運行成本低30%,節(jié)省投資近1億元。
3三峽船閘高邊坡錨固技術(shù)
三峽雙線五級船閘長1600m,是在左岸山體中挖出來的深槽中建閘,最大挖深170m。20世紀80年代以前設(shè)計方案是在深槽下部閘室部分挖成直立坡,深50m,然后建混凝土重力墻來抵擋邊坡巖體壓力,需混凝土400萬m3。但施工期邊坡穩(wěn)定問題尚未解決。在初步設(shè)計中采用錨索、錨桿支護,在巖體中采用排水減少滲水壓力來加固穩(wěn)定邊坡的新技術(shù),并在國家鎧七五 科技攻關(guān)(三峽工程技術(shù))項目中加列了船閘高邊坡技術(shù)專題,共分6個子題:
①高邊坡地質(zhì)研究;
②地應(yīng)力研究(包括初始地應(yīng)力場觀測及開挖卸載后地應(yīng)力場變化分析);
③穩(wěn)定及應(yīng)力應(yīng)變分析;%錨固設(shè)計;
④防水排水系統(tǒng)研究;
⑤開挖錨固排水施工程序和施工技術(shù)。長江委的設(shè)計、勘測和科研單位的相關(guān)專業(yè)參加了這項科技研究。
邊坡輪廓設(shè)計為:閘頂以上開挖邊坡控制坡比為微風(fēng)化和新鮮巖體1(0.3,弱風(fēng)化帶1(0.5,強風(fēng)化帶1:1,全風(fēng)化帶1:1~1:1.5。在坡頂外 設(shè)周邊溝,坡面噴混凝土并鑿排水孔,山體內(nèi)設(shè)排水洞和排水孔連通。閘室直立墻部分用薄混凝土板襯砌以便于錨固。
錨固設(shè)計方案是:在中隔墩上半部加兩排300噸級預(yù)應(yīng)力錨索,保證直立坡穩(wěn)定并限制其流變;兩側(cè)直立墻部分也加兩排300噸級預(yù)應(yīng)力錨索對穿,長35~45m,其中一個錨頭設(shè)在排水洞內(nèi);另加一些端頭預(yù)應(yīng)力錨索,其中100噸級長25~30m,300噸級長35~45m。坡面普遍布置非預(yù)應(yīng)力錨桿,其中系統(tǒng)布置的錨桿長5~8m,隨機布置的錨桿則視巖體穩(wěn)定狀況而定,兩者均為全粘接砂漿錨桿。
施工設(shè)計所采取的施工程序為:先作坡頂?shù)乇砼潘到y(tǒng)及地下排水系統(tǒng)(排水洞及排水孔),以減少滲水壓力,并可利用排水洞開挖作地質(zhì)測繪了解地質(zhì)情況,觀測邊坡位移,用以驗證或調(diào)整錨桿數(shù)量。錨固自上而下,邊挖邊錨,以保證施工期邊坡穩(wěn)定。開挖中采用控制爆破技術(shù)(如預(yù)裂、光面、緩沖爆破、多段微差爆破技術(shù)等),以保護邊坡巖體完整,并且要求預(yù)先作爆破試驗以選定各項爆破參數(shù),三峽船閘高邊坡錨固方案布置參見文獻[4]。由于施工設(shè)計科學(xué)、細致,并按動態(tài)設(shè)計原則及時跟蹤調(diào)整施工方案,因此整個施工進展順利,也很安全。三峽船閘于1994年開挖,1998年開始澆筑混凝土,2003年實現(xiàn)了正式通航。正是由于采用了這種先進的錨固技術(shù),相對于采用重力擋墻方案,節(jié)約挖石方近1000萬m3,混凝土200萬m3,節(jié)省工程投資數(shù)億元,而且保證了施工期安全。
4先進的爆破技術(shù)
20世紀70年代以前,我國水利水電工程建設(shè)采用的爆破技術(shù)和器材較為落后。1971年葛洲壩工程壩基開挖時因采用了大直徑炮孔和大藥量爆破,使壩基下軟弱夾層錯動受損,最終挖掉,因而增加了開挖量,延長了施工時間。為此,在停工修改設(shè)計期間,長江委施工設(shè)計處和爆破研究所開始在現(xiàn)場開展試驗,研究先進的爆破技術(shù)。其目的是探索既能快速開挖縮短工期,又能保護地基不受損壞的爆破技術(shù)。試驗研究的項目包括:
①利用微差爆破技術(shù)降低保護層厚度;
②預(yù)裂爆破;
③保護層快速開挖技術(shù)。
第①和第②項在葛洲壩工程試驗成功并得到大量應(yīng)用。第③項雖在葛洲壩試驗未取得全面成功,但在以后的其他工程中獲得了成功。三峽工程施工時,大量應(yīng)用水平預(yù)裂和光面爆破法快速開挖保護層,施工單位還在此基礎(chǔ)上加以改進,采用水平預(yù)裂輔以小梯段爆破方法,在二期大壩開挖時大量應(yīng)用,效果也很好。這些成果均已在水利水電系統(tǒng)推廣,并為制定和修改水利水電工程爆破技術(shù)規(guī)范提供了科學(xué)依據(jù)。
4.1微差爆破技術(shù)
20世紀70年代以前,我國水利水電