水电站大型地下厂房特殊部位开挖支护技术研究.pdf

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1、第47卷第21期人民长江Vo1．47．No．212016年11月YangtzeRiverNOV．，2016文章编号：1001—4179(2016)21—0067—05水电站大型地下厂房特殊部位开挖支护技术研究陈浩，王霄(中国长江三峡集团白鹤滩工程建设部，四川凉山615421)摘要：以我国已建和在建的大型水电站地下厂房洞室施工实践为依据，系统总结了厂房顶拱、高边墙、母线洞等特殊部位的专项施工技术，并总结出了“先中后边、先软后硬”，“施工分层、一次预裂”及“先洞后墙、通层加固”的技术原则。随后运用三雏有限元计算软件，对相关技术的施工效果进行仿真模拟，分析施工

2、工艺对地下洞室施工开挖和围岩破坏的影响，有效地论证了施工技术的可靠性。关键词：厂房顶拱；高边墙；母线洞；地下洞室中图法分类号：TV731．6文献标志码：ADOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2016．21．015据统计，我国水能资源总量的3／4主要集中在西小，可先开挖中导洞，以便于在后期扩挖增加工作面，部地区的高山峡谷中，受地形限制以及其他各种因素并利于出渣运输。“先软后硬”施工，可先挖除较软岩影响，这些地区的大型或特大型水电站，如龙滩、小湾、体并提前支护，同时保留的岩柱能起到支撑作用。溪洛渡、向家坝、锦屏一级、锦屏二级、白鹤滩、

3、水布垭、围岩条件较好时，先开挖中间部分，布置普通砂浆瀑布沟、糯扎渡、两河口等，以及抽水蓄能电站都必须锚杆并初喷混凝土，再向两边扩挖，以保证顶拱开挖之采用地下厂房布置方式。水电站地下厂房的建设形成后对围岩的扰动较小。若开挖洞室较大，或遇不良地了众多特大地下洞室群，大型地下洞室群的特殊部位质条件部位，可采用“顶拱中导洞领先开挖施工工对洞室群的整体稳定影响较大，是施工开挖过程中极法”，在中导洞开挖时预留保护层，采用手风钻造孔，为重要的部分。这些特殊部位主要包括洞室顶拱、高以提高钻孔精度并减少纵向开挖的超挖值，减小开挖边墙、多洞室岔口、调压室穹顶等。在复杂赋存环

4、境条对围岩的扰动。件下，特殊部位的开挖卸荷对围岩扰动问题更加突出，“先软后硬”的开挖方式，是对较软岩体先行导洞这些特殊部位的围岩稳定控制不好，会对地下洞室群开挖支护后，再开挖较硬岩体，可以较好地保持洞室整整体稳定产生巨大影响，因而必须在施工中重点关注。体稳定。例如对于龙滩、溧阳等工程，先进行两侧软弱本文针对不同部位的特殊情况，总结了工程施工实践岩体的导洞开挖，以使两侧软弱岩体和应力容易集中中相应的关键施工技术，并运用数值理论论证其合理的地方优先得到支护，稳住拱肩，再跟进拆除中间岩性。柱，较好地保持了洞室顶拱的稳定。在两侧导洞开挖中，根据岩层走向、倾角，先

5、开挖最不利于稳定的一侧1厂房顶拱开挖与支护技术导洞，布置普通砂浆锚杆和初喷混凝土；再开挖另一侧厂房顶拱开挖应当推行精细化管理，严格控制工导洞，使两侧导洞形成错距开挖。当两侧导洞完成设程质量和安全，依据大量厂房顶拱开挖施工经验，总结计支护后，才能拆除中间岩柱，在顶拱层开挖中力求减出“先中后边，先软后硬”的施工原则。围岩条件好小一次开挖跨度，确保施工和工程安全。时，围岩自稳能力较强，中导洞开挖对厂房顶拱扰动较溧阳水电站围岩条件较差，施工中采用“先软后收稿日期：2016—05—05作者简介：陈浩，男，工程师，硕士，主要从事水利水电工程技术管理工作。E—mail

6、：then—hao2@ctgpe．eom．en68人民长江2016g-硬”的开挖方式，先开挖两侧较软岩体，再挖除中间岩弱爆破、少扰动、封闭、强支护、勤量测”的丁艺要柱。采用三维有限了亡模拟不同丌挖顺序对厂房顶拱嘲旨，总结形成了“施1：分层、一次预裂、薄层外挖、随岩影响，结果如图1，2所示。支护”和“先洞后墒、逐层加固、隔墩支撑”的高边墙丌挖稳定技术。溧刚水电站为抽水蓄能}乜站，枢纽建筑物主要由l水库、输水系统、发电厂房及下水库等4部分组成。l乜站安装6台单机容量250MW的可逆式水泵水轮发电机组。地下厂房洞室群由主厂房、主变洞、球阀窜、线涧等洞室绀成。厂

7、围耢为英砂岩，I-I．火少量·l1薄层泥质粉砂。层问错动带、理裂隙发育，地下水中富，厂区围以Ⅲ、Ⅳ类为主。以溧阳水电站主厂房的歼挖为例，对主厂阡挖图1厂房顶拱“先中后边”开挖破坏区(Ⅲ类围岩)学虑一次歼挖分扦挖两种情况进行计算埘比。川：挖后破坏区分布盘【1网3，4所尔，两种开挖方案破坏区埘比如表l所。H丁以看出，分开挖方案的岩总破坏体积比一次挖方案的破坏体积小8．16万nl，总耗散能比一次JF挖方案小15521kN·nl，说一次"挖支护方案x1f洞周体应力的扰动较大。⋯于损伤累积影响，分层外挖的局部应和变形较一次Jl：挖币『Ij火}{1此说明，分层挖虽然

8、埘fj；l岩反复扰动，进而埘^郎浅层变形有所影响，但每次开挖量小，对⋯_!『l深