９—００２４—０３　水力发电　

复杂条件下的地下厂房岩壁梁　

岩台开挖爆破实践　

陈彬，杜汉青，安萍　

（中国葛洲坝集团第一工程有限公司．湖北宜昌４４３００２）　

关键词：岩锚梁；岩台开挖；地下厂房；不良地质；白莲河抽水蓄能电站　

摘要：白莲河抽水蓄能电站地下厂房岩锚梁开挖施工过程中，针对节理、裂隙较发育且地质构造复杂的特点．采　用预留保护层分区、分步开挖方法，通过调整爆破参数和施工方法进行了多种方案的现场试验．确定了优化的开挖　方案和爆破参数，取得了较好的爆破质量，积累了工程经验。　

Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｂｅｎｃｈ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｂｅａｍｓ　ｏｆ　Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　Ｐｏｗｅｒｈｏｕｓｅ　

ｗｉｔｈ　Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　Ｃｈｅｎ　Ｂｉｎ，Ｄｕ　Ｈａｎｑｉｎｇ，Ａｎ　Ｐｉｎｇ　

（Ｃｈｉｎａ　Ｇｅｚｈｏｕｂａ　Ｇｒｏｕｐ　Ｆｉｒｓｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｙｉｃｈａｎｇ　Ｈｕｂｅｉ　４４３００２）　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｒｏｃｋ　ａｎｃｈｏｒａｇｅ　ｂｅａｍ；ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｂｅｎｃｈ；ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｐｏｗｅｒｈｏｕｓｅ；ｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；　

Ｂａｉｌｉａｎｈｅ　Ｐｕｍｐｅｄ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ａｎｃｈｏｒａｇｅ　ｂｅａｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｐｏｗｅｒｈｏｕｓｅ　ｏｆ　Ｂａｉｌｉａｎｈｅ　ｐｕｍｐｅｄ　ｓｔｏｒａｇｅ　

ｐｏｗｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ａｒｅａｓ　ａｎｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｔｅｐｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｒｖｅｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ　ｗｅｒｅ