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摘要：千丈岩五级水电站乌龟石压力管道高差575.542m，水平长度876.1m，轴线斜长1075m，基础为条形状，开挖过程中出露T1j3、T1j4的灰岩，溶孔灰岩、角砾岩，岩层产状320°∠45°～55°，地形坡面走向N77～80E，倾NW，倾角40°～45°，为顺向坡。本文主要介绍加快长陡高边坡开挖进度的施工方法，通过设计优化，加快施工进度，为类似工程施工提供参考依据。
关键词：压力管道;长陡高边坡;开挖;技术总结中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-07-326
1 工程概述
巫山县千丈岩梯级水电站工程是一座以发电为主，同时兼顾农田灌溉、人畜饮水和城市防洪等功能的具有综合效益的水利水电工程。工程位于湖北省建始县、重庆市奉节县和巫山县交界附近。其水源为上（出露高程：1752m）、下（出露高程：1743m）千丈岩溶洞水和阴湾河坝址以上19.5km2的地表水组成，在阴湾河（断头河）下千丈岩泉水出露点上游河段修建一调蓄水库，采用一水多级引用开发电能的方式，结合沿途农灌引水规划渠线，并利用坝址至庙宇镇洪水消落洞外约1556m的天然落差共兴建5级电站发电，总装机3.67万KW，年发电量12170万KW.h。其中5级电站装机3台共1.89万KW，单台装机0.63万KW，年发电量5953万KW.h。千丈岩5级水电站引水发电系统主体工程由引水明渠、渡槽、隧洞、压力前池、压力管道和厂房等组成。
乌龟石压力管道前接压力前池、后接乌龟石厂房，位于大溪乡平台村一山体的半山腰上，附近原始地形极其陡峭。压力管道水平长876.100m（桩号：K0+000.000～K0+876.100m），进口高程EL751.342m，出口高程EL175.80m，高差575.542m，轴线斜长1075m，由14个镇墩、89个支墩组成;管道沿线平面布置与山体等高线呈10～30°的斜交状，立面与水平面呈20～45°角度。管道基础为条状，其中镇墩底宽为3～3.2m、支墩底宽为2.1m（外加两侧排水沟及巡视步梯宽度1.4m），两侧开挖坡比为1：0.3，开挖后整体呈一沟条状。
2 工程特点分析
（1）乌龟石压力前池及压力管道工程附近均无水源，无施工用水。
（2）材料等需要多次转运，管道施工材料且均由人工进行材料转运。
（3）1#～6#镇墩施工便道均由管道开挖弃渣及山体覆盖层堆砌而成，较为松散，在雨季施工时易受雨水冲刷损坏，需要重复修砌便道。
（4）、6#镇墩至11#镇墩，原始地形坡度更陡，均为60°以上，即使挖机等设备也无法绕行至管道作业面且采用挖掘机开挖根本无法保证施工安全，因此，該段管道施工便道只能采取人工修砌1.5m宽施工马道供人员通行，镇、支墩开挖均采用人工开挖及出渣。
（5）、受现场条件限制，无法在各浇筑仓面配备搅拌设备，采用在1#镇墩左侧布置集中搅拌站的方式，采用溜槽结合漏斗缓冲的方式进行镇、支墩混凝土浇筑。
3 施工布置
3.1道路布置
场外道路：施工对外交通利用庙（宇）（大）溪公路（Y204乡道）。
场内通路：第一条为庙溪公路猴子口至压力前池施工便道，由于山体原始地形限制，猴子口至压力前池施工便道的路面坡度较陡，只能具备装载机、牵引式拖拉机通行;第二条为压力前池至压力管道右侧沿线的简易施工便道（1#至6#镇墩），该便道基本由管道开挖弃渣及山体覆盖层堆砌而成，较为松散，只能具备挖掘机通行条件，造成设备、材料运输均要进行二次、三次转运;第三条为穿插于6#至11#镇墩的新修施工马道（见图1），用于人员通行及转运材料。
3.2风、水、电布置
（1）施工供水：压力前池及压力管道附近均无水源，施工取水非常困难，丰水期施工期间，猴子口加水站的水量较大，用运水车在此取水然后输送至变压器房附近修蓄水池（30m3）;若加水站供水量不足时，则从项目部接取自来水至猴子口，以保证施工用水要求;为确保压力管道施工正常用水，在压力前池附近砌筑50m3的水池，将蓄水池的水经Φ50mm胶管引至压力前池水池内;在集中混凝土搅拌站及各开挖作业面分别设置2～3个油桶，采用Φ50mm的胶管从压力前池水池接至油桶，可保证混凝土浇筑及风钻施工用水。
（2）施工供风：采用三台柴油型可移动式空压机（3.5m3/min·台），根据开挖顺序进行移动，在便道侧布置空压机平台，采用DN50mm胶管接至开挖工作面，然后在供风管的末端设一个风包，风包上焊接3根分岔管，每根岔管上安装一个高压闸阀，手风钻直接从岔管上用软管连接。
（3）施工用电：在距约前池两百米的猴子口至前池便道右侧安装1台变压器（400KVA），从变压器低压站搭接，用电线路采用三相五线制，动力线路线径选用185mm2/根的铝芯绝缘线（380V）;施工照明采用两线制，选用95mm2/根的铝芯绝缘线（220V）。由于压力管道工程线路长，且坡面高差起伏大，拟沿管道沿线路附近每隔20～30m（斜长）设3～4m高的木制线杆（Φ200mm），并用∠50mm的等肢角钢作为横担，横担上挂绝缘瓷瓶。并于具体施工区域设配电箱及空开，以方便用电线路的搭接。
3.3 弃渣利用
压力管道开挖弃渣采取就近利用原则，用于管道便道填筑，其中前池至6#镇墩便道直接利用挖掘机将弃渣运至便道填筑处，6#至11#镇墩便道采用人工出渣并将弃渣运至需要填筑马道处。
4 开挖爆破控制及加快施工进度措施
4.1开挖爆破控制
（1）开挖方法简介：五级站压力管道开挖断面为倒梯形，沟槽底宽3.0m，其中镇墩底宽为3.0～3.2m、支墩底宽为2.1m（外加两侧排水沟及巡视步梯宽度1.4m），两侧开挖坡比为1：0.3，采用分层预裂爆破开挖，亦采取分段方式开挖（即每开挖及填筑一定长度段的施工便道，然后再开挖沟槽及镇、支墩基础），开挖后整体呈一沟条状。 土方明挖流程：测量放样→植被清理→开挖→出渣→下一循环。
石方明挖流程：工作面平整→测量放样、布孔→YT-28钻孔→装药联网、爆破→出渣→下一循环。
石方明挖分为两种开挖方式，槽挖及镇支墩基础开挖两种方式，均采分层预裂爆破开挖。
①、槽挖
当管道基础为槽挖方式时，石方明挖采取分层爆破开挖，開挖层高一般为3m，爆破后再用挖掘机将爆渣清理至开挖区域外，然后再进行下一轮的爆破，依次往管道下部开挖，待连续开挖后即可形成沟槽。开挖的弃渣采用挖掘机转运至管道沿线附近进行便道填筑。
②、镇、支墩基础开挖
当管道基础为镇、支墩基础时，且基础深度大于3m，仍采取分层爆破开挖，待达到设计高程后，再进行下一个镇支墩的开挖，依次往管道下部开挖，即形成独立基础。开挖的弃渣采用挖掘机转运至管道沿线附近进行便道填筑。
（2）爆破设计：管道沿线表层出露的地质情况，均为T1j3灰岩，在完成表层覆盖层开挖后，即可采取预裂爆破方式开挖，按3m一个开挖层段，YT-28手风钻造孔，炮眼直径φ42mm、孔深H=3.0～3.2m，按设计开挖坡比（1：0.3）控制孔斜率。预裂孔：间距a=0.5m、排距b=0.7m;主爆孔：间距a=1.5m、排距b=1.0m;缓冲孔：间距a=1.0m、排距b=1.0m;炮孔堵塞长度为不小于0.7m，详见图2。炸药为2#岩石乳化炸药，网路采用串联电爆网路连接起爆，非电毫秒管延时，电雷管引爆。爆破参数见表1。
施工过程中，通过严格控制预裂孔间距、装药量及孔内装药间距，爆破效果理想。
4.2加快开挖进度措施
（1）优化设计方案
由于6#～11#镇墩原始地形坡度陡峭，均为60°以上，挖机等大型开挖设备也无法绕行至管道作业面，由于山体无覆盖层，无法进行便道填筑，便道开挖难度大，工程量大，且采用挖掘机开挖根本无法保证施工安全;根据现场实际情况，经与业主、设计、监理沟通协调，进行设计优化，对6#镇墩至11#镇墩管道中心线高程及位置进行调整：6#镇墩管道中心线高程由EL437.81m抬高至EL442.31m，抬高4.5m;7#镇墩管道中心线高程由EL374.61m抬高至EL390.0m，抬高15.39m，桩号由K0+582.5调整为K0+568.0，向上游移动14.5m;8#镇墩中心线高程由EL305.8m抬高EL317.8m，抬高12m，桩号由K0+653.06调整为K0+643.06，向上游移动10m;10#镇墩中心线高程由EL205.0m抬高至EL208.0m，抬高3.0m;11#镇墩桩号由K0+811.85调整为K0+819.85，向厂房方向移动8.0m。通过设计优化，减少开挖量，只进行镇、支墩基础开挖，不再进行镇墩与支墩间、支墩与支墩间沟槽开挖。
（2）精心组织，调动作业人员积极性
在开挖施工前组织作业队施工人员进行技术、安全交底，让施工人员，尤其是带班人员必须清楚开挖工序流程，各工序间的技、质量、进度要求，开挖中可能出现的安全隐患及防范措施，使施工人员有数。为施工人员配置免费的劳动用品，从生活上关心施工人员，例如，管道开挖属于露天作业，受天气影响严重，在进行高温作业时，在施工现场配备清凉油、霍香正气液等防暑用品;提前煮好绿豆汤送至现场，使施工人员能够在酷热天气喝上一口凉凉的绿豆汤。
（3）合理安排工序，缩短工序时间
根据开挖工序流程，像测量放样、装药边网、钻孔平台架设、爆破、清除危石等工序主要通过加强现场管理，在上一道工序即将完成时，便通知下一道工序施工人员、设备准备就绪，减少工序衔接时间加快开挖进度。
5 结语
千丈岩五级电站压力管道原始地形陡峭、线路长、高差大，受现场施工条件限制，特别是6#～11#管道无法采用大型开挖设备，开挖难度大，安全风险较大，同时受雨季施工影响较大。通过修筑施工马道，优化设计方案，加强施工组织管理，合理安排，最终提前15天完成业主下达的工期目标，为支墩混凝土早日完成奠定了基础。
作者简介：吴永强，男，汉族，1989年9月生，江西吉安人，本科，工程师，中国水利水电第九工程局有限公司工作。
（中国水利水电第九工程局有限公司 贵州省贵阳市 550081）
关键词：压力管道;长陡高边坡;开挖;技术总结中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-07-326
1 工程概述
巫山县千丈岩梯级水电站工程是一座以发电为主，同时兼顾农田灌溉、人畜饮水和城市防洪等功能的具有综合效益的水利水电工程。工程位于湖北省建始县、重庆市奉节县和巫山县交界附近。其水源为上（出露高程：1752m）、下（出露高程：1743m）千丈岩溶洞水和阴湾河坝址以上19.5km2的地表水组成，在阴湾河（断头河）下千丈岩泉水出露点上游河段修建一调蓄水库，采用一水多级引用开发电能的方式，结合沿途农灌引水规划渠线，并利用坝址至庙宇镇洪水消落洞外约1556m的天然落差共兴建5级电站发电，总装机3.67万KW，年发电量12170万KW.h。其中5级电站装机3台共1.89万KW，单台装机0.63万KW，年发电量5953万KW.h。千丈岩5级水电站引水发电系统主体工程由引水明渠、渡槽、隧洞、压力前池、压力管道和厂房等组成。
乌龟石压力管道前接压力前池、后接乌龟石厂房，位于大溪乡平台村一山体的半山腰上，附近原始地形极其陡峭。压力管道水平长876.100m（桩号：K0+000.000～K0+876.100m），进口高程EL751.342m，出口高程EL175.80m，高差575.542m，轴线斜长1075m，由14个镇墩、89个支墩组成;管道沿线平面布置与山体等高线呈10～30°的斜交状，立面与水平面呈20～45°角度。管道基础为条状，其中镇墩底宽为3～3.2m、支墩底宽为2.1m（外加两侧排水沟及巡视步梯宽度1.4m），两侧开挖坡比为1：0.3，开挖后整体呈一沟条状。
2 工程特点分析
（1）乌龟石压力前池及压力管道工程附近均无水源，无施工用水。
（2）材料等需要多次转运，管道施工材料且均由人工进行材料转运。
（3）1#～6#镇墩施工便道均由管道开挖弃渣及山体覆盖层堆砌而成，较为松散，在雨季施工时易受雨水冲刷损坏，需要重复修砌便道。
（4）、6#镇墩至11#镇墩，原始地形坡度更陡，均为60°以上，即使挖机等设备也无法绕行至管道作业面且采用挖掘机开挖根本无法保证施工安全，因此，該段管道施工便道只能采取人工修砌1.5m宽施工马道供人员通行，镇、支墩开挖均采用人工开挖及出渣。
（5）、受现场条件限制，无法在各浇筑仓面配备搅拌设备，采用在1#镇墩左侧布置集中搅拌站的方式，采用溜槽结合漏斗缓冲的方式进行镇、支墩混凝土浇筑。
3 施工布置
3.1道路布置
场外道路：施工对外交通利用庙（宇）（大）溪公路（Y204乡道）。
场内通路：第一条为庙溪公路猴子口至压力前池施工便道，由于山体原始地形限制，猴子口至压力前池施工便道的路面坡度较陡，只能具备装载机、牵引式拖拉机通行;第二条为压力前池至压力管道右侧沿线的简易施工便道（1#至6#镇墩），该便道基本由管道开挖弃渣及山体覆盖层堆砌而成，较为松散，只能具备挖掘机通行条件，造成设备、材料运输均要进行二次、三次转运;第三条为穿插于6#至11#镇墩的新修施工马道（见图1），用于人员通行及转运材料。
3.2风、水、电布置
（1）施工供水：压力前池及压力管道附近均无水源，施工取水非常困难，丰水期施工期间，猴子口加水站的水量较大，用运水车在此取水然后输送至变压器房附近修蓄水池（30m3）;若加水站供水量不足时，则从项目部接取自来水至猴子口，以保证施工用水要求;为确保压力管道施工正常用水，在压力前池附近砌筑50m3的水池，将蓄水池的水经Φ50mm胶管引至压力前池水池内;在集中混凝土搅拌站及各开挖作业面分别设置2～3个油桶，采用Φ50mm的胶管从压力前池水池接至油桶，可保证混凝土浇筑及风钻施工用水。
（2）施工供风：采用三台柴油型可移动式空压机（3.5m3/min·台），根据开挖顺序进行移动，在便道侧布置空压机平台，采用DN50mm胶管接至开挖工作面，然后在供风管的末端设一个风包，风包上焊接3根分岔管，每根岔管上安装一个高压闸阀，手风钻直接从岔管上用软管连接。
（3）施工用电：在距约前池两百米的猴子口至前池便道右侧安装1台变压器（400KVA），从变压器低压站搭接，用电线路采用三相五线制，动力线路线径选用185mm2/根的铝芯绝缘线（380V）;施工照明采用两线制，选用95mm2/根的铝芯绝缘线（220V）。由于压力管道工程线路长，且坡面高差起伏大，拟沿管道沿线路附近每隔20～30m（斜长）设3～4m高的木制线杆（Φ200mm），并用∠50mm的等肢角钢作为横担，横担上挂绝缘瓷瓶。并于具体施工区域设配电箱及空开，以方便用电线路的搭接。
3.3 弃渣利用
压力管道开挖弃渣采取就近利用原则，用于管道便道填筑，其中前池至6#镇墩便道直接利用挖掘机将弃渣运至便道填筑处，6#至11#镇墩便道采用人工出渣并将弃渣运至需要填筑马道处。
4 开挖爆破控制及加快施工进度措施
4.1开挖爆破控制
（1）开挖方法简介：五级站压力管道开挖断面为倒梯形，沟槽底宽3.0m，其中镇墩底宽为3.0～3.2m、支墩底宽为2.1m（外加两侧排水沟及巡视步梯宽度1.4m），两侧开挖坡比为1：0.3，采用分层预裂爆破开挖，亦采取分段方式开挖（即每开挖及填筑一定长度段的施工便道，然后再开挖沟槽及镇、支墩基础），开挖后整体呈一沟条状。 土方明挖流程：测量放样→植被清理→开挖→出渣→下一循环。
石方明挖流程：工作面平整→测量放样、布孔→YT-28钻孔→装药联网、爆破→出渣→下一循环。
石方明挖分为两种开挖方式，槽挖及镇支墩基础开挖两种方式，均采分层预裂爆破开挖。
①、槽挖
当管道基础为槽挖方式时，石方明挖采取分层爆破开挖，開挖层高一般为3m，爆破后再用挖掘机将爆渣清理至开挖区域外，然后再进行下一轮的爆破，依次往管道下部开挖，待连续开挖后即可形成沟槽。开挖的弃渣采用挖掘机转运至管道沿线附近进行便道填筑。
②、镇、支墩基础开挖
当管道基础为镇、支墩基础时，且基础深度大于3m，仍采取分层爆破开挖，待达到设计高程后，再进行下一个镇支墩的开挖，依次往管道下部开挖，即形成独立基础。开挖的弃渣采用挖掘机转运至管道沿线附近进行便道填筑。
（2）爆破设计：管道沿线表层出露的地质情况，均为T1j3灰岩，在完成表层覆盖层开挖后，即可采取预裂爆破方式开挖，按3m一个开挖层段，YT-28手风钻造孔，炮眼直径φ42mm、孔深H=3.0～3.2m，按设计开挖坡比（1：0.3）控制孔斜率。预裂孔：间距a=0.5m、排距b=0.7m;主爆孔：间距a=1.5m、排距b=1.0m;缓冲孔：间距a=1.0m、排距b=1.0m;炮孔堵塞长度为不小于0.7m，详见图2。炸药为2#岩石乳化炸药，网路采用串联电爆网路连接起爆，非电毫秒管延时，电雷管引爆。爆破参数见表1。
施工过程中，通过严格控制预裂孔间距、装药量及孔内装药间距，爆破效果理想。
4.2加快开挖进度措施
（1）优化设计方案
由于6#～11#镇墩原始地形坡度陡峭，均为60°以上，挖机等大型开挖设备也无法绕行至管道作业面，由于山体无覆盖层，无法进行便道填筑，便道开挖难度大，工程量大，且采用挖掘机开挖根本无法保证施工安全;根据现场实际情况，经与业主、设计、监理沟通协调，进行设计优化，对6#镇墩至11#镇墩管道中心线高程及位置进行调整：6#镇墩管道中心线高程由EL437.81m抬高至EL442.31m，抬高4.5m;7#镇墩管道中心线高程由EL374.61m抬高至EL390.0m，抬高15.39m，桩号由K0+582.5调整为K0+568.0，向上游移动14.5m;8#镇墩中心线高程由EL305.8m抬高EL317.8m，抬高12m，桩号由K0+653.06调整为K0+643.06，向上游移动10m;10#镇墩中心线高程由EL205.0m抬高至EL208.0m，抬高3.0m;11#镇墩桩号由K0+811.85调整为K0+819.85，向厂房方向移动8.0m。通过设计优化，减少开挖量，只进行镇、支墩基础开挖，不再进行镇墩与支墩间、支墩与支墩间沟槽开挖。
（2）精心组织，调动作业人员积极性
在开挖施工前组织作业队施工人员进行技术、安全交底，让施工人员，尤其是带班人员必须清楚开挖工序流程，各工序间的技、质量、进度要求，开挖中可能出现的安全隐患及防范措施，使施工人员有数。为施工人员配置免费的劳动用品，从生活上关心施工人员，例如，管道开挖属于露天作业，受天气影响严重，在进行高温作业时，在施工现场配备清凉油、霍香正气液等防暑用品;提前煮好绿豆汤送至现场，使施工人员能够在酷热天气喝上一口凉凉的绿豆汤。
（3）合理安排工序，缩短工序时间
根据开挖工序流程，像测量放样、装药边网、钻孔平台架设、爆破、清除危石等工序主要通过加强现场管理，在上一道工序即将完成时，便通知下一道工序施工人员、设备准备就绪，减少工序衔接时间加快开挖进度。
5 结语
千丈岩五级电站压力管道原始地形陡峭、线路长、高差大，受现场施工条件限制，特别是6#～11#管道无法采用大型开挖设备，开挖难度大，安全风险较大，同时受雨季施工影响较大。通过修筑施工马道，优化设计方案，加强施工组织管理，合理安排，最终提前15天完成业主下达的工期目标，为支墩混凝土早日完成奠定了基础。
作者简介：吴永强，男，汉族，1989年9月生，江西吉安人，本科，工程师，中国水利水电第九工程局有限公司工作。
（中国水利水电第九工程局有限公司 贵州省贵阳市 550081）