摘要：老挝南公1水电站工程引水发电系统由电站进水口、引水隧洞、上游调压井、竖井、压力管道及地下厂房洞室群、尾水隧洞、尾水支洞及尾水出口等组成，本工程地下洞室多、洞室交叉多，施工干扰大，工程施工较为复杂。本文主要对本工程施工中可能遇到的重难点问题进行分析及拟采取的主要技术措施。
关键词：南公1水电站；引水发电系统；厂房洞室群；重难点分析
1工程概述
南公1水电站位于老挝南部的阿速坡省内的南公河上，为老挝、越南、柬埔寨三个国家的交界区域。南公1水电站工程由首部枢纽及引水发电系统组成，首部枢纽包括面板堆石坝、左岸溢洪道、左岸导流隧洞和右岸电站进水口；南公1水电站引水发电系统由电站进水口、引水隧洞、上游调压井、竖井、压力管道及地下厂房洞室群、尾水支洞、尾水隧洞、尾水出口等组成，引水发电建筑物布置于右岸，为单洞两机布置形式。
引水隧洞长2883.148m，为马蹄形有压洞，开挖直径7.4m，在引水隧洞尾部设置90m高、圆筒内直径9.0m的阻抗上室式调压井；调压井后接竖井及压力管道，压力管道主管长56.45m，直径4.8m，主管后接支管，支管直径3.4~3.2m，压力管道后接地下厂房。地下厂房洞室群包括主副厂房、主变室、尾调尾闸室三大主要洞室，以及进厂交通洞、主变运输洞、尾闸交通洞、尾闸通风洞、排水洞、进风洞、透平油室、出线洞、排风洞等辅助洞室。主副厂房、主变室、尾闸室兼尾调室为厂区枢纽三大主要洞室，该三大主要洞室呈平行布置。
地下厂房开挖尺寸为：80.5m×18.2m×44m（长×宽×高）。主厂房与主变室之间由2条母线洞连通，主变室尺寸为：47.3m×13.7m×17.3m（长×宽×高）。尾闸室开挖尺寸为 26.0m×10.0m×49.6m（长×宽×高）。
主厂房交通洞进口位于厂房右侧冲沟附近，为城门洞形，断面尺寸7.0m×6.0m。利用高线施工支洞兼作为高压出线洞断面尺5.0m×8.0m、排风洞断面尺5.0m×5.0m、尾闸交通洞断面尺5.0m×5.0m。
2 工程地质
引水隧洞沿线地形总体平缓，地形起伏不大，沿线地层为三叠系中～下统（T1-2）火山喷出岩，岩性为流纹岩。隧洞沿线地质构造较简单，Ⅰ、Ⅱ级结构面不发育，少量Ⅲ级结构面发育，但其倾角较陡，对洞室稳定有利；Ⅳ级结构面多数为挤压面，Ⅴ级结构面为节理裂隙等。岩体总体节理裂隙不发育，岩体呈整体块状～次块状结构，少量碎裂结构。
根据现场钻孔岩芯揭露，地下厂房方案地下洞室群均位于微新的流纹岩岩体内，岩性单一，岩芯RQD值均接近100%，岩体完整，岩质坚硬。地下洞室群围岩以Ⅰ、Ⅱ类为主，围岩稳定条件好。
3工程施工的重难点分析
根据本工程的特点，本工程的重难点主要有一下几点：
1）本工程引水隧洞单头最大控制长度约1.6km（含施工支洞），隧洞随着开挖长度的增加，洞内通风散烟问题较大。
2）本工程调压井深度约90m，压力管道竖井深度约140m，竖井开挖支护难度较大，人员施工安全保障困难。
3）本工程地下洞室群，交叉洞室、相邻洞室多，相邻洞室之间岩柱、岩层距离小，加之地质较复杂，对洞室轮廓成型及稳定皆会产生不利影响。
4）厂房开挖尺寸为80.5m×18.2m×44m，属于大洞室开挖。厂房开挖是本工程一大难点。
5）本地下厂房工程除高线支洞进行厂房、主变室和尾闸室上部施工外，其它所有洞室的施工皆由厂房交通洞进入，施工高峰期车辆进出频繁，交通压力大，相应安全问题突出。
6）主厂房尾水肘管及蜗壳外层等下部体积较大部位的混凝土温度控制要求高，是本工程混凝土施工质量控制重点。
4针对施工重难点采取的技术措施
针对本工程的施工重难点，拟考虑采取如下措施：
1）隧洞施工通风应考虑施工人员的正常呼吸需要和排除爆破及施工机械所产生的有害气体和粉尘等多方面因素，同时应满足洞内最小风速要求综合计算。考虑本工程超长隧洞特点，拟采取压入式通风方式，在各施工面洞口布置一台2×55KW轴流式，后接φ1200mm的软风筒，风筒挂设于隧洞顶部，随开挖延伸，风管口距工作面30m左右。为保证洞内风量、风压满足洞内施工要求，隧洞开挖长度超过800～1000米，增设一台37.5kw接力风机。洞内布置见图1。
图1 洞内布置图
2）本工程调压井深度约90m，压力管道竖井深度约140m。竖井较长，采用常规开挖方式很难实现，本工程考虑采用反导井法进行施工。首先拟采用BMC300反井钻机自上而下钻直径216mm导孔，再自下而上反扩为1.4m导井，形成溜渣通道后，在从上至下逐层下挖。反井法施工随着竖井深度的加大，施工难度也越来越高，尤其是在反井扩挖时，堵井事故率高。因此爆破时应采用浅孔爆破，且应控制爆块粒径，防止爆渣堵塞导井。同时为保证施工过程中人员安全，拟采取以下措施：在竖井周围设置安全围栏并布设安全网；开挖过程中跟进临时支护，防止松动岩块掉落造成人员伤亡；在导井上设置安全网，以防人员从导井掉落；人员上下采用爬梯，爬梯一定高度设置休息平台等。
3）本工程地下洞室群，交叉洞室、相邻洞室多，相邻洞室之间岩柱、岩层距离小，加之部分洞段地质较复杂，施工中洞室围岩稳定对确保工期和施工安全至关重要。为确保围堰稳定，在施工中应科学合理安排各洞室的施工顺序，避免各洞室施工相互干扰。地下厂房洞室群开挖采用钻爆法自上而下分层开挖，顶拱采用“先导洞，后扩挖”的方法，并严格按“新奥法”进行施工。对于较差地质条件洞挖段，在遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤观测”的同时，还应根据实际情况采取超前锚杆、小导管和管棚法施工。本工程由于地下洞室复杂，施工中应配备有丰富地下工程经验的地质工程师，同时应加强围岩原型观测，建立安全预报制度和风险防范制度，以尽量避免地下工程施工安全风险。
4）本工程地下厂房洞室最大，是本工程的难点和重点。地下厂房洞室开挖拟分为上、中、下三部分进行，共分六层施工，层高一般控制在5～9m之间，地下厂房开挖分层及通道布置见下图2所示。第一层主要以满足岩锚梁岩台上直墙保护层深度要求与顶拱锚杆施工时操作空间需要为依据，同时满足开挖厂房左端送风机室开挖要求，由厂房排风洞底板下卧0.8m，第一层开挖底高程为▽138.2m；第二层以满足岩锚梁锚杆施工及岩台开挖的合理空间高度控制，按以往经验，距岩台下侧边脚高度取2.5m，因而第二层开挖底高程▽132.7m；第三层以进厂交通洞底板高程控制开挖底高程，为▽125.4m，对安装间与副厂房底部采取预留1.2m保护层的方式进行开挖；第四层以交通洞经安装间后下卧的最大高度兼顾母线洞开挖施工需要，因此本层底高程为▽120.9m；第五层以压力管道岔管底板高程控制开挖底高程，高程为▽110.8m；第六层为▽110.8m，直至▽103.0m，由2#压力支管和尾水支洞控制开挖，直至局部的坑槽和小结构在大体积开挖之后进行施工，底板采取预留保护层的方式进行开挖。各层开挖高度及相应高程见表1-主厂房开挖分层参数及施工通道表：
图2 厂房开挖分层图及通道示意图
表1-主厂房开挖分层参数及施工通道表
5）本工程地下洞室埋藏深，开挖强度高，施工中应合理布置施工通道，尽早形成厂内自然通风条件；并采取在各施工交通洞口及岔洞位置设置大功率通风机通风，洞内柴油机械加装尾气净化器，爆破后及时洒水除尘等措施，以改善作业环境。
6）为保证主厂房尾水肘管、蜗壳外层等体积较大部位的混凝土温度控制要求，应采取如下措施：①在混凝土骨料仓搭设遮阳棚，尽可能使骨料温度不受日气温变化的影响，成品料仓堆料高度应大于6m；②厂房下部浇筑浇筑施工时段避开老挝高温时段，混凝土浇筑时间尽量选在夜间浇筑，充分利用低温季节和早晚及夜间气温低的时段浇筑。③加强混凝土运输和浇筑过程中的施工管理，加快混凝土的运输和入仓覆盖速度，缩短混凝土浇筑时间，减少运输、浇筑过程中的温度回升；④在混凝土浇筑完成后，应及时进行混凝土表面养护，防止外界高温热量向混凝土倒灌。
结束语
针对以上工程施工难重点进行分析，提前做好应对的技术措施，是本工程能够及时规避风险并顺利完成合同目标的前提，但在工程施工中，解决施工问题仅考虑采取技术措施是不够的，还应在施工中根据具体情况采取经济措施、组织措施和合同措施等其它措施，统筹结合，方能保障合同目标的实现，实现质量、安全和经济效益最大化。对本工程重难点的分析，一方面为以后同类工程施工提供一定参考和借鉴，另一方面也期望与同仁们探讨共同提高。
参考文献：
[1]水利水电工程施工组织设计手册第二卷：施工技术【M】.北京：中国水利水电出版社，1997.
[2]水利水电工程施工组织设计手册第三卷：施工技术【M】.北京：中国水利水电出版社，1997.
论文作者:周贤伟,尹斌,蔡云
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/3
标签：厂房论文; 隧洞论文; 工程论文; 竖井论文; 地下论文; 高程论文; 混凝土论文; 《基层建设》2018年第34期论文;