地下厂房Ⅰ层开挖支护工程施工措施

云南澜沧江糯扎渡水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（NCD/C5-2） 主厂房Ⅰ层开挖支护施工技术措施

中国水利水电第十四工程局糯扎渡分局 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

建筑物名称 典型开挖尺寸

（长×宽×高m） 数量 主要施工内容

地下主副厂房及安装间 地下厂房 副安装场 20×31×84.6 1 洞挖、砂浆锚杆、预应力锚杆、自进式锚杆、预应力锚索、对穿锚索、挂钢筋网、挂钢筋网片、喷混凝土、喷钢纤维混凝土、喷微纤维混凝土、回填灌浆、排水孔、混凝土浇筑、钢筋制安、止水、预埋件、钢网架及压型彩钢板屋面安装、砖砌体、建筑与装修等。 机组段 306×31×81.6 1

主安装场 70×31×43.1 1

地下副厂房 22×29×43.1 1

1#空调机室 44.5×17×10.5 1 洞挖、砂浆锚杆、预应力锚杆、预应力锚索、挂钢筋网、挂钢筋网片、喷混凝土、喷钢纤维混凝土、混凝土浇筑、钢筋制安、砖砌体等。 2#空调机室 45×18×10.5 1

表2 厂房系统主要工程量汇总表

工程项目 洞挖 喷混凝土 喷钢纤维混凝土 锚杆 锚索 钢锚墩 混凝土浇筑

单位 m3 m3 m3 根 103kN.m t m3

工程量 845626 10767 3949 33066 102084.2 793.34 204966

工程项目 钢筋 回填灌浆 排水孔 砖砌体 钢网架 压型彩钢板屋面 盲沟

单位 t m2 m m3 t t m

工程量 15609.92 360 1000 6218 328.216 607.8 550

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中国水利水电第十四工程局糯扎渡分局 其中，Ⅰ层工程量统计见下表：

工程项目 洞挖 喷混凝土 喷钢纤维混凝土 锚杆 混凝土浇筑 钢筋 排水孔

单位 m3 m3 m3 根 m3 t m

工程量 92334 2772 3949 8370 710 53 1000

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。 云南澜沧江糯扎渡水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（NCD/C5-2） 主厂房Ⅰ层开挖支护施工技术措施

中国水利水电第十四工程局糯扎渡分局 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500KVA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800KVA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。 云南澜沧江糯扎渡水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（NCD/C5-2） 主厂房Ⅰ层开挖支护施工技术措施

中国水利水电第十四工程局糯扎渡分局 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。

（5）厂房中部Ⅰ层开挖工期较紧，后期中部扩挖与上下游侧扩挖将同时施工。为使洞内风水电管线布置合理，保证各工作面能同时作业，需对风水电系统进行完善。拟通过开挖10#施工，从Ⅰ层中导洞进入上层排水廊道厂房云南澜沧江糯扎渡水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（NCD/C5-2） 主厂房Ⅰ层开挖支护施工技术措施

中国水利水电第十四工程局糯扎渡分局 上游侧解决。厂房Ⅰ层中部扩挖后期风水电管线通过3#-3施工支洞、上层排水廊道及10#施工支洞进入。相应上下游侧扩挖风水电管线则通过3#施工支洞进入右端墙，形成两条独立的供风供电供水管线。前期中部扩挖及下游侧扩挖期间的风水电管线沿已开挖厂房中部上游侧边墙部位敷设；上游侧右端墙扩挖完后，厂房风水电主线改由厂房下游侧边墙进入，上下游作业面交替施工期间风水电管线末端只能通过反复改造实现。

主厂房Ⅰ层开挖支护施工程序及施工方法见附图2、附图3。

2.2 施工总体程序安排

2.2.1 开挖施工程序

根据招标文件要求，主厂房扩挖前，需基本完成上层排水廊道观测仪器的埋设。目前上层排水廊道已完成厂帷0+250～0+529段开挖施工，预计在2007年3月初能完成上游侧的开挖，届时主厂房上游侧边墙的观测仪器可埋设完毕。

考虑到主 厂纵0+000～0+050段顶拱地质条件较差，主厂房中部扩挖先安排主厂纵0+050.0～0+077.0段的扩挖，扩挖结合已完成主厂房中导洞进行，从主0+050.0起，两侧按1：2.0～1：3.0的坡度向上下游边墙方向，顶部按1：5.0的反坡向顶拱扩挖。要求顶拱预留保护层80cm，在进入顶拱80cm保护层范围时，最后1~2排炮须严格控制爆破进尺在2.0m以内。然后利用台车继续向前扩挖1～2排炮，排炮进尺1.5m。之后，在顶拱预留0.8～1.0m保护层的前提下，进行中部扩挖2～3排炮（水平造孔，向左端墙方向），排炮进尺在4.0～5.0m左右。再反向进行端墙部位主厂纵0+000～0+077段的中部扩挖。待右端墙部位开挖结束，再进行厂纵0+077.0～0+418.0段的中部扩挖。中部扩挖的施工程序见附图2、附图3。