岩滩水电站扩建工程地下厂房施工总体设计

摘 要：岩滩水电站扩建工程为地下式厂房，地下厂房的开挖为本工程的关键线路项目，其施工进度直接关系到整个工程的进度，合理的施工通道布置，通风排烟组织，能有效果的缩短工程的施工工期，直接帯来经济效益。

关键词：地下厂房；开挖；施工通道；通风

1 工程概况

岩滩水电站位于广西壮族自治区大化县境内岩滩镇红水河上，坝址上游166km接龙滩水电站，下游83km有大化水电站，坝址以上控制流域面积10.66万km2，占全流域面积81.4%，电站总装机容量1810MW，其中包括一期工程装机容量1210MW，扩建工程装机容量600MW。

岩滩水电站扩建工程，主要布置于一期工程厂房右侧80m的山体内，为地下式厂房，装机容量2×300MW。枢纽主要建筑物有进水口、引水隧洞、主厂房、副厂房、安装间、交通洞、排风洞、主变室、尾水隧洞和厂房运输洞等洞室组成。地下厂房为首部式布置，引水隧洞、尾水隧洞均采用一机一洞布置。地下厂房纵轴线与一期工程坝轴线成35°交角，右端往上游偏转。地下厂房开挖宽度28.3～30.0m，最大开挖高度74.55m。

厂区第四系覆盖层不厚，主要地层为晚古生代华力西期辉绿岩（β μ）和后期石英脉侵入而形成的石英脉岩(q)和蚀变辉绿岩（D β μ），上游明渠局部有下二叠统栖霞阶（P1q）大理岩夹角岩分布。本工程地下厂房洞室群均属于浅埋型，属中等应力水平。厂区洞室全为辉绿岩侵入体的中心相上层暗色菊花状粗晶辉长辉绿岩和下层浅色条带状粗晶辉绿岩。主要矿物成分为白色基性斜长石和暗色普通辉石，具辉长辉绿结构和流动定向条带构造。

厂区洞室围岩以横河向分布的F48陡立逆断层为分界线，下盘上游侧绝大部为Ⅱ类围岩，深部低高程为Ⅰ类，上盘下游侧为Ⅲ类。Ⅲ类围岩与Ⅱ类围岩主要区别是陡倾角小断层较多，且有少量松软岩分布构成软弱面，陡、缓倾角节理发育较密，有少量地下水影响。

2 地下厂房施工特点

本工程为地下工程，受工作面的限制，地下厂房的开挖必须通过设置施工通道才能进行施工作业，且地下厂房的高度较高，必须进行分层开挖，每个开挖分层须布置施工通道；施工排烟条件差，需布置专门通风排烟设施；有少量的地下水，需采取施工期排水措施。

3 地下厂房施工

3.1 开挖程序设计

地下厂房的开挖施工按顶拱、上部、中部及下部四个部分共分十层进行开挖施工。

顶拱为▽188.00m～▽179.60m分一层；上部为▽179.60m～▽171.60m共分二层；中部为▽171.60m～▽1138.00m共分四层；下部为▽138.00m～▽113.45m共三层。地下厂房开挖分层设计见图1及图2。

3.2 施工通道布置

地下厂房施工时，永水工建筑物中能够被利用作施工通道的有排风洞、进厂运输洞、引水隧洞、尾水管、尾水隧洞；为满足施工要求，需另布置引水隧洞施工支洞、尾水隧洞施工支洞、尾水管施工支洞和厂房主变室顶拱施工支洞。

顶拱188.00m～▽179.60m按一层开挖，先中间导洞(宽10.0m)推进，后两侧(各宽10.0m)扩挖跟进，通过厂房排风洞、厂房主变室顶拱施工支洞出碴，

上部179.60m～▽171.60m，共分两层进行开挖(①▽179.60m～▽176.60m，②▽176.60m～▽171.60m)，逐层开挖逐层支护，通过竖井溜碴至地下厂房中部▽164.00m，通过进厂运输洞出碴；

中部▽171.60m～▽138.00m，共分四层进行开挖施工(①▽171.60m～▽164.00m，②▽164.00m～▽155.00m，③▽155.00m～▽138.00m)，逐层开挖逐层支护，通过竖井溜碴至▽141.5m，通过引水隧洞、引水隧洞施工支洞、进厂运输洞出碴。

下部▽138.00m～▽113.45m，共分三层进行开挖施工(①▽138.00m～▽130.00m，②▽130.00m～▽123.00m，③▽123.00m～▽113.45m)，逐层开挖逐层支护，通过竖井溜碴至▽113.45m，通过尾水管、尾水管施工支洞、尾水隧洞施工支洞、进厂运输洞出碴。各部分的施工通道布置详见图3。

3.3 出碴运输方式

地下厂房的施工运输方式均采用无轨运输方式。

开挖主要通过以下4条通道出碴。①顶拱出碴通道：厂房排风洞、厂房主变室顶拱施工支洞；②上部出碴通道：进厂运输洞；③中部出碴通道：引水隧洞、引水隧洞施工支洞、进厂运输洞；④下部出碴通道：尾水管、尾水管施工支洞、尾水主洞施工支洞、进厂运输洞。

4 施工通风

由于地下厂房受地形条件的限制，施工地下厂房开挖施工期间通风十分困难，需布置专门的通风通道用设施才能满足工程施工通风排烟要求。

根据地下厂房的施工规划，地下厂房在施工期可利用永久洞室结合施工支洞作为临时的通风通道。

在进行地下厂房顶拱施工时可利用厂房排风竖井及厂房排风洞作为通风通道；进行中上部、下部及底部施工时，可利用厂房排风竖井、厂房排风洞、进厂运输洞作为主要的通风排烟通道。

5 施工排水

地下厂房在施工期，积水主要是通过岩体渗入基坑的地下水和由于施工所产生的废水。地下厂房的施工排水采用潜水泵抽排，水泵的高程根据开挖的进程不断调整。主厂房未开挖贯通前，主厂房顶拱部分开挖的施工排水通过排风洞向外抽排；主厂房开挖贯通后，在进厂运输洞设一个集水井，所有的积水抽到进厂运输洞集水井，再通过多级离心泵抽排至洞外。

6 结语

本工程装机规模较大，技术经济指标优越，地下厂房施工为本工程的关键线路，采用先进、合理的施工组织设计，研究地下厂房的总体施工布置，缩短地下厂房开挖的施工工期，具有重大的经济效益和现实意义，岩滩水电站扩建工程是我国在建的大型地下工程之一，其施工总体布置方案直接影响到工程的施工工期，研究各洞室的施工方案、出碴方式、施工通风技术等问题将促进我国地下洞室群施工技术的进步。

参考文献

[1] 康世荣、陈东山、赵端伟，等.水利水电工程施工组织设计手册[M].北京：水利电力出版社，1986：165-167。

[2] DL/T 5397--2007，水电工程施工组织设计规范[S].

[3] 广西电力工业勘察设计研究院.岩滩水电站扩建工程可行性研究报告[M].南宁：广西电力工业勘察设计研究院，2005。

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