水电站特大型地下厂房洞室群开挖质量控制

水电站特大型地下厂房洞室群开挖质量控制

发表时间：2018-12-28T10:27:47.820Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第28期作者：万庆昌

[导读] 根据类似工程经验，大型地下洞室开挖需布置多条施工通道，传统的施工方法是由上至下分层、台阶法开挖。

中国水利水电第四工程局有限公司青海省西宁市 810000

摘要：水电站特大型地下厂房洞室群特点显著，如洞室密集、变强高等，造成施工难度增加。如果不能做好质量控制措施，极易引发群体质量问题。本文结合具体案例，分析水电站特大型地下厂房洞室群开挖时质量控制措施，提高施工质量。

关键词：水电站；地下厂房；洞室群开挖

引言

根据类似工程经验，大型地下洞室开挖需布置多条施工通道，传统的施工方法是由上至下分层、台阶法开挖。一般选择“中导洞先行，顶拱刻槽、反向扩挖”的方式进行分层、分区、分段、错距开挖施工。根据分层情况，由上到下依次利用施工通道并由每条施工通道负责若干层出渣任务。

1、水电站特大型地下厂房洞室群概况

1.1 工程概况

该工程为某市水电站工程，工程枢纽主要是由拦河大坝、泄洪建筑物以及引水发电建筑物等构建而成。其中，引水发电建筑物中涉及了电站进水口、引水隧道、压力管道、主厂房、主变室等诸多环节。引水系统中主要应用的分布方式为单机单管，地下厂区主厂房、主变室以及尾水调压室之间呈现出平行分布状况，尾水系统则是应用“三级一室一洞”分布形式。由于地下长建立在河流的中上游地带，水平深度高达0.3kM，垂直深度高达 0.34kM。周围岩石主要由斑状玄武岩、含斑玄武岩等构建而成，岩石整体质地较为坚硬，体积比较完整。地下厂区地层产状分布较为平缓，没有呈现出分层分布状况。

1.2 洞群设计

1.2.1 洞室群设计

引水发电建筑物作为洞室的主要构建成分，其具备的工程特性主要体现在以下几个方面。第一，主厂房，挖设尺寸为

423.14×81.2.×227.3（米），结构呈现出的特性为城门洞型，数量为3个；第二，母线洞，挖设尺寸为61.23×10.1×8.12（米），结构呈现出的特性为城门洞型，数量为20个；第三，主变室，挖设尺寸为351.45×34.23×20.12（米），结构呈现出的特性为城门洞型，数量为2个；第四，尾水调压室，挖设尺寸为316.45×96.45×24.12（米），结构呈现出的特性为上部城门洞型下部矩形井，数量为2个；第五，尾水扩散段，挖设尺寸为52.12×15.1×20.13（米）结构呈现出的特性为城门洞型，数量为20个；第六，尾水支洞，挖设尺寸为14.12×19.32（米），结构呈现出的特性为城门洞型，数量为20个；第七，引水隧道，挖设尺寸为 11.8（米），结构呈现出的特性为圆形，数量为20个。

1.2.2 施工组织

在引水系统以及厂房系统处于独立的状况下，需要进行前提探究，并结合探究结果，实现施工方案的设定，以此形成相互独立和约制的施工框架。首先，在主厂房中，需要实施十层挖设工作，而主变室则需要开展四层挖设工作，尾调室则需要进行十五层挖设。在分层分块的过程中国，应该秉持“平面多工序”的施工标准。其次，在压力管道洞、母线洞以及尾水支洞等施工过程中，应该秉持相邻两洞错开挖设的方式，先进行洞室支护施工，之后进行相邻洞室施工。此外，在上层支护施工工作完成之后，需要间隔一段距离，实现下层支护施工。最后，针对地质环境并不理想的洞段，应该采用“短进尺、弱爆破”的方式，必要的情况下实现超前支护。

2、洞室群开挖质量控制策略分析

2.1 科学设定质量控制标准

在进行水电站特大型地下厂房洞室群开挖的过程中，应该根据施工要求和标准进行，以此降低对周围岩石的影响，防止发生不必要的施工质量问题。要想保证水电站特大型地下厂房洞室群开挖工作的顺利落实，就要根据施工现场的实际情况，做好施工方案编制工作，并安排专业的质量管理人员，做好各个环节的监管工作，一旦出现施工失误或者不规范行为，第一时间制止，并要求进行施工质量核查，避免出现安全隐患，给后续施工工作的顺利开展增添难度。

2.2 加强各环节质量控制

2.2.1 优化施工流程和方案

要想保证在开展施工工作时，洞室的整体平稳度，在进行水电站特大型地下厂房洞室群开挖过程中，需要采用分层施工方式，第一时间建立支护，并在初喷混凝土以及锚杆支护结束之后立即进行挖设，确保预应力锚索和复喷混凝土低于挖设位置的0.06千米，和挖设处于平行状态，只有这样，才能给后续挖设工作的开展提供条件。在进行地下硐室挖设的过程中，需要应用光面爆破等施工技术，做好预裂孔以及造孔精度把控工作，尤其是预裂孔应用的药量以及药卷安放位置，降低爆破所产生的振动给周围岩石带来的影响，提升挖设的精准性，降低围岩应力集中。在相邻洞室挖设的过程中，应该根据对应的位置实现科学安排，并在洞和洞以及洞与井等位置提前进行支护，在交叉位置上科学设定洞段尺寸，并利用浅孔多循环短进尺等形式进行施工。在完成挖设工作之后，还要对混凝土衬砌锁口情况进行观察。

2.2.2 爆破试验和声波监测

要想降低在地下洞室爆破过程中给周围岩石带来的影响，需要开展多次爆破实验工作，并对岩体基本特性有所了解，采用预裂爆破、光面爆破等方式，把安全支点振动频率把控在10cm/s 范畴内。结合已经设定的分层分块方式以及爆破实验数据，根据对应的施工环节，选择对应的爆破方式和爆破数据。在进行爆破时，需要实施声波检测，获取围岩松动圈范畴，并结合检测结果，对洞室下方位置的爆破数据进行修整，以此降低对围岩的影响。

2.2.3 爆破钻孔措施

在进行造孔之前，需要结合拱顶中心线以及两侧腰线对钻杆位置进行适当的修整，在检查没有失误的情况下进行钻孔。在进行钻孔

时，需要确保各个炮孔均处于相对平行的状态，并且对槽孔中的杂物进行处理，保证崩落孔孔位偏差不得高于0.05米。在完成开孔工作之后，需要对其深度以及角度进行核查，及时找出偏差，保证钻孔处于同一平面上。

2.2.4 洞室顶拱层开挖及高边墙施工安全措施首先，利用拱顶实现导洞支护，之后挖设跟进，并实施周围光面爆破。光爆孔位偏差需要低于0.05米。在完成爆破工作中之后，还要对岩石情况进行核查，并做好喷锚支护工作。其次，顶拱下端位置的高边墙需要应用光面爆破技术，孔位偏差应该低于0.05米。最后，任何地下硐室爆破所应用的设施均以非电雷管起爆为主。

2.3 做好原材料质量以及施工进度的把控

做好原材料质量以及施工进度的把控是新时期加强洞室群开挖施工管理中质量控制的中心环节。要想提升质量管理效果，就要实施管理的动态化，在施工前期，根据施工实际需求，做好对混凝土、土料等原材料质量把控，并做好抽样试验，以提高其与工程质量控制要求的相符性，更好地满足工程需要。而且，要针对施工全过程进行合同化管理，要严格以合同规范作为施工的有效依据，抓好施工质量管理的关键点，从而提高洞室群开挖整体的质量控制效果。此外，洞室群开挖技术单位还可以通过定期开展施工质量安全研讨会的形式，提升管控效果。

2.4 建立监督管理制度

建立监督管理制度同样是新时期加强洞室群开挖施工管理中质量控制的重点。现阶段，我国洞室群开挖的监督管理制度还不完善，技术人员的专业程度还不够，所以加强监督管理制度的建立，可以有效地提高洞室群开挖质量管控的有效性与科学性。加强人员技能培训与考核。①要完善相关的评价标准，强化对于监督管理人员的规范化管理，提升整体素质。②发挥出监督管理制度的效用，设立监督小组，对质量管理人员进行实时监督。③加强监控设备的应用，运用现代化的监管技术，实现监管的全面性，从而提高质量控制效率。

3、结语

总而言之，由于水电站特大型地下厂房洞室群开挖自身含有一定的繁琐性，在进行施工时，要想保证施工质量，就要做好一系列施工质量管理工作。结合工程实际情况，合理选择施工方案和工艺，并加强各个施工环节管理力度。

参考文献

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