乌东德水电站泄洪洞工作闸室开挖支护关键技术

云南水力发电

YUNNAN WATER POWER

第35卷第3 期109

0 引言

乌东德水电站是金沙江下游河段（攀枝花市至宜宾市）4个水电梯级——乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝中的最上游梯级，是一座以发电为主，兼顾拦沙、防洪和改善下游河道航运条件等综合利用效益的巨型水电站。电站装机容量10 200MW，水库正常蓄水位975m，死水位945m，总库容74.08×108

m 3

。枢纽工程主体建筑物由挡水建筑物、引水发电建筑物、泄水建筑物等组成。挡水建筑物为混凝土双曲拱坝，最大坝高265m；电站厂房布置于左右两岸山体中，均靠河床侧布置；工程泄洪采用坝身泄洪为主，岸边泄洪洞为辅的方式，设计洪峰流量3.58×104m 3/s，坝身布置5 个表孔、

6 个中孔，左岸靠山侧布置3 条泄洪洞。

泄洪洞采用有压洞平面转弯接明流隧洞的结构型式，进水塔采用岸塔式结构，有压洞为圆形断面，无压段为城门洞形，出口采用挑流消能，鼻坎下方设置护底人工水垫塘。

泄洪洞工作闸室通过上下游渐变段分别连接泄洪洞有压及无压洞段，具有体型复杂、挖空率高、埋深较大的特点，尤其是开挖过程中高边墙变形问题突出，且下游反坡面成型质量及安全风险较高。赵中伟等[1]综合采用正、反导井及平洞开挖工艺满足了察汗乌苏水电站泄洪洞闸室工程管理目标，艾祖斌等[2]将上室分层分块和竖井溜渣槽分层开挖支护成功运用于锦屏一级电站工作闸室，张胜强等[3] 综合利用多种方案合理解决了交通通

乌东德水电站泄洪洞工作闸室开挖支护关键技术

王国勇1，康旭升2

（1.贵阳骏丰建设工程有限公司，贵州 贵阳 550000；2.中国长江三峡集团公司，北京 100038）

摘　要：乌东德水电站泄洪洞工作闸室具有体型复杂、挖空率高、埋深较大等特点，立足时空交叉施工组织理念，通过采取一系列施工关键技术，实现了大断面尺寸效应和洞室群效应显著条件下的安全施工，同时合理的规划布置确保了施工过程连续高效，成功实现了安全快速施工，获得了良好的工程效益。

关键词：泄洪洞工作闸室；关键施工技术；乌东德水电站

中图分类号：TV554 文献标识码：B 文章编号：1006-3951(2019)03-0109-05DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2019.03.028

Key construction technology of excavation and supporting of lock chamber

in Wudongde Spillway Tunnel

WANG Guo-yong 1, KANG Xu-sheng 2

(1.Guiyang JunFeng Construction & Engineering Co., Ltd, Guizhou Guiyang, 550000; 2.China Three Gorges

Corporation, Beijing 100038, China)

Abstract: he lock chamber of Wudongde Hydropower Station possess the characteristics of complex shape, high rate of excavation and large embedment depth. Based on the construction organization concept of multiple crossover Space-time intersection, safe construction is realized in the condition of the palpable size-effect of large-span and the excavation effect of tunnel group by taking a series of key construction technologies. Meanwhile, high efficiency and continuous construction is guaranteed with reasonable planning-layout. This study provides reference for similar projects.

Key words: lock chamber of Spillway Tunnel; key construction technology; Wudongde hydropower station

收稿日期：2018-12-15

作者简介：王国勇（1961-），男，贵州安顺人，工程师，主要从事水利水电工程管理工作。

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110云南水力发电2019 年第3 期

洞形，尺寸为7m×6m。1.2.2 常规支护设计

1）浅层支护：顶拱、上游边墙及下游操作平台高程以上边墙间隔布置φ32mm、9m 张拉锚杆及

φ28mm、6m 普通砂浆锚杆，间排距1.5m×1.5m；下游反坡面设置φ32mm、9m 张拉锚杆，按1.5m×1.5m 间距布置。上下游边墙距顶拱8.35m 及18.85m 处各布置两排3φ28mm、9m 锚筋桩，间距1.5m。岩面采用挂φ6.5mm、网格尺寸20cm×20cm 钢筋网及喷12cm 厚C25混凝土封闭。

2）深层支护：操作平台高程以上上下游边墙系统布置2000kN 级无粘结预应力锚索，上游边墙部分为长30m 与25m 相间布置，间排距6.0m×6.0m，共3排；下游边墙部分长度30m、40m 及17.8m 不等，间距均为4.5m，共5排，其中1排与通气主洞侧墙对穿。操作平台以下岩墙间设置对穿无粘结预应力锚索，规格为2 000kN、长19m，间排距4.5m×4.5m。

2 关键施工技术

2.1 总体施工规划

对于“有压接无压，洞内龙落尾”的泄洪洞布置形式，工作闸室的开挖支护多处于整体工程的关键线路。而仅从工作闸室施工出发，实现平面分区、立面分层的组织方式是唯一选择。工作闸室开挖示意分层见图1。考虑到工作闸室总高度较高，结合其自身结构布置并兼顾上下游洞室施工，沿高程施工通道规划为3层，且沿轴线方向形成统筹左右、联通上下的布局，出洞方式均为先洞后墙。施工通道布置见图2。

顶层通道为泄1号施工支洞与工作闸室变电所洞室结合，始、终点分别位于左岸高线过坝道路及闸室右端墙，综合考虑闸室顶拱开挖及后续运行桥机检修需求，底部高程与桥机轨道梁顶高程一致。

工作闸室启闭机操作平台左侧边墙设置车辆交通洞承担中部通道施工任务，交通洞1次开挖成型至操作平台底板，满足闸室混凝土浇筑及桥机安装要求，并分隔闸室形成以启闭机操作平台为界的上下室。

泄洪洞中间部位仅布置1条下层施工支洞至工作闸室上游侧，从解决下游无压段、闸室下室开挖通道及闸室自身开挖施工干扰的角度出发，

道问题对糯扎渡水电站右岸泄洪洞工作闸门室开挖支护的制约，杨鹏[4]基于小湾水电站泄洪洞工作闸室着重介绍了适用于开挖高度不大且出渣环境困难的一类施工工艺，陈刚等[5]以锦屏二级水电站进水口事故闸门室为背景论述了分层爆破、岩锚梁高精度爆破和竖井二次爆破等各种爆破施工技术，吴登明等[6]针对溪洛渡水电站泄洪洞工作闸门下室下游倒悬体斜面提出了平面分区、立体分层的施工方案，范运生等[7]通过一系列快速施工技术成功实现了深井大断面工作闸室安全快速施工。从工作闸室开挖支护全过程工程实践出发，通过时空交叉的施工组织理念，阐述施工关键技术的研究和实施。

1 工程概况

1.1 工程地质

工作闸室位于落雪组第三段第三亚段以厚层灰岩为主的岩体中，岩层倾向175°~185°，倾角75°~85°，洞室轴线与岩层走向夹角8°~18°。裂隙总体不发育，以层面裂隙及中陡倾裂隙为主，洞室围岩为Ⅱ类～Ⅲ类。闸室附近发育断层f 40，走向275°，倾SW，倾角70°~80°，为一顺层断层，断层带宽1m 左右，主断面位于中部附近，见宽约10cm 的碎裂岩，其它构造岩多由灰岩角砾岩组成，角砾多呈微风化状，嵌合较紧密。f 40 斜穿工作闸室下游边墙及山内侧端墙。围岩为微新岩体，总体岩溶不发育，局部可能存在顺层溶蚀，工作闸室附件地下水位高程约850m，闸室位于地下水位以上。 

1.2 结构设计1.

2.1 开挖设计

工作闸室尺寸根据弧门操作和安装要求确定，底板开挖高程905.5m，顶高程969.35m，操作平台高程941m，操作平台以下3个闸室之间预留19m 厚岩墙相隔。工作闸室顺流向下部宽32m，上部宽14.5m，操作平台以下单个闸室垂直流向开挖尺寸21m，操作平台以上3闸室连通，垂直流向总开挖尺寸102m。

工作闸室下游边墙支铰以上设直径4.5m 的圆形通气支洞，通气支洞在高程961m 与垂直流向布置的通气主洞相接，通气主洞经30m 半径转弯后与外部相通，出口高程958.65m。通气主洞为城门