【摘要】马马崖一级水电进厂交通洞地质条件较差，主要晶洞灰岩、泥晶灰岩，岩层为缓倾角薄层，不利于顶拱开挖成型，根据地质情况，选用楔形掏槽施工技术，确保洞室开挖质量；同时根据开挖揭露情况，及时采取相应方案对顶拱薄层进行支护，确保了洞身结构稳定。
　　【关键词】缓倾角薄层；楔形掏槽；爆破参数；支护方案；技术总结
　　1. 工程概况
　　（1）马马崖一级水电站位于北盘江中下游，地处贵州省关岭县花江大桥上游20.2Km的峡谷中。为北盘江干流（茅口以下）梯级开发的第二个电站，其上游是已建成的光照水电站，为本流域龙头电站；下游有规划的马马崖二级水电站和刚建成的董箐水电站。电站装机容558MW，安装3台180KW水轮发电机组与1台18KW生态小机组。
　　（2）进厂房交通洞位于大坝下游左岸，是进入引水发电系统地下厂房的唯一通道；交通洞起点为下游交通桥左岸桥头，终点与厂变交通洞相接，全长753.34m，穿越中厚层夹薄层灰岩、晶洞灰岩及泥晶灰岩，洞内夹层、裂隙及岩溶发育，渗水严重；岩层单斜，产状N60°～70°w，NE∠10°～14°，为缓倾角薄层。交通洞为马蹄形结构，开挖断面11.98×8.83m（宽×高），洞室断而较大；一期支护形式为：设置22、L=3.0m的锚杆@1.5m×1.5m，拱顶设置单层钢筋网6.5@20cm×20cm，Ⅲ类围岩喷C20混凝土厚10cm、Ⅳ类围岩喷C20混凝土厚15cm。
　　2. 开挖掏槽方式的确定
　　地下洞室爆破开挖采取中间掏槽、周边崩落、四周光面爆破的技术方案，中间掏槽是洞室爆破成败的关键，关系到开挖进尺与洞身成型效果，目前国内主要采取“直眼”与“楔形”两种掏槽方式；根据马马崖一级水电站进厂交通洞穿越的地质情况，对上述两种掏槽方式进行比选确定。
　　2.1掏槽方式定义。
　　楔形掏槽：即工作面上由两排对称的倾斜炮眼组成，爆破后形成如楔状的掏槽。
　　直眼掏槽：即掏槽眼均垂直于掘进工作面，彼此间距较小，并有不装药空眼的掏槽方式。
　　2.2掏槽方式比选。
　　2.2.1直眼掏槽。
　　（1）优点是：即使在小断面洞室中亦可实现深孔作业，所有炮眼都相互平行，钻眼方便，爆破时岩石抛掷力小，利于保护掌子面以外的临时支架。
　　（2）缺点是：由于要在开挖掌子面中心造孔，需在钻爆台车中间增设作业平台，增加台车自重，台车移动不便；钻孔数目多，中间不装药炮孔为大直径孔，增大钻孔难度、增加钻孔时间，单位岩体炸药消耗量较大，钻眼与轴线的平行度、与断面的垂直度、孔位的精度等要求高，由于孔距较小，易造成殉爆，从而扰乱起爆顺序，造成掏槽失败。
　　2.2.2楔形掏槽。
　　（1）优点是：爆破力比较集中，爆破效果较好，掏出的槽子体积较大，可以适应各种不同程度的岩层；造孔数目小，单位岩体炸药消耗量小；只需在掌子面中心两侧造孔，台车自重轻，且便于移动。
　　（2）缺点是：需要足够的掌子面，确保掏槽钻孔；如小断面洞室开挖时会出现造孔难度大，只能浅孔作业，进尺段。
　　2.2.3地质条件对掏槽方式的要求。
　　进厂交通洞围岩为缓倾角薄层，局部为极薄层，根据岩层情况，为了确保顶拱开挖成型，同时减少对薄层爆破破坏，中间掏槽需从以下两个方面进行考虑：
　　（1）增加洞室爆破掏槽面积，在掌子面中部形成一个较大凹槽，为崩落区创造较好的临空面，以减少爆破震动对洞身围岩的破坏。
　　（2）控制起爆药量，减少爆破震动对顶拱薄层的破坏。
　　2.3掏槽方式的确定。
　　根据进厂交通洞地质条件，结合上述两种掏槽方式比选情况，选用楔形掏槽更有利于确保洞室开挖成型，且可以采取全断面开挖方案；进厂交通洞开挖断面面积为87.0m2，洞身最大开挖宽度11.98m，适合楔形掏槽施工条件，因此，确定进厂交通洞开挖采用楔形掏槽爆破方案。
　　3. 楔形掏槽原理
　　楔形掏槽的原理是充分利用隧道断面大、围岩硬度大等特点，在洞室开挖掌子面上加大第一级掏槽眼的水平距离，缩小掏槽角，沿洞身轴线两侧大范围内布置掏槽眼，逐级爆破形成槽腔，从而达到掏槽效果，炮孔布置原则如下：
　　（1）掏槽孔布置在断面中部偏下位置，周边孔按设计轮廓线布置，孔位布置均匀，确保光面爆破效果。
　　（2）崩落孔交错均匀布置在掏槽孔和周边孔之间，从内到外由略倾向掏槽孔逐渐过渡为垂直开挖面；孔位、孔向、孔深均匀布置，使爆下的石渣粒径大小满足装渣要求。
　　（3）开挖断面底部合理布置底孔，适当增加装药量，消除底板欠挖。
　　（4）周边孔沿洞身开挖轮廓线均匀布置，孔向与洞轴线平行布置，确保爆破的洞室轮廓满足设计要求，保证开挖面的平整。
　　4. 开挖方案
　　4.1爆破参数设计。
　　4.1.1造孔设计。
　　开挖采用手风钻造孔，孔径42mm；掏槽孔孔深3.8与4.0m，左右侧掏槽孔间距3.5m，掏槽孔布置两排，间排距0.5m×0.5m：崩落孔孔深3.5～3.6m，间排距0.9m×0.9m；底孔布置2排，间排距0.9m×0.9m，孔深3.5m；孔位布置见图1，孔向布置见图2。
　　图1孔位与联网布置图
　　4.1.2装药量设计。
　　进厂交通洞穿越晶洞灰岩、泥晶灰岩，为Ⅲ2与Ⅳ围岩，夹层、裂隙发育，岩层为缓倾角薄层，局部地段岩层较为破碎；根据工程地质特征，查阅相关资料，结合类似工程施工经验，开挖前对爆破参数进行了初步拟定，施工过程中，根据爆破效果及进尺情况，对孔位布置、起爆顺序、装药量等进行及时调整与总结，以取得合理的爆破参数，总结出进厂交通洞开挖合理的爆破参数见表1。
　　4.2台车制作与造孔。 根据洞身断面与孔位布置情况，将作业台车分为3层，层高2.2m，台车宽8m，两侧可收缩节长1.5m；台车采用20a工字焊接成骨架，12的钢筋焊接成网片铺设在骨架上形成作业平台。工人站在台车上，采用手风钻造孔，洞身造孔分层与孔位布置见图1。
　　图2孔向布置图
　　注：开挖断面积s=87.0m2，每轮进尺2.6～3.0m，按2.8m计，单耗0.89Kg/m3。
　　4.3测量放样。
　　根据设计单位提供的测量控制网，将测量控制点引至洞内，并在洞内单独建立控制网，洞挖进尺过程巾，将控制点向洞内传递，定期对洞内控制网进行复核。钻孔前测量人员进行放点，按照爆破设计方案放出每个光面孔孔位及洞轴线走向，并用油漆做好标记。