摘要：水利工程施工中洞室开挖较为常见，选择合适的施工技术可以提高工程进度。本文联系具体工程，分析水利工程施工中洞室开挖技术与注意事项，确保工程质量。
关键词：水利工程；洞室开挖；技术要点
引言
由于水利地下洞室开挖每层的场地有限，增加资源投入，受场地制约而导致工期无法压缩，因此，对于工期紧、任务重的大型地下洞室实施快速施工就显得尤为关键。xx抽水蓄能电站为一等大（1）型工程，主要建筑物按1级建筑物设计，次要建筑物（护坡、挡土墙等）按3级建筑物设计，临时性水工建筑物按4级建筑物设计。电站总装机容量1400MW（4×350MW），设计年发电量23.41亿kW·h，年抽水电量31.21亿kW·h。上水库正常蓄水位1392m，相应库容896万m3，下水库正常蓄水位945m，相应库容1220万m3。本电站枢纽主要由上水库、下水库、输水系统、地下厂房及开关站等建筑物组成。
1 施工范围及主要工程量
1.1 输水系统
输水系统洞挖包括上水库进/出水口、引水隧洞、引水调压井、尾水隧洞四部分。（1）上水库进/出水口指上水库1#、2#闸门井开挖；（2）引水隧洞含引水上平洞、引水上斜井、引水中平洞、引水下斜井、引水下平洞、引水岔管、引水支管、引水高压管道排水廊道；（3）引水调压井开挖包含1#和2#引水隧洞上平段的2个调压室；（4）尾水隧洞洞挖含尾水支管、尾水岔管、尾水隧洞三部分。
1.2 地下厂房系统
地下厂房系统包括主副厂房及安装间、主变洞、尾闸洞、母线洞、出线洞、排风排烟洞、自流排水洞以及其他辅助洞室。
1.3 上下库相关洞室
上下库相关洞室包括上水库排水廊道及辅助洞室，上水库AB截水洞，上库盆排水观测廊道，上库盆进出水口；下水库1#、2#泄洪洞，下库大坝左右岸帷幕灌浆廊道，下水库拦砂坝洞挖等内容。
1.4 施工支洞
本合同段需要承担的施工支洞共10条，即1#~10#施工支洞。10条施工支洞分别作为从输水系统到地下厂房系统不同洞室的施工通道。支洞总长度为4.51km。本合同洞挖工程总量为127.6万m3。
2 洞挖施工特点分析
（1）本枢纽工程输水道采用一洞二机布置型式，主厂房、主变洞、尾闸洞三大洞室平行布置。另外厂区三层渗排廊道以及众多施工支洞都集中布置在右岸山体内。这些洞室纵横交错、平竖相贯，组成复杂的大型地下洞室群，工程项目繁多，洞室开挖施工程序非常复杂；（2）进厂交通洞、通风兼安全洞、上下库连接道路由其它标段承担，进厂交通洞给本标段交面时间为2018年12月31日，通风兼安全洞给本标段交面时间为2018年9月30日，上下库连接道路竣工验收的时间预计为2019年8月31日，为本标提交工作面的时间较晚，造成厂房系统、引水系统下平洞工期较紧；（3）主厂房（包括安装间及副厂房）的开挖尺寸为177.5m×25.5m×57.5m（长×宽×高）。主变洞开挖尺寸为153.50m×19.50m×21.80m（长×宽×高）。尾闸洞开挖尺寸为：122.40m×8.00m×18.50m（长×宽×高）。厂房系统洞室开挖跨度大、断面大、边墙高，开挖支护施工难度大，施工质量要求高；（4）主厂房、主变室岩性为微风化花岗闪长岩，结构面以Ⅳ、Ⅴ级为主，Ⅲ级结构面为小断层，不发育。岩体完整性较好，呈次块状、块状结构，围岩以Ⅱ～Ⅲ类为主。由小断层与节理裂隙相互组合构成的块体多数稳定性好，但主厂房顶拱、上游边墙部位的少数块体在开挖过程中，受爆破影响，可能失稳，应加强清除和支护处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆厂房区岩体为微透水性，渗透系数小，主厂房、主变室渗漏量均较小，每天渗漏总的量为811.08m3/d，应加强排水措施；（5）厂房系统洞室群各洞室相互关系复杂，且大多施工支洞均从进场交通洞开洞展开，开挖渣料大多从进场交通洞交通洞运出，导致进场交通洞车流量巨大，开挖通风管路布置密集；（6）根据厂房区实测地应力结果，洞室围岩发生岩爆的可能性较小；但在厂房区开挖后，局部围岩有发生轻微岩爆的可能性，尤其母线洞与主变洞、主厂房相交处，以及主厂房底板角点和主厂房拱角应力集中区发生轻微岩爆的可能性较大，应注意防护。厂区排水灌浆廊道较多、布置分散，洞身较长，开挖断面较小，出渣及通风散烟有一定难度。地下洞室群纵横交错，且绝大多数的通道均通过进场交通洞，确保工作面及进场交通洞内空气质量有一定难度。
3洞室开挖重难点与对策分析
3.1 厂房系统
主厂房开挖尺寸宽25.5m、主变洞开挖尺寸宽19.50m，主厂房、主变室岩性为微风化花岗闪长岩，岩体完整性较好，呈次块状、块状结构，围岩以Ⅱ～Ⅲ类为主，结构面以Ⅳ、Ⅴ级为主。厂房系统结构面围岩相对较差，洞室开挖跨度大、断面大、施工质量要求高，顶拱层开挖支护施工难度大，是开挖施工的重中之重，主要对策如下：
（1）现场组成一支以经验丰富的地质工程师为主的地质预测预报小组，随时深入现场指导施工，提出开挖支护建议措施，必要时采用超前探洞、探孔探测摸清详细地质情况，以便采取应对措施。对围岩条件较差的部位，采取超前支护措施。
（2）以“锚控支护”为核心，最大限度的控制围岩变形。局部结构面发育带的开挖采取“超前探测、预灌浆、短进尺、控爆破、少扰动，早封闭、强支护、勤量测”的施工措施，确保成洞围岩稳定；对多种支护形式并存的边墙、顶拱采取由浅到深、由表及里的支护程序，保证施工安全和洞室成型质量。
（3）厂房顶拱层采用中导洞先行贯通，两侧预留岩体扩挖。浅层锚喷支护紧跟开挖掌子面，锚索跟进扩挖掌子面进行施工。同时视揭露的围岩情况可局部进行随机支护和架立临时钢支撑。
3.2 输水系统
引水系统有4条长斜井，最长的斜井达290m，开挖难度较大，特别是斜井施工的安全隐患多，对反井钻施工导井的精度要求高。是洞室开挖施工控制的重点。主要对策如下：
（1）竖（斜）井施工方案
结合本工程实际计划投入2台AT3000型反井钻用于引水系统长斜井的施工，另外投入2台LM300型反井钻机用于其余竖井的施工。
（2）保证竖井贯通精度的措施
对业主提供的网点进行全面校核，建立自己的区域施工网和进洞基本导线。对进洞基本导线点的坐标设计和测量数据，坚持对测量大纲和测量成果进行复核评审。建立校核导线，坚持对基本导线定期校核。竖井导井施工采用反井钻，根据我单位施工经验，以及形成的一整套反井钻施工工法（国家级工法），严格按照此工法施工，完全可以在复杂工程地质及水文地质情况下确保导井的钻孔精度。
（3）避免塌方和坠石，确保人员设备不发生安全事故的措施
做好地质预探工作，同时提前做好地质问题处理预案。准备好型钢支撑，专用锚杆等物资，同时可采取预灌浆等地质处理措施。设备操作人员在进行设备操作及施工人员在进行施工作业时，均应安排专业人员进行监控，发现危险及时警示，立即采取措施撤离至安全地带。施工台车等设备安装防坠落安全装置和上、下限位装置。
4 结语
总之，大型地下洞室快速开挖施工方法既保证了施工质量，又加快了进度，降低了成本，取得了较好的经济效益，值得在同类工程施工中推广应用。下一步将研究大型地下洞室快速开挖施工方法在地下洞室主变洞和地下厂房中的应用。
参考文献
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[2]曹文磊.浅析水利水电施工中洞室开挖施工安全技术[J].农业科技与信息，2017（13）：117-118.
[3]罗应贵，胡辉.水利水电施工中洞室开挖施工安全技术探讨[J].水利技术监督，2017，25（03）：48-50.
论文作者:彭子刚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2019/1/4
标签：厂房论文; 围岩论文; 水库论文; 系统论文; 斜井论文; 地下论文; 廊道论文; 《建筑学研究前沿》2018年第27期论文;