三峡船闸地面工程开挖支护施工技术综述

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1、三峡船闸地面工程开挖支护施工技术综述-工程设计摘要：三峡船闸高边坡开挖与支护是三峡工程的几大关键施工技术难题之一。在现有的施工技术水平的条件下，三峡船闸高边坡开挖与锚固这一施工技术难题，已得到较为成功的解决。对高边坡开挖支护施工技术的发展，愿意作这样一个展望：可探讨混装炸药车装药技术在高边坡开挖爆破中更大范围的推广应用，提高劳动效率；可利用现代科学技术，将高边坡开挖支护施工数字虚拟化，并将工程设计、施工和管理等信息及时反馈，使在开挖过程中的边坡岩体的完整性、稳定性和变形及其控制等可视化。关键词：三峡船闸；地面工程；开挖支

2、护；施工技术；综述1、主要施工技术难题三峡船闸是目前世界上规模最大、水头最高、结构最复杂的双线五级连续船闸，在左岸山体经人工深槽开挖爆破并对边坡岩体进行锚固后，再衬砌超薄混凝土墙，形成人工建设的一段新的长江航道。航槽最大开挖深度170m（直立墙最大开挖深度68m）,中间保留57m宽的岩体中隔墩，两线船闸分五个梯级，单线船闸岩槽宽37m，两线船闸中心线相距94m。闸首和闸室段（简称主体段）全长1621m，航槽开挖锚固后形成双线四面长深陡高直立边坡。在两侧边坡山体内部布置有多层排水洞，在两侧边坡下面和中隔墩的岩体内开挖有输水

3、隧洞和阀门竖井。三峡船闸地面工程开挖锚固的工程特性和主要施工难题：（1）开挖锚固工程量大，施工强度高，工期紧。土石方开挖4196万m3，预应力锚索4376束，高强锚杆9.3万根，以及大量的边坡喷护、随机锚杆支护等。（2）施工项目多，场地窄，立体交叉作业，干扰大。特别是在二期深槽开挖锚固施工期间，在两条长深窄槽内同时进行开挖锚固，并受地下洞井施工制约，在开挖后期还同时进行主体段衬砌混凝土浇筑，多项目间施工干扰极大，施工布置特别是施工道路布置困难。（3）结构复杂，技术要求高，施工工艺要求严格。为节省岩石开挖和混凝土浇筑的工程

4、量，岩槽形体结构为纵横向均为台阶状的闸槽直立边墙、凹形闸首段、条形及阶梯状的中隔墩，直角多，拐点多，槽、沟、坎、口井形态不规则。为保持边坡岩体的完整性，对开挖施工程序、开挖爆破对边坡岩体的震动影响进行了极为严格的限制。为满足结构布置要求，保证边坡加固效果，对建基面超欠挖和锚固施工参数、开挖锚固施工程序进行了严格要求。（4）施工期安全问题突出。船闸边坡岩体受开挖卸荷和爆破震动的双重作用，复杂的形体结构对较复杂的工程地质条件反应敏感，边坡不稳定块体、不稳定块体塌滑和小型稳定块体松动掉块，出现的概率较大；受开挖施工影响和工期紧

5、的限制，对边坡岩体的加固，特别是中小型不稳定块体的锚固，难以全部及时实施；施工期边坡安全问题突出。持续大规模的开挖爆破，高排架锚固施工，多项目立体交叉作业，施工作业安全问题突出。2、快速开挖施工技术（1）选用先进的钻爆、挖装、运输设备。主要采用阿特拉斯、古河、英格索兰等先进快速液压钻孔设备，4～9.5m3正铲、3～5m3装载机等大斗容、先进挖掘设备，大马力推土机集渣设备，20～42t大吨位运输设备，进行梯段开挖。为提高装药工效和爆孔装药量，减少了爆破钻孔，在槽顶以上揭顶开挖爆破施工中，应用了混装炸药车装药技术。在施工过程

6、中，根据施工强度和出渣流向，合理布置施工道路和安排开挖工作面，优化开挖设备组合和综合利用，加强施工设备的维修与保养，提高设备的综合利用率。（2）采用中部掏先锋槽及“先槽后井”的方式，实现快速入槽梯段开挖。在槽顶以下深槽开挖中，采用深槽中部掏先锋槽、两侧预留侧向保护层，进行入槽梯段钻爆，两侧预留保护层开挖及时跟进。对竖井开挖工期滞后的部位，闸槽开挖以窄槽形式通过竖井部位，即采用“先槽后井”的入槽方式，为船闸开挖争取了半年以上的工期。对因边坡锚固施工占压开挖工作面的部位，在保证边坡稳定的前提下，在占压面的另一侧以窄槽形式入槽

7、通过。3、直立深槽开挖控制爆破与建基面成型开挖技术3.1深槽开挖与支护施工程序同级两线闸槽平行下挖，一线闸槽领先时不超过另一线闸槽开挖一个梯段，相邻开挖工作面高差不大于一个梯段。输水隧洞及其施工支洞开挖超前相应同区段闸室明挖，竖井开挖在闸墙顶平台形成后进行、闸槽开挖以滞后竖井开挖不少于一个梯段为原则（即“先井后槽”原则）。对竖井制约段，因竖井钻爆施工方法由原潜孔钻钻爆改变为采用导井法、手风钻钻爆，经现场爆破试验论证，闸槽开挖以窄槽形式通过竖井部位，与竖井开挖同时下挖或闸槽超前下挖，竖井与闸槽开挖部位之间至少保持30m的水

8、平距离，即“先槽后井”入槽方式。闸室槽挖采用掏槽爆破的施工方式，其施工程序为：两侧预留3.0～5.0m侧向保护层，先进行先锋槽深孔梯段微差爆破，然后再进行侧向保护层光面爆破。用于防止地表水入渗的封闭混凝土及喷混凝土随船闸首层槽挖及时跟进，对直立边坡岩体起到较好锁固作用的锁口支护在边坡岩体即时变形完成后与开挖同梯段及时