2.3 工作闸门室开挖控制技术
2.3.1 工作闸门室上室施工
（1）工作闸门室上室施工分层。工作闸门室上室为圆拱直墙型断面，开挖断面尺寸18.3m×23.9m。为保证9.0m预应力锚杆施工空间要求，工作闸门室上室分4层进行施工，第1层高7.6m，第2层高3.45m，第3层高9.85m,第4层高3.0m（见图2.19）。
图2.19 工作闸门室上室开挖分层图（单位：m）
（2）工作闸门室上室开挖施工。第1层采用中导洞先行，两侧墙先后扩挖，采用自制平台车人工手风钻造孔施工，毫秒雷管微差光面爆破的施工方法。
第2层开挖前，先对第2、第3、第4层的16.3m高边墙进行预裂爆破，采用QZJ-100B潜孔钻机按照70～100cm间距钻φ90mm的孔，预裂爆破完成后进行第2层开挖施工。第2层采用人工配手风钻打水平孔进行全断面爆破，CAT330B反铲出渣。
第3层采用QZJ-100B潜孔钻机或CM351高风压钻机造孔进行梯段爆破，梯段爆破后与13号公路连通，CAT330B反铲出渣。
第4层开挖采用人工配手风钻进行水平底孔光面爆破施工，以保护下室闸井口成型质量。
（3）工作闸门室上室支护施工。工作闸门室支护主要为锚杆支护和网喷支护。锚杆主要包括φ28mm、L=6.0m的砂浆锚杆和φ32mm、L=9.0m的预应力锚杆两种。
工作闸门室上室所有9.0m预应力锚杆和顶拱及侧墙3.0m以上锚杆采用多臂钻进行造孔施工，采用先插杆后注浆的施工工艺；工作闸门室上室侧墙3.0m以下锚杆采用手风钻造孔，先注浆后插杆的施工工艺；挂网采用钢筋网片，由人工在自制平台车上直接进行；喷混凝土采用喷浆台车进行湿喷作业。
（4）工作闸门室上室开挖支护效果。工作闸门室上室第1层开挖支护效果见图2.20。
图2.20 工作闸门室上室第1层开挖支护效果
2.3.2 工作闸门室下室施工
（1）总体施工方案。工作闸门竖井采用100B潜孔钻机先在中间施工400cm×400cm的方形溜渣井，然后将溜渣井扩挖至1000cm×1000cm，最后采用“立面分层、平面分区”进行扩挖成型，竖井周边采用预裂爆破，开挖完成后搭设脚手架进行支护。通气主洞采用全断面开挖，边开挖边支护，中间楔形掏槽、周边光面爆破，采用YT28气腿钻人工造孔。
（2）开挖分区、分层。工作闸门室下室开挖平面共分四个区，即Ⅰ区为溜渣井开挖、Ⅱ区为溜渣井扩挖、Ⅲ区（Ⅲ1和Ⅲ2）为闸门竖井上游侧开挖、Ⅳ区为闸门竖井下游侧开挖。分区的施工顺序为：Ⅰ区→Ⅱ区→Ⅲ1、Ⅲ2区→Ⅳ区；立面分层主要为下游侧Ⅳ区开挖进行分层，即Ⅳ1～Ⅳ6。具体分层、分区见图2.21。
图2.21 工作闸门室下室分层、分区图（单位：m）
（3）开挖施工。
1）Ⅰ区施工（400cm×400cm溜渣井）。为减小开挖、出渣难度，下室施工打通一个400cm×400cm的溜渣井，高度19.7m，分上、下两段施工。下段采用三臂钻在工作闸门室下室底部钻孔，开口呈放大的喇叭形，自下向上爆破开挖5m；上段采用100B型潜孔钻机在工作闸门室上室由上向下打垂直孔，一次爆破成型。开挖渣料落至工作闸门室下室底部，出渣采用CAT966（3.0m3）侧卸式装载机配合装20t自卸汽车运至渣场。工作闸门室下室Ⅰ区开挖方法见图2.22，工作闸门室下室Ⅰ区炮孔布置见图2.23。
2）Ⅱ区施工。在400cm×400cm溜渣井贯通后，为进一步减小施工难度、加快开挖进度，将溜渣井扩挖成1000cm×1000cm，即Ⅱ区。Ⅱ区扩挖采用100B潜孔钻机由上向下打垂直孔，孔深16.0～18.5m，孔径90mm，微差爆破。开挖渣料由溜渣井溜至工作闸门室下室底部，出渣采用CAT966（3.0m3）侧卸式装载机配合装20t自卸汽车运至渣场。工作闸门室下室Ⅱ区开挖方法见图2.24，工作闸门室下室Ⅱ区炮孔布置见图2.25。
图2.22 工作闸门室下室Ⅰ区开挖方法图（单位：cm）
图2.23 工作闸门室下室Ⅰ区炮孔布置图（单位：cm）
图2.24 工作闸门室下室Ⅱ区开挖方法图（单位：cm）
图2.25 工作闸门室下室Ⅱ区炮孔布置图（单位：cm）
3）Ⅲ区施工。闸门竖井上游侧没有结构变化作为一个分区，即Ⅲ区；按开挖的顺序又分为Ⅲ1区和Ⅲ2区。采用100B潜孔钻机钻孔，孔深18.5m，孔径90mm，微差爆破，边墙采用预裂爆破。开挖渣料由溜渣井溜至工作闸门室下室底部，出渣采用CAT966（3.0m3）侧卸式装载机配合装20t自卸汽车运至渣场。工作闸门室下室Ⅲ区开挖方法见图2.26，工作闸门室下室Ⅲ区炮孔布置见图2.27。
图2.26 工作闸门室下室Ⅲ区开挖方法图（单位：cm）
图2.27 工作闸门室下室Ⅲ区炮孔布置图（单位：cm）
4）Ⅳ区施工。闸门竖井下游侧为Ⅳ区，有两处变坡，坡度分别为1：1和1：1.523。大面采用手风钻造孔，分层施工，非电毫秒雷管微差爆破；边墙采用潜孔钻机造孔，预裂爆破。每开挖一层立即进行支护一层。开挖渣料落至工作闸门室下室底层，出渣采用CAT966（3.0m3）侧卸式装载机配合装20t自卸汽车运至渣场。工作闸门室下室Ⅳ区主爆孔造孔方法见图2.28，工作闸门室下室Ⅳ区预裂施工方法见图2.29。
图2.28 工作闸门室下室Ⅳ区主爆孔造孔方法图（单位：cm）
图2.29 工作闸门室下室Ⅳ区预裂施工方法图（单位：cm）
（4）支护施工。
1）支护型式。工作闸门室下室的支护包括锁口锚筋束（桩）施工和系统支护。
锁口锚筋束（桩）采用3φ32mm，L=9.0m钢筋，间排距2.0m；系统支护主要为挂网喷混凝土和系统锚杆施工，系统锚杆为φ28mm，L=6.0m与φ32mm，L=9.0m普通砂浆锚杆。
2）支护施工。锚筋束（桩）孔采用100B潜孔钻造孔造孔，人工配合8t吊车安装锚筋束（桩）。
砂浆锚杆施工利用自制台车进行，6.0m长锚杆由人工采用YT28气腿钻造孔，9.0m长锚杆采用多臂钻进行造孔。6.0m长锚杆采用先注浆后插锚杆体的方法进行施工，9.0m长锚杆采用先插杆后注浆的方法进行施工。
在开挖永久结构面经过基础面验收以后，用高压风水冲洗支护面，然后进行挂网施工。人站在台车上绑扎网筋，网筋与岩面大致密贴，利用锚杆端部定位。喷混凝土施工采用麦斯特机械喷浆手进行湿喷作业，以提高喷混凝土施工质量，减少喷混凝土回弹，降低粉尘等。喷混凝土采用6.0m混凝土搅拌运输车从拌和系统打料，运至喷护工作面后采用喷浆手进行喷护作业。