地下厂房不良地质交叉洞段施工的研究与应用

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1、工程施工东北水利水电2010年第10期［文章编号］1002－0624（2010）10－0020－03地下厂房不良地质交叉洞段施工的研究与应用王依山，刘永胜，张成柏，王鹤（中国水电六局官地施工局，四川西昌615704）［摘要］官地水电站地下厂房开挖施工时，严格控制爆破对边墙的振动影响，对设计进行优化，选择合理的爆破参数，爆破后及时进行支护，并应充分利用岩石弹性抗力。使地下厂房开挖的各项控制指标均在设计图纸、施工规范和合同技术条款要求范围内。［关键词］地下厂房；高应力；高边墙；不良地质；交叉洞段；开挖技术

2、［中图分类号］TV554［文献标识码］B1工程概述跨度大，支护型式多样，工艺复杂，开挖支护工期紧，特别是主厂房锚索施工强度高，为保证洞室群官地水电站位于雅砻江干流下游、四川省凉的整体稳定，合理安排主要洞室的开挖程序。山彝族自治州西昌市和盐源县交界的打罗村境2）顶拱围岩稳定和施工安全问题突出。厂房跨内，系雅砻江卡拉至江口河段水电规划五级开发度大，陡倾角、缓倾角岩层、错动带和裂隙发育，存方式的第三个梯级电站。主厂房布置在大坝轴在潜在不稳定块体，特别是副厂房和主厂房北端错线下游右岸山体内，采用单机单管供水，

3、共装4台动带发育，走向与轴线小角度相交，对边墙稳定影单机容量600MW的水轮发电机组，总装机容量响较大。在开挖过程中如何保证顶拱围岩稳定。2400MW。厂房（含安装间、副厂房）最大开挖尺3）主厂房开挖高差较大（76.3m），有4条压寸为243.44m×31.10m×76.30m（长×宽×高）。力管道、母线洞和尾水管在高边墙上开口，开挖高2地质条件边墙安全问题。地下厂房N端的副厂房、主厂房、S端的安装4）地下厂房洞室群中，洞与洞、洞与井交叉、相间均置于P2β15-2层角砾集块熔岩中，F2断层在贯部位较多

4、，洞室交叉部位洞间岩层(岩柱)厚度薄，距副厂房、主厂房、安装间边墙145m的西侧通过。应力集中，这些部位的围岩稳定及施工安全问题突主厂房区围岩以Ⅱ类为主，基本稳定，局部Ⅲ—出，必须采取措施确保施工安全和围岩的稳定。Ⅴ类；副厂房、安装间以Ⅲ类为主。但由于厂房规5）爆破质点振动速度控制要求高，如何优化模大，局部错动带及裂隙发育，其组合可形成不稳爆破参数，控制爆破单响药量，控制爆破质点振动定岩块，特别是在主厂房与副厂房顶拱部位、安装速度确保围岩稳定。间部位错动带的组合，形成潜在不稳定块体。因3.2开挖过程中

5、采取的措施此，在局部的顶拱及边墙、端墙部位有坍塌、掉块1）顶拱层开挖采取先进行已开挖中导洞支护及变形现象。工作，支护完成后，两侧错距扩挖的施工方案，根3施工难点与对应措施据已完成三大洞室的顶拱中导洞地质探洞揭露的地质情况，及时进行必要的超前支护或临时支护。3.1施工重点及难点2）系统支护及时跟进开挖断面，防止顶拱产1）地下厂房系统洞室多、结构复杂，主要洞室·20·2010年第10期东北水利水电工程施工生大的变形。4.2开挖产生岩爆和地下涌水处理方法3）在围岩地质情况恶劣的洞段，采取“短进尺、由于地下厂

6、房为高埋深，而且相对地应力集弱爆破、及时支护”的方案，必要时采取超前支护。中，而岩爆现象则是其最具体的体现，因此针对本4）严格控制单响药量，控制质点震动速度在地区特有的高地应力以及开挖容易产生岩爆的现规定范围内。象，采取相应的针对措施进行施工。岩爆控制的主5）顶拱层支护相应部位没完成前，禁止开挖要方法可以分为两类，一类以释放围岩应力为途下层。经，另一类则以降低开挖扰动为途径。以防为主方案主要目的是防止岩爆发生或者降低岩爆发生的4地下厂房开挖施工方法等级，以使损失降低到最小。根据不同的岩爆机制地下厂房开

7、挖主要采用钻爆法施工，由上至及岩爆烈度级别，以防为主方案重点包括：改善围下分11层开挖。地下厂房顶拱层采取水平掘进，岩物理力学性质、应力释放法、调整作业、待避政先进行中导洞开挖，待中导洞永久支护完成后，进策。以治为主的加固围岩具体包括：喷、锚、格栅钢行两侧扩挖（滞后中导洞永久支护30m），周边采架等加固措施。开挖主要考虑分上下两层开挖，上用光面爆破的方法开挖。第Ⅱ层、第Ⅲ层采取中部层开挖采取全断面的开挖方法，采取“超前地质预梯段微差爆破，第Ⅲ层中部梯段开挖边线采取预报和勘探、超前支护、短进尺、弱爆破、

8、少扰动、早裂爆破，两侧保护层采取光面爆破开挖。第Ⅳ～Ⅶ封闭”等措施。层以下采取中部梯段微差爆破，设计周两侧预留针对地下系统洞室部分在地下水位以下，而保护层进行二次开挖。第Ⅷ，Ⅸ层采取先开挖溜渣且地下水相对丰富的问题，主要针对开挖作业面井，再进行扩挖。第Ⅹ，Ⅺ层先从尾水管方向采用的涌水和渗水的大小，采取相应的措施。对渗水部水平掘进，先开挖中导洞（中部）进入厂房，待第位采取钻设排水孔，集中引排的方式进行处理。Ⅷ、Ⅸ层开挖完成后再进行扩挖施工，扩挖采用水4.3