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摘要：近年来，随着经济以及科技的快速发展，调压室顶拱开发技术也得到了重大的发展，但是在现实运用中仍然存在一些问题，受到社会大众的广泛关注。大跨度调压室顶拱开挖支护施工技术在整个调压室顶拱开挖支护过程中是至关重要的，顶拱施工质量安全及进度都受到其深深的影响，经由施工项目部等部门报送专项施工技术方案后，监理工程师就要对施工技术方案进行严格的审查，运用专业的知识来指导工作的进行，保障现场施工技术能够得到良好的成效。
关键词：大跨度；调压室；顶拱开挖支护；施工技术
引言
近年来，关于大跨度调压室顶拱开挖支护施工技术的理论研究越来越多，相关的专业性指导也集中在专业领域展开。因此大跨度调压室顶拱开挖支护施工技术在施工中的作用可见一斑，大跨度调压室顶拱开挖施工技术在顶拱的施工建设中至关重要，关系到工程质量，关系到社会以及民众的生命财产安全。对于大跨度的调压室拱顶进行专业的分析和勘测，施工单位能够在精确详尽的数据分析后得到最安全最可靠的设计方案，保证大跨度调压室的安全开挖与支护。
一、相关工程概况
1.1大跨度调压室工程概况
就目前我国相关工程概况来看，水电站经常会运用到大跨度调压室，在调压室的开挖与防护工作上设计还是合理的。比如雅砻江锦屏二级水电站，它是在利用150km的天然落差上建立引水隧道进行截弯取直的，水头约有310米，工程枢纽大致由首部拦河闸坝、引水系统以及地下厂房构成。在调压室设置方面，多设置在引水隧道的末端，阻抗孔、调压室竖井、事故闸门布置有关的闸墩、闸门检修和启闭平台以及闸门后通气孔等共同构成调压室的结构。在雅砻江锦屏二级水电站的调压室顶拱开挖断面为渐变城门洞形，根据现实情况设置各自的长与宽，目前雅砻江锦屏二级水电站的调压室是全亚洲最大的阻抗式调压室。
1.2大跨度调压室顶拱开挖支护施工技术的特点
1.2.1工程量大
大跨度调压室顶拱开挖、支护的工程量是相对较大的，在施工上难度较大，工期长但是工期也很紧，在施工强度上更是与其他工作不可以比。石方洞要挖到一定的深度，喷混凝土要根据实际情况进行喷制。砂浆、锚杆以及锚索等设施的数量和技术要求也应该要掌握到位，可见在工期紧张的情况下进行开挖支护工作量是重大的，在工作中还要注重细节。
1.2.2支护类型多样且复杂
大跨度调压室的开挖与防护在技术运用上也是具有复杂性的，就支护类型来说，就有数十种支护类型，单锚杆来说就有普通砂浆锚杆、锁口锚杆以及二次张拉预防力锚杆等多种，更包含有喷钢纤维混凝土、锚筋桩、置换混凝土等支护类型，其类型在更多的建设中所采用，具有一定的多样性。除此多样性之外，支护的施工也比较复杂，在人力物力方面所需要的资源也比较多，更需要有专业的技术指导。在复杂的支护类型运用下，其施工的技术含量就相对就比较高。
1.2.3调压室开挖后的稳定性问题突出
调压室施工单位在进行施工方案时，应首先考虑到开挖的稳定性问题，要在开挖过程中时刻注意安全作业。因为一般在对大跨度的调压室进行开挖时，常常会开挖出高度较大的墙面，净高应达在110米至150米之间，不过也有高强度的开挖，这些精确的数据根据实际状况进行。在开挖之后会形成一堵高边墙，并且跨度比较大，并且与尾水管贯穿部位挖空率高，但是正是因为以上原因，往往在开挖卸荷后边墙围岩的稳定性会比较突出，稳定性能否得到有效的解决关系到工程质量以及工期是否顺利完成的问题，应该引起施工单位的重视，及时发现安全作业问题，并针对性的采取措施进行补救。
1.2.4工程地质条件复杂
在对调压室顶拱的开挖过程中，施工人员会随着开挖的不断进行会发现该地区复杂的地质环境。工程地质条件复杂大大影响了顶拱的开发与防护工作的进行，会给施工工作带来一定的难度。在许多地区的调压室开挖中，逐渐揭露该地区的地质状况，能够证实大的裂隙发育带贯通整个调压室上下游。并且在地质复杂地区常常遇到溶洞发育地带，受溶洞结构面以及岩溶发育的影响，围岩常出现许多受侵蚀的问题，甚至给稳定性带来一定的影响。
1.2.5大跨度调压室开挖与防护工作受限于场地
大跨度调压室的开挖与防护技术在建筑过程中是至关重要的，但是大跨度调压室的施工环境是在一个比较封闭的工作环境，在空间上会受到场地的限制，施工现场需要的机械布置较多，但是在有限的空间范围内是不可能完全达到要求的，所以在施工现场机械设备不完备，极大的降低了施工效率。除此之外，施工场地开挖与支护存在交叉作业，与此同时调压室的施工工作也在进行，两者造成的干扰较大，在很大程度上影响工程建设的效率，面对低效率的工作，施工循环次数增大，所消耗的人力物力、财力都比较大，给工程进程也带来了一些负面影响。
1.2.6大跨度调压室开挖剖面图的对比
大跨度调压室开挖的剖面有横向和纵向，在不同的剖面图上能够看到不同的数据，方便从各个观测位置了解调压室的工程设计。大跨度调压室横剖面上（如图1所示），可看到调压室与尾水管、尾水洞交汇部位存在应力二次释放，在一定程度上影响该部位围岩的稳定性。
图1 大跨度调压室横剖面图
在大跨度调压室的纵剖面图上（如图2所示），大跨度调压室的防护支洞设计的比较多，在交通洞中逐层分级，以助于实现交通运输的便利。调压井的位置、高度在数据上有精确的标注。在调压井的中间部位，在437、50米的位置和434、30米的位置虽然相差不远，但是在实际的施工过程中却是马虎不得的。这些数据关乎到大跨度调压室顶拱的厚度，也是保证安全性的重要保障。一旦距离错乱的话，日后会在调压室的建成期内发生坍塌、滑落事故，给工程建设带来一定的损失，并且工程质量以及投入使用的进度都会受到很大的影响。
二、大跨度调压室顶拱开挖支护施工方案及实施
2.1施工程序
调压室顶拱为渐变型门洞型，顶拱的防护措施只能进行锚喷处理，顶开挖高度15.25米，拱跨度大（最大开挖跨度30米）。在进行大跨度洞室开挖工作时，开挖质量要求比较高，施工难度大，安全风险大。为确保顶拱开挖施工质量工程稳定和施工安全，施工单位就会采取采取“两层、四区、六序”的开挖支护方案，这些方案也是充分考虑到以上工程的特点所制定的。在每层、每序开挖完成后都会进行相应的支护施工。
2.2大跨度调压室顶拱开挖与支护技术实施的方案
2.2.1序施工
通俗来讲，施工前的准备工作就是所谓的序施工。在完成各调压室横向交通洞以后，施工单位会逐一对顶拱进行序施工。首先在进行交通洞开挖支护时，会用自制施工钻爆平台加之手风钻钻孔的配合，通过中间掏槽后，会沿着一定的爆破网络周边光面展开爆破工作。爆破本着“弱爆破”的原则，在满足开挖质量的前提下，尽量采用弱爆破的方式，最大程度地减少单孔药量和最大单响药量，避免开挖爆破对周边围岩的扰动破坏。开挖过程中仍然要时刻注意围岩情况，再根据具体施工情况进行随机支护。利用之前施工的最后一茬炮对洞底进行垫渣处理。然后用自制平台配合手风钻钻孔的工作，反向进行周边的光面爆破。一般为了避免超挖遭到爆破，施工团队会在顶拱下游侧端的起点处往上沿着垂直方向打孔。随后，相继进行系统锚杆、钢筋挂网等支护。通过一连串的施工进行之后，最后将自制钻爆平台和手风钻配合进行造孔工作。
2.3支护方法
2.3.1调压室支护体系
大跨度调压室的防护工作要建立调压室支护体系。施工单位要根据设计图纸的支护参数及时进行锚杆支护，喷混凝土、钢筋网等支护手段也按情况做好准备。
2.3.2系统喷锚支护法
在工作进行中，若遇到不良地段，应在认真勘测的基础上实施防护与支护。在使用系统喷锚支护法之前要进行生产性试验，确保使用安全，验证是否能够在施工过程中优化工艺。
2.3.3预应力锚索施工
大跨度调压室如果要实施预应力锚索施工，将会受到洞室规模的限制。首先由先施工的洞室岩壁向未施工的洞室岩壁造孔，随后在施工的洞室开挖时，施工队伍要尽快寻找到锚索孔并进行扫孔，然后才要继续进行锚索下一工序的施工。
三、结束语
大跨度调压室的开挖与支护工作实际上是一项项目建设大、科技含量高且较为复杂的建设项目，施工条件和施工环境的限制更为调压室顶拱的开挖与防护带来了一定的困难。在施工过程中主要考虑的是围岩的稳定性，通过一系列建设尝试总结出工作方法，给予类似工程以借鉴。
参考文献：
[1]李富兵.构皮滩水电站尾水调压室开挖与支护[J].地下工程，2013-04-08.
[2]刘洪清.探析大跨度调压室顶拱开挖支护施工技术和监理_[J].价值工程，2014-08-11.
论文作者:鲁磊
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/16
标签：大跨度论文; 工作论文; 围岩论文; 施工技术论文; 防护论文; 过程中论文; 工程论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;