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摘要：本文以大熊山抽水蓄能电站勘探平硐工程为例，分析了工程区域内地质、地震及地下水的分布情况，基于本工程的特点提出了勘探平硐掘进施工工艺，制定了炮孔布置及成孔方案，提出装药及起爆控制措施，特别对通风排烟及出渣提出了具体的要求，同时针对不良的洞段提出了相应的处理措施，确保勘探平硐施工安全顺利进行。

关键词：抽水蓄能电站，勘探平硐，地质洞段，炮孔布置

0工程概况

河南登封大熊山抽水蓄能电站位于登封市东南约40km的徐庄镇境内。抽水蓄能电站枢纽建筑物由上水库、下水库、输水系统及地下发电厂房等组成。上库位于登封市徐庄乡黑龙潭村石板河上游王山南沟，下库利用石板河上已建的王屯水库建库。电站总装机容量1200MW，安装4台单机容量为300MW的竖轴单级混流可逆式水泵水轮机组，电站供电范围为河南电网，主要承担河南电网的调峰、填谷、储能、调频、调相和紧急事故备用任务。

平硐勘探是抽水蓄能电站勘察时候[1]，获得山体周边的底层情况常用的一种方法，通过开挖地下洞室来揭示地下岩层的分布情况。平硐开挖技术直接影响勘探效果和施工安全[2]。在开挖过程中，应充分考虑地质条件、岩石性质、施工设备以及环境保护等因素。合理的开挖顺序、断面尺寸和支护方式能够有效地提高勘探效率和安全性。

大熊山抽水蓄能项目可研阶段勘察设计周期短，初步计划在下水库进出水口、地下厂房、上水库进出水口、上水库坝址区左、右岸等部位各布置勘探平硐一条，共计划布置平硐4条，总长度约1200m，勘探平洞较多、路线较长，合理的勘探方案和施工工期是重要的工程技术问题。

1工程地质情况

1.1区域地质

本工程区位于华北准地台（Ⅰ）的黄淮海凹陷（Ⅰ2）区的南部，属低山丘陵地区，地势南高北低，区内山脉总体走向基本与区内的构造线方向一致，展布方向以EW向为主。区内主要跨越了华北台地（Ⅰ）和秦岭褶皱系（Ⅱ）两大构造单元，经历了多期次复杂的构造变动，断裂构造十分发育，并以北西西向和比东东向两组方向断裂构成了区域的主要断裂格架。输水线路沿线地层以石英岩、石英片岩和石英砂岩为主。厂房位置出露基岩地层为中元古界峡门组（Jxx）石英砂岩夹泥岩；上覆第四系覆盖层，覆盖层厚3-5m，以壤土为主。坝基：底部为奥陶系中统（O2）马家沟组，地层岩性为灰岩、白云质灰岩、泥灰岩，局部岩溶发育；坝址区第四系覆盖层，山顶以第四系黄土为主，一般厚5-30m。

1.2地震情况

本工程所在的华北平原地震带的南部地区是活动强度相对较弱的地区。本工程近场区断裂以北东向断裂为主，均为高角度正断层，主要发育6条第四纪断裂，均为早中更新世活动断裂，非全新世活动断裂。上、下水库50年超越概率10%时的基岩水平峰值加速度值分别为87.3gal、90.7gal，加速度反应谱特征周期为0.40s，场地地震基本烈度为Ⅶ度；近场区属相对稳定地区，区域构造稳定性较好。

1.3地下水情况

上水库上水库库周两岸山体较单薄，无低于正常蓄水位的低矮垭口存在，地形封闭条件较好。周边未发现其他地形条件优越的库址可供选择，上水库库址唯一。地下水埋深及相对不透水层顶板埋深大，均低于正常蓄水位，水库渗漏问题突出。

下水库库坝区地下水匮乏，受北部煤矿开采影响，库坝区地下水埋深较大，库坝区地下水位一般220-250m，低于石板河河床。库坝区岩体受断层影响，陡倾节理发育，岩体完整性较差，相对隔水层埋深相对较大，低于水库正常蓄水位；水库区左岸相对隔水层埋深一般 70-75m，局部构造发育部位埋深增大；河床相对隔水层埋深一般10-35m，坝址区受构造影响，埋深增大，一般48-80m；右岸相对隔水层埋深一般60-100m。水库左岸向马峪河、右岸向下游方向水库渗漏问题突出，需进行防渗处理。

2掘进施工工艺

2.1主要技术参数

初步计划在下水库进出水口、地下厂房、上水库进出水口、上水库坝址区左、右岸等部位各布置勘探平硐一条，共计划布置平硐4条，总长度约1200m。本勘探洞开挖断面为2.3m×2.5m，地质勘探平硐围岩以石英岩、石英片岩和石英砂岩为主，采取钻爆法[3]全断面掘进开挖，扒渣机装渣自卸车运渣的出渣方式。

对不良地质段采用“短进尺、弱爆破、多循环”的方式，最大限度地降低爆破震动对围岩的不利影响。平硐开挖按“打炮孔→检查炮孔布设的质量→装药连线→起爆→通风排烟→装渣运输→支护（根据情况确定）”顺序进行。

2.2炮孔布置及成孔

炮眼成孔采用空压机带动28#支腿式凿岩机钻进成孔，炮眼钻孔深度控制在2.3-2.5m，具体深度根据现场平硐施工地质条件以及爆破效果确定，炮眼角度沿主硐硐身方向成形炮孔在平硐四周平均分布，每个周边布置3个成形炮孔。中间为掏槽炮孔，呈梅花形分布。

2.3装药及起爆

为了确保硐壁稳定，以及爆破施工[4]安全，计划每方岩石用药量按照3-4kg控制，具体根据现场地层爆破效果采用合理的炸药用量。炮孔验收合格后，由取得爆破员资质的作业人员持证上岗的爆破员进行装药、堵塞。严格按照爆破设计要求进行装药，采用粘土等柔性材料对炮孔进行堵塞，并用炮棍轻轻捣实。装药、堵塞完成后，按设计联网。联网结束后，要检查复核整个网络，避免漏装漏联。爆破前进行清场警戒，施工人员清离洞口，机械设备做好安全防护，并预警三次，第三次预警结束，确认一切工作准备完毕后，由爆破员点火起爆。

2.4通风、排烟及出渣

粉尘浓度，有害有毒气体含量在30分钟内降低到允许范围内。放炮后要将风筒及时接至工作面，使风筒末端与工作面距离，压入式通风不超过10米。避免在洞内正面任意停放设备，堆积木材或器材。坚持以风、水为主的综合防尘措施，做到湿式凿岩标准化，通风排尘、喷雾洒水制度化，个人防护经常化。出渣前应做到“三检查”（检查隧洞与工作面顶、帮；检查有无残炮、盲炮：检查爆破堆中有无残留的炸药和雷管），作业前应对作业点进行通风、喷洒、洗壁后方准作业，作业地点、运输途中均应有良好的照明设施。

3.不良洞段处理

在掘进过程中可能会出现破碎带、软弱夹层和溶洞等不良的地质条件，为了保证勘探平硐掘进工作顺利实施，在掘进过程中，可由地质工程师根据掘进地层变化情况，进行超前地质预报，有效地质预报深度为20m左右。提前做好各项的预防措施，并根据实际情况及时采取锚喷支护和超前支护等处理措施。掘进过程中，根据地层产状情况及判定围岩类别情况，采取相应的处理措施。围岩类别判定可结合工程类比法、围岩分级总评分等方法，依据岩土锚杆与喷射混凝乳支护工程技术规范》（GB 50086-2015）等有关规程规范要求对勘探平硐围岩进行分级。根据围岩级别和现场实际情况结合采取支护处理措施。

4结语

通过对大熊山抽水蓄能电站勘探平硐施工方法及不良洞段处理措施研究，对于保障电站建设的安全和质量具有重要意义。通过本文的研究表明：一是要充分分析工程区域内地质、地震及地下水的分布情况，选择合适的勘探平硐布置方案及施工方法；二是基于工程的特点提出相应的施工工艺，确保施工质量及施工安全；三是针对不良洞段采取相应的安全处理措施，确保工程勘探平硐施工安全。本论文研究结论对于类似抽水蓄能电站勘探平硐的施工提供一定的借鉴。

参考文献：

[1]和丽钢.抽水蓄能电站的勘探平硐施工技术研究[J].自动化应用，2023（21）：113-115.

[2]王立群，胡剑超，叶凯敏.高拱坝地质勘探平洞封堵原则及施工方法[J].水利水电工程设计， 2021， 40（1）：2.DOI：10.3969/j.issn.1007-6980.2021.01.003.

[3]杨鸣，谢玉萍，龙三，等.平硐勘探绿色施工技术[J].绿色科技，2020（20）：3.

[4]米强.小断面勘探平硐爆破施工技术探研[J].四川水利，2020：22-25.