地下厂房Ⅰ层开挖支护工程施工措施概论

主厂房Ⅰ层开挖支护施工技术措施

1 概述

1.1 工程概况

1.1.1 工程特性

澜沧江糯扎渡水电站厂房系统布置在坝址左岸，由主副厂房及安装间、主变室及母线洞、出线竖井及500kV地面开关站、通风系统、厂区防渗排水系统、运输交通洞及回车场等组成。主、副厂房及安装间工程由地下厂房、1#～9#尾水管及1#、2#空调机室组成，其中地下厂房从右至左为副安装场、机组段、主安装场和地下副厂房。主厂房开挖分层见附图1。

主厂房主要工作内容包括：石方洞挖、喷锚支护(含预应力锚索)、排水孔、混凝土浇筑、灌浆、砖砌体、金属结构制作和安装、预埋管件、厂房初装修施工等。主厂房建筑物工程特性及施工内容见表1，工程量见表2。

表1 厂房系统主要建筑物工程特性表

表2 厂房系统主要工程量汇总表

其中，Ⅰ层工程量统计见下表：

1.1.2 地质条件

本工程洞室主要位于弱风化～新鲜的坚硬花岗岩体（γ43~γ51）地层中，主要为块状结构或整体结构岩体。属于Ⅳ级结构面的小断层、挤压面平均发育间距约为23.5m左右；一般发育二组节理，多为微张或闭合的刚性结构面。洞室群一般在引水竖井下部高程以下位于地下水位中。

根据设计地质资料，主厂房区域发育Ⅲ级结构面的断层有F20、F22和F23三条，断层影响带较宽，岩体破碎，不规则节理发育，多为散体结构和碎结构岩体。F23断层横切厂房主安装间；F22断层横切9#机附近厂房；F20断层横切5#机附近厂房。

由于三条断层均倾向下游，对大洞室下游边墙开挖稳定影响较大；F20、F23断层走向与厂房轴线夹角在44°～56°之间，倾角在58°～78°之间，对厂房顶拱和边墙影响范围大，其中F23断层影响带规模相对而言较大，宽度达4.8m，

厂房开挖中需重点关注本断层对围岩稳定的影响，尤其是顶拱、岩壁吊车梁部位。F21断层走向与厂房轴线接近垂直，影响带规模小，对厂房开挖围岩稳定影响不如F23断层突出。

1.1.3 目前工程形象面貌

截至2007年1月10日，主厂房Ⅰ层中导洞已全部开挖完成，形成8.0×7.0m（宽×高）中导洞，累计完成石方洞挖量约21162m3。主厂房上游侧上层排水廊道已完成厂帷0+250～0+529段的开挖。3#-1施工支洞已开挖0+000～0+014段。

主厂房运输洞由于C5-1标施工进度滞后，工作面交接时（1月23日）各部位进度如下：第一工作面1+395～洞口段开挖、支护、砼衬砌已全部完成，其中塌方段（约1+365～1+395段）上导洞已处理至1+381桩号；第二工作面0+762～1+070段上半洞开挖完成。尾闸运输洞目前已开挖至0+558.5桩号。

接手工作面后，前期我单位主要工作在进行主厂房运输洞第一、第二工作面、尾闸运输洞、6#工支洞、3#施工支洞等各工作面的供风、供水、供电管线的改造和敷设，目前该项工作已基本完成。

1.2 施工布置

1.2.1 施工通道

厂房Ⅰ层开挖支护以3#施工支洞作为主要出渣、材料运输施工通道。

1.2.2 风、水、电及通讯

施工供风：由布置堪界河渣场的原C1标压风机站进行扩建后，经由3#施工支洞，从主厂房右端墙进入，敷设一套供风管路，主要供前期主厂房Ⅰ层中部扩挖支护用风以及上下游侧扩挖支护用风。后期待上层排水廊道与10#

施工支洞贯通后，经由3#-3施工支洞、上层排水廊道、10#施工支洞进入主厂房，布设一套供风管路，作为主厂房Ⅰ层中部扩挖支护供风用。

通风散烟：在3#施工支洞洞口布置2台1100m3/min轴流式通风机，进行负压接力通风。后期4#施工支洞与副排风竖井贯通后，通过3#施工支洞正压通风，副排风竖井排风，形成系统的进排风通道，改善厂房开挖通风条件。

施工供水：施工用水由C1标施工期间布置在堪界河排水洞内的水池进行供水，经由3#施工支洞，从主厂房右端墙进入，敷设一套供水管路，主要供前期主厂房Ⅰ层中部扩挖支护以及上下游侧扩挖支护用水。后期待上层排水廊道与10#施工支洞贯通后，经由3#-3施工支洞、上层排水廊道、10#施工支洞进入主厂房中导洞，增设一套供水管路，作为主厂房Ⅰ层中部扩挖支护用。

施工排水：在作业面附近布置临时潜水泵，沿3#施工支洞内排水管抽排至洞外的原堪界河污水处理系统，经沉淀处理后排走。

施工供电：在主厂房风水电管线改造完成前，利用3#施工支洞洞内的500KV A变压器（原C5-1标供电系统）；风水管线改造完成后，利用3#-1号施工支洞与3#施工支洞交叉处的800KV A变压器进行供电。经由3#施工支洞，从主厂房右端墙进入，敷设一套供电线路，主要供前期主厂房Ⅰ层中部扩挖支护用风以及上下游侧扩挖支护用电。后期待上层排水廊道与10#施工支洞贯通后，经由3#-3施工支洞、上层排水廊道、10#施工支洞进入主厂房中导洞，增设一套供电线路，作为主厂房Ⅰ层中部扩挖支护供电用。

施工通讯：使用场内有线电话、移动电话。

2 厂房Ⅰ层施工程序

2.1 施工程序安排说明

（1）开工后，加快第一层排水平洞上游侧洞段的开挖支护，并尽快完成监测仪器埋设，为尽早进行主厂房Ⅰ层扩挖创造条件。同时，在前期风水电管线改造时段内，尽早完成3#施工支洞底板砼浇筑，改善洞内交通条件和文明施工环境，对后续厂房大规模开挖施工也有很大帮助。

（2）鉴于工程开工后，尾闸运输洞还有500多米未完成，事实上已不可能形成双工作面进行厂房Ⅰ层扩挖的局面，因此施工中主要考虑利用Ⅰ层中导洞和3#施工支洞作为通道进行开挖。

（3）根据中导洞开挖揭露的地质情况看，厂房Ⅰ层地质条件总体较好，岩体比较完整，对开挖极为有利。施工中，Ⅰ层扩挖分四部分进行施工，中部扩挖区按12.0m宽，高10.0m考虑（顶部高程EL640.60，底部高程EL630.60）；两侧均为9.5m宽，并下挖2.0m（底部高程EL628.60），以便于拱脚部位9.0m 长系统锚杆施工，底部为2.0m厚水平层，考虑Ⅰ层的文明施工及两侧的出渣车辆进出方便，紧随上游侧扩挖挖除。施工中，Ⅱ、Ⅲ类围岩排炮进尺控制在4.0m以内，不良地质段按1.0～2.0m进尺控制。

（4）厂房Ⅰ层中部扩挖前期，主要通过三臂凿岩台车开挖，为保证开挖顶拱质量，在扩挖时顶部预留80cm保护层；在扩挖进入最后阶段（开挖进入顶拱80cm保护层范围时），须严格控制开挖进尺在1.5～2.0m范围内。

（4）为改善洞内通风散烟条件，在中部扩挖手风钻台车组装期间，安排进行厂房左端墙4#施工支洞、副排风洞开挖，在副排风平洞开挖结束后，从EL821.5平台用反井钻机开挖导孔和反导井，进行副排风竖井的开挖施工，副排风竖井开挖结束，通过从3#施工进风，从副排风竖井排风，形成畅通的进排风通道，改善厂房内开挖通风。