西藏拉哇水电站防冲桩施工纪实：振宇双动力潜孔锤在极硬岩地层中的应用

拉哇水电站位于四川省甘孜藏族自治州巴塘县与西藏自治区昌都市芒康县交界的金沙江上游干流，是国家“十四五”重点建设工程、金沙江上游清洁能源基地骨干项目。电站最大坝高242.5米，为当前世界最高混凝土面板堆石坝；总装机容量200万千瓦，总投资309亿元。在下游河道治理工程中，面对振冲法处理后遗留的极硬基岩与高含量碎石地层，施工方采用中科振宇双动力潜孔锤完成818根防冲灌注桩施工，桩径φ800mm，桩深35m，成孔质量和施工效率均满足工程要求。

一、拉哇水电站工程概况

拉哇水电站是金沙江上游规划“一库十三级”中的第8级电站，属一等大(1)型工程，枢纽主要由混凝土面板堆石坝、右岸溢洪洞、右岸泄洪放空洞、右岸地下厂房等建筑物组成，安装4台50万千瓦立轴混流式水轮发电机组。

工程关键参数：

该工程创下多项工程纪录： - 当前世界最高混凝土面板堆石坝（坝高242.5米） - 上游围堰振冲碎石桩最大深度71.63米，突破此前国际上68米的世界纪录 - 上游围堰共完成4552根振冲碎石桩、总工程量16万米，为国内外首例大规模超深振冲碎石桩工程 - “振冲桩加固围堰地基技术”获省部级科技进步一等奖

电站全容量投产后，年发电量约90亿千瓦时，每年可节约标煤约277万吨、减少二氧化碳排放741万吨。

二、地基处理背景：振冲法解决了覆盖层问题

拉哇水电站坝址处的覆盖层最大深度达71米，其中包含50米深的堰塞湖相沉积饱和黏性土层。在此条件下修建60米高的土石围堰、开挖约70米深的大坝基坑，国内尚无先例。

工程团队采用振冲碎石桩技术对围堰地基进行加固处理。振冲法的基本原理是：利用振冲器在软基中振动造孔，然后向孔内填入20～80mm粒径碎石，通过振密形成碎石桩体。碎石桩在地基中起到竖向排水通道和换填加固的双重作用，能够加速地基土排水固结、提高复合地基的承载力和抗剪强度。

上游围堰地基处理共分两期施工，一期施工右岸（2019年12月至2020年5月），二期施工左岸（2020年11月至2021年5月）。施工团队自主研制了适用于70米级振冲碎石桩施工的SV70碎石桩机设备，并引入智能振冲施工管理系统实现全过程质量监控。最终最大造孔深度达71.63米，各项质量指标均满足设计要求。

三、下游河道防冲桩施工难题

在振冲法完成围堰地基处理后，下游河道治理工程仍需完成818根大型超深防冲灌注桩群施工。

防冲灌注桩的功能是在电站长期运行过程中，承受高流速水流的持续淘刷与复杂地质作用，保护岸坡稳定。作为抵御高速水流冲刷的关键防护工程，对桩体强度、垂直度、成桩质量及抗冲耐磨性能有严格要求。

施工区域面临以下地质与环境条件：

地层条件复杂： 前期振冲法处理后的地层中碎石含量极高，大小碎石混杂分布。下伏基岩为坚硬致密的角闪片岩等硬质岩层，单轴抗压强度高。地层呈现“上部碎石层+下部硬基岩”的双层结构，钻进过程中需要在两种截然不同的地层条件下保持成孔效率和质量。

高原环境制约： 施工现场地处川藏交界高原地带，海拔高、年平均气温低、空气含氧量低于平原地区。设备动力系统在低氧环境下的功率输出受到影响，连续作业稳定性面临考验。

场地条件受限： 施工区域位于河道治理范围内，现场场地狭窄，水文条件复杂，大型设备的进场和展开受到限制，要求设备在有限空间内保持高效作业能力。

在上述条件下，常规钻进设备遇到了钻进阻力大、钻头损耗高、成孔效率低等问题。尤其在碎石层与硬基岩交替出现的地层中，单一冲击钻进方式的破岩效率明显不足，施工周期难以满足工期要求。

四、双动力潜孔锤的技术方案

针对上述地层条件，项目选用了中科振宇双动力潜孔锤作为防冲灌注桩施工的主机设备。

振宇双动力潜孔锤的工作原理：

传统潜孔锤采用单一冲击动力——通过高频冲击力破碎岩石。这种方式在中硬岩层中有效率较好，但在极硬岩层中存在破岩效率有限、钻头磨损快的问题。

中科振宇双动力潜孔锤在冲击动力的基础上增加了回转动力，形成“冲击+回转”双动力协同工作方式： - 冲击作用：将岩石压裂、破碎 - 回转作用：对裂缝区域进行切削、扩孔，同时辅助排渣

两种动力同时作用，在硬岩中形成“破碎→切削→排渣”的连续钻进循环。相比单一冲击钻进，双动力方式在硬岩中的破岩效率更高，钻头受力更均匀，磨损分布更合理。

在拉哇项目中的具体应用：

施工效果记录：

1.          碎石层穿透：双动力系统的回转切削能力能够有效破碎大块碎石、修正孔壁，在振冲法处理后的碎石地层中顺利穿透，未出现卡钻、偏孔等异常。

2.          硬基岩钻进：进入坚硬致密基岩后，双动力协同的破岩效率较单一冲击设备有明显提升，单桩成孔时间缩短。

3.          高原适应性：设备动力系统在高海拔、低温环境下保持稳定输出，未因高原缺氧出现功率衰减导致的停机。

4.          成孔质量：孔径、孔深、垂直度均满足防冲灌注桩的设计要求。

818根防冲灌注桩全部完成施工，经检验成桩质量合格。

五、工程参数速览

中科振宇提供潜孔锤装备全周期服务，涵盖施工方案设计、设备选型与应用培训、维护保养与迭代升级等环节。

业务咨询电话：13725366863