XX地下電站大型洞室群開挖支護技術(shù)

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1、XX地下電站大型洞室群開挖支護技術(shù)　　構(gòu)皮灘地下電站大型洞室群開挖支護技術(shù)偰光恒1字繼權(quán)1辛文波2【摘要】結(jié)合貴州構(gòu)皮灘地下電站大型洞室群施工，總結(jié)強巖溶影響下大型洞室群開挖支護技術(shù)，供類似工程設(shè)計、施工參考?！娟P(guān)鍵詞】構(gòu)皮灘地下電站大型洞室群開挖支護技術(shù)1前言隨著“西部大開發(fā)”及“西電東送”戰(zhàn)略的實施，眾多代表世界級的大型水電工程在中國紛紛啟動，水電資源的開發(fā)與利用取得了迅猛的發(fā)展。許多大型水電工程地處深山峽谷之中，地上空間非常有限，開發(fā)利用地下空間成為水電工程發(fā)展的必然趨勢，大型地下工程將越來越多，地下工程施工技術(shù)在水電工程建設(shè)中占據(jù)重要地位。2

2、工程簡介構(gòu)皮灘水電站作為國家“西電東送”的標(biāo)志性工程，是目前國內(nèi)強巖溶地區(qū)最大的地下電站，屬Ⅰ等工程，電站裝機5×600MW。整個樞紐布置非常緊湊，主要建筑物有雙曲拱壩、泄洪消能建筑物、電站廠房、通航及導(dǎo)流建筑物等。構(gòu)皮灘水電站地下廠房洞室群在不到的區(qū)域內(nèi)布置了近七十多條洞室，洞室縱橫交錯，平、豎相貫，總長度近15Km，總洞挖量170萬m3，各類錨桿16萬根，預(yù)應(yīng)力錨索1444束，噴混凝土萬m3。地下廠房最大開挖尺寸×27×、主變室最大開挖尺寸××、調(diào)壓室廊道最大開挖尺寸158××、調(diào)壓室豎井段高，三大洞室間巖柱最大厚度為30m。地下電站建筑物主要包

3、括：引水渠、進(jìn)水塔、引水隧洞、主廠房、主變洞、尾水洞、調(diào)壓室、尾水平臺、尾水渠、開關(guān)站、交通洞及通風(fēng)洞等。受以W24巖溶系統(tǒng)為代表的空間展布錯綜復(fù)雜的巖溶系統(tǒng)的影響，構(gòu)皮灘地下電站是一個復(fù)雜的超大型地下工程。構(gòu)皮灘地下電站透視圖見圖1。圖1構(gòu)皮灘地下電站透視圖3地質(zhì)條件構(gòu)皮灘電站壩址區(qū)處于高山峽谷的巖溶地區(qū)，巖溶發(fā)育，巖溶及地下水對地下洞室圍巖穩(wěn)定性的影響是重要的工程地質(zhì)問題之一。構(gòu)皮灘電站地下廠房洞室群主要處于P～P1q灰?guī)r地層中，巖體條件復(fù)雜：層間錯動及巖石結(jié)構(gòu)面穿過洞室，沿斷層、分層間錯動多溶蝕，發(fā)育有溶洞；建筑物范圍裂隙較發(fā)育。地下廠房洞室群

4、主要發(fā)育有規(guī)模龐大的W24巖溶系統(tǒng)主干管道及其旁側(cè)沿NW、NWW向斷裂發(fā)育的巖溶寬縫、P1m1-1層順層風(fēng)化溶濾帶(K10)及沿NW斷裂發(fā)育的溶洞K2、K11、K82等。雖然構(gòu)皮灘電站巖溶系統(tǒng)總體上順層發(fā)育，但受NW、NWW向斷裂發(fā)育的影響，巖溶發(fā)育存在很大的不確定性，巖溶管道分布及地下水滲流條件極其復(fù)雜，施工期由于洞室開挖，改變了巖溶管道所處的外部環(huán)境條件，容易突發(fā)涌水、涌泥。上述因素不僅對施工期及運行期地下洞室群的穩(wěn)定性存在不利影響，而且會影響正常的施工組織及工程的施工進(jìn)度。1m在國內(nèi)外灰?guī)r地區(qū)大型水電工程中，大型地下洞室群遭遇巖溶發(fā)育規(guī)模如此之

5、巨大、巖溶影響洞室之多尚屬首次，巖溶系統(tǒng)貫穿了以三大洞室為代表的整個大型地下洞室群，在國內(nèi)外大型地下洞室工程中實屬罕見。4大型地下洞室群開挖支護技術(shù)施工總程序構(gòu)皮灘電站受強巖溶影響，地下電站三大洞室之間的巖柱厚度僅為30m和，是國內(nèi)同等規(guī)模地下電站三大洞室中最薄的巖柱。根據(jù)強巖溶和受其影響下大型地下洞室群的布置特性、工期要求、質(zhì)量、安全及穩(wěn)定條件，制定科學(xué)合理的施工程序，以滿足復(fù)雜巖溶系統(tǒng)處理和地下洞室群的施工需要。三大洞室開挖支護總體程序如下：1、廠房和尾水調(diào)壓室受強巖溶影響范圍大，三大洞室之間在立面上制定“先小洞后大洞”施工程序，即主變室先行、主

6、廠房緊隨其后、尾水調(diào)壓室開挖相應(yīng)滯后的順序進(jìn)行。以防三大洞室塑性變形貫穿，確保三大洞室穩(wěn)定。三大洞室施工總程序見圖2。主廠房、主變室、尾水調(diào)壓室均采用分層開挖及支護的方法。2、對引水洞、進(jìn)廠交通洞、副廠房至副安裝場連通洞、尾水管等與廠房高邊墻交叉的洞口，遵循“小洞穿大洞”的程序，在廠房高邊墻開挖至上述部位前先行開挖進(jìn)入廠房1～2m以上，并做好鎖口噴錨強支護。3、引水洞、母線洞、尾水管的施工按相鄰兩洞錯開間隔施工的原則進(jìn)行，必須相鄰開挖時，開挖的掌子面要錯開倍巖柱厚度以上，并且對超前的洞段及時支護。4、充分利用施工支洞條件，按“平面多工序、立體多層次”

7、要旨依次展開各主體洞室的開挖，并盡早將主要洞室的上部與永久或臨時通風(fēng)洞連通，以解決和改善各洞室的通風(fēng)條件。圖2三大洞室施工總程序圖施工通道布置構(gòu)皮灘地下電站在不到的山體內(nèi)，大小洞室達(dá)七十多條，布置高差超過250m，洞長近15km。根據(jù)國內(nèi)外已建和在建大型地下洞室群布置規(guī)律和經(jīng)驗，結(jié)合構(gòu)皮灘地下洞室群布置特點，兼顧巖溶系統(tǒng)空間分布，將通道分為上、中、下三部分進(jìn)行規(guī)劃。圖3為構(gòu)皮灘地下廠房系統(tǒng)施工通道空間規(guī)劃示意圖。圖3　構(gòu)皮灘地下廠房系統(tǒng)施工通道空間規(guī)劃示意圖為滿足構(gòu)皮灘地下洞室群施工需要，總共布置了20條主要施工支洞，支洞總長達(dá)。構(gòu)皮灘大型地下洞室群

8、布置非常復(fù)雜，加之受復(fù)雜巖溶系統(tǒng)影響后，其施工通道規(guī)劃的合理性尤為重要，在工程建設(shè)中根據(jù)巖溶揭露情況和工程進(jìn)