地下厂房一层开挖支护措施讲诉

引水发电系统主副厂房(安装间)Ⅰ层

开挖支护施工技术措施

一概述

1.1 工程设计概况

地下厂房系统布置在引水发电系统中部，包括地下洞室群和地面开关站等工程。其中地下洞室群以发电厂房、主变洞为主，上下分层、纵横交错的布置有安全兼通风洞、进厂交通洞、母线洞、出线洞（竖井）、进风廊道（竖井）、排水廊道及其他辅助洞室，地下洞室群规模较大。

地下厂房由主厂房和副厂房组成，主厂房包括主机间和安装间。主机间、安装间、副厂房呈“一”字形布置。主机间内布置4台机组，安装间布置在主机间左端，副厂房布置在主机间右端。地下厂房开挖尺寸为196.10m×26.80m×68.55m（长×宽×高），主厂房内安装4台额定容量230MW的立轴混流式水轮发电机组，采用一机一缝的布置方式。主厂房开挖跨度：岩壁吊车梁以下为26.80m，岩锚梁以上为28.30m。2#～4#机组段长度均为29m，1#边机组段长度为35m。

另外，厂房系统右端利用安全兼通风洞工程进入；厂房系统左端利用上层排水廊道工程进入。

1.2 地下厂房Ⅰ层概况

主厂房布置于河床右岸，主厂房、安装间呈“一”字形布置。厂房总长度为196.1m，其中安装间长56.7m，主厂房长122.4m。副厂房长17.0m，厂房顶拱开挖高程1439.15m，厂房最低开挖高程1362.8m。

根据设计蓝图《地下厂房开挖支护图1/8～8/8》（上层排水廊道1#

通道），最大开挖长度为220米，最大开挖跨度为28.3米。主副厂房拱肩以下上下游各设置一条吊顶梁（高1.12m）。考虑开挖支护施工设备及吊顶梁相关施工方便，地下厂房顶高程为1439.15m，Ⅰ层开挖底高程为1428.6m，最大开挖高度10.55米。

厂房上游侧上层排水廊道的开挖目前已启动，即为尽快形成厂房Ⅰ层左右两侧相向开挖施工创造条件。地下厂房Ⅰ层开挖中导洞先行，分两次扩挖完成施工。顶拱及边墙支护形式为系统支护结合随机支护形式。系统支护：Φ28锚杆为6.0/9.0m长短结合锚杆（外露5.5，5.8/8.5,8.8），间排距3.0×1.5m，间隔布置。喷C30钢纤维混凝土，厚度20cm；随机支护：无粘结式预应力锚索，长度为20m,N=1600KN，根据设计蓝图显示和设计意图，系统锚杆+挂网+喷混凝土在开挖过程中紧跟掌子面施工完成，局部采用随机支护施工。地下厂房Ⅰ层具体开挖支护施工主要工程量见下表。

地下厂房Ⅰ层开挖支护施工主要工程量

1.3厂房系统地质状况

一、基本地质条件

地下厂房系统山顶高程大于1800m，地下厂房系统外边墙距边坡水平距离为180～200m，顶部最大埋深380m，上部微新岩体厚度为200～300m。主要建筑物轴线方向为NW315°，岩层走向为NE3°，二者交角为68°左右，呈大角度相交。

厂房区岩性主要为白垩系下统景星组下段的灰白色、灰绿石英砂岩与紫红色、灰绿色绢云母板岩不等厚互层，岩层产状NE3°NW∠75°～85°，陡倾下游偏岸外，以微风化～新鲜岩体为主，较完整。主洞内整体上以板岩为主，约占60%，砂岩占40%。砂岩最大单层厚度20m，板岩一般小于10m。

根据岩性、岩体结构、岩体风化程度及结构面特征等，地下厂房系统以Ⅲ类围岩为主，局部分布有Ⅳ类围岩，以薄层状云母板岩、灰黑色板岩为主。其中主厂房部位Ⅲ1类围岩约占26.3%～37%；Ⅲ2类围岩占32.6%～37%；Ⅳ类围岩约占34%～40.1%。主变洞洞室边墙围岩以Ⅲ2

类为主，石英砂岩段为Ⅲ1类围岩，总体上Ⅲ1类围岩占27.9%～33.6%，Ⅲ2类围岩占21.7%～27.6%，Ⅳ类围岩占45%。

二、主要工程地质问题评价

1、围岩稳定性

地下厂房部位以层状岩层为主，均一性较差，未见较大规模的断层发育。围岩中石英砂岩及灰绿色板岩稳定性较好，紫红色薄层状板岩及灰黑色板岩性状最差，且分布长大层面裂隙及构造裂隙，在一些临空部位，易形成小型组合块体，需及时锚固支护。根据地下厂房范围内勘探平洞裂隙统计成果，主要发育的裂隙有三组，地下厂房范围内局部有裂隙密集带发育。裂隙密集带以走向近SN向为主，倾角68°～85°，该密集带为软弱结构面，对地下厂房两端墙围岩稳定性影响较大。裂隙组合中第①组裂隙与厂房轴线呈48°～55°的角度相交，裂隙为陡倾角，对洞室稳定影响不大；第②裂隙与厂房轴线呈48°～55°角度相交，裂隙为陡倾角，对洞室稳定影响也不大，但①组、②组裂隙组合易构成不稳定块体，对顶拱有不利影响；该种组合在端墙与边墙相交部位出现时，所形成的块体稳定性较差，需引起足够重视；第③组裂隙为近东西向缓倾角裂隙，该组裂隙与厂房轴线呈小角度相交，对厂房洞室顶拱稳定较为不利。

综合分析，地下厂房洞室成洞条件总体较好，洞室围岩整体稳定，局部位置受裂隙组合切割可能形成不稳定块体，施工过程中针对这些不稳定块体需及时采取适当的支护措施。

2、岩爆问题

地下厂房区最大埋深240m，岩层主要由绢云母板岩和砂岩组成，根

据地层岩性、构造以及地应力测试成果综合分析，开挖过程中地下洞群围岩发生岩爆的可能性很小。

3、地下洞室涌水问题

地下厂房洞室处于枢纽电站各建筑物的最低部位。澜沧江天然水位1405m，高于地下厂房底板约35m，水库正常蓄水位1477m，高于厂房顶拱约37m，厂房区天然地下水位高程约为1490～1510m，高出厂房顶拱约50～80m。

从厂房区勘探平洞揭示的地下水活动情况看，局部洞段在裂隙发育处有渗水、滴水及线状流水等现象。将厂房洞室作为一个地下集水廊道考虑，根据地下厂房钻孔内压水试验成果，水库蓄水运行期在不考虑防渗处理措施的前提下，估算厂房洞室涌水量约为2300m3/d。因此，施工过程中应注意沿裂隙密集带集中渗水的可能，适当加强排水措施。

参考地下厂房基坑涌水估算成果，水库蓄水运行期在不考虑防渗处理措施的前提下，估算主变洞涌水量约为350m3/d。

1.4施工依据

1）大华桥引水发电系统土建及金属结构安装工程招投标文件姐合同（DHQ/C2）;

2) 《地下厂房开挖支护图1/8～8/8,（BJJ142S-H5-3-1～8）》；

3）《地下厂房洞群布置图,（BJJ142S-H5-1-1）》；

二、地下厂房Ⅰ层施工安排

2.1 施工方案说明

由于目前地下厂房只有右侧端墙通风兼安全洞已完成，左侧端墙的上