水电站地下厂房施工管理的几点思考

水电站地下厂房施工管理的几点思考

张勇

中国水利水电第八工程局有限公司张勇

摘要：地下厂房实际上是一种巨型平洞，其开挖方法与一般平洞类似。但由于其开挖断面大、断面形式也较复杂，因此它的开挖方法、各工种间的相互配合、不同高程的出渣方式以及安全技术措施等，都有独自的特点。本文主要探讨水电站地下厂房施工管理。

关键词：水电站；地下厂房；施工管理

Undergroundpowerhouseofhydropowerstationconstructionmanagementseveralponders

ChinaWaterConservancyandHydropowerEngineeringBureaueighthcompanylimitedZhangYong

Abstract:undergroundpowerhouseisactuallyagiantaditexcavationmethod,withgenerallyflatholesimilar.Butbecauseofitslargecrosssection,excavationcrosssectionformiscomplex,soitsexcavationmethod,varioustypesofmutualcooperationbetweenthedifferentelevation,theslagandthesafetytechnicalmeasures,hasitsowncharacteristics.Thispapermainlydiscussestheundergroundpowerhouseofhydropowerstationconstructionmanagement.

Keywords:hydropowerstation;undergroundpowerhouse;constructionmanagement

地下厂房工程是一个多洞室、立体交叉的洞室群。由于多洞室的功用不同，有的同时进行开挖，有的滞后进行，各洞室开挖又受到施工通道的制约，工作面多，施工干扰大，施工组织复杂，为了保证工期，使各洞室协调进行施工，就必须有严密的施工组织[1]。

一、地下厂房施工特点与施工方法

地下厂房的施工特点是：

1．地下厂房由洞室群组成

厂房下部有高压管道及尾水隧洞穿插，中部有交通运输洞，中、上部有电缆井(洞)和通风井(洞)等建筑物；与厂房平行的有变压器室、阀室等地下建筑物。施工组织中必须考虑与厂房交叉和平行的洞室状况，保持交叉口及相邻洞室间岩体的稳定。

2．工程量大，技术复杂

地下厂房的工程量大，技术复杂，往往是控制总工期的关键。在保证施工安全和围岩稳定的前提下，要尽可能地利用各种通道，开辟较多工作面施工。

3．开挖、支护与混凝土衬砌平行交叉作业

(1)在I、Ⅱ及Ⅲ类围岩中开挖地下厂房，应在上部开挖后先浇混凝土顶拱或预应力锚索喷混凝土支护，然后再进行中、下部开挖。当围岩难以形成拱座时，应先开挖厂房两侧，逐步由下而上浇筑混凝土边墙。(2)当有相邻平行洞室时，要先加固岩墙然后下挖。(3)在厂房交叉部位施工时，要先对交叉部位进行混凝土衬砌或其他支护加固，然后再开挖交叉洞室的下部或其立伸段落。

4．强调施工观测

做好施工观测是保证施工安全、经济的关键。施工观测的主要内容有：(1)岩体和支护结构中的应力。(2)围岩破坏区的范围。(3)量测岩体及支护中的位移及变形[2]。

二、地下厂房开挖

目前地下厂房开挖的方法与大断面平洞开挖相似，一般也是以下几种：全断面开挖；分层开挖；先挖导洞后扩大以及其他特殊开挖方法等。

1．拱顶部分开挖

在选择地下厂房开挖方法时，主要应考虑断面尺寸、地质条件、施工条件、运输条件以及施工进度要求和设备条件等加以确定。目前在地下厂房这类大断面洞室开挖中，采用较多的是全断面开挖、全断面分层同时开挖和上层先挖的分层开挖方法等。全断面开挖法主要适用于裂隙少的硬岩中，特别是在厂房断面不大、机械设备充足的情况下，使用全断面开挖法，更为有利，它能充分发挥机械的效率，加快施工进度。全断面分层同时开挖是将整个断面分成相隔一定距离的上下两层，同时进行钻爆，两层的高度比例大多接近l：1。最常见的是上层超前下层，这种方法的出渣和上层钻孔可平行作业，但采用重型开挖机械受到一定限制。

2．主体部分开挖

在坚硬稳定的岩层中多采用全断面开挖，以利于广泛使用大型开挖机械，加快施工速度。在不大坚硬但稳定性好的岩层中，厂房主体部分开挖多采用分层开挖法，自上而下开挖。层高视岩层情况而定，但必须考虑到施工条件和机械设备的情况。对于中等坚实程度的岩石，厂房主体部分的开挖广泛采用导洞法。可先沿厂房周壁挖出导洞，并浇筑边墙然后再开挖边墙之间的岩石[3]。

3．蜗壳和尾水管部分开挖

蜗壳和尾水管部分，由于形状特殊及施工运输方面的要求，很少与拱顶和主体部分同时开挖，而是同地下厂房的一些附属洞(如永久运输洞、出线洞、厂房进风洞等)先期全部或部分挖通。这样在施工安排上比较合理，有利于拱顶和主体部分开挖时出渣通道的规划。地下厂房开挖时，出渣数量大，强度高，直接影响整个开挖的施工进度。因此，出渣运输作应结合工程布置、开挖方式、设备能力以及地形条件一并考虑。应尽可能实现机械化，并使用生产效率高的装载及运输机械，使得开挖和出渣运输工作顺利进行。在规划出渣运输线路时，应尽量利用永久洞来满足不同高程出渣运输的要求，并尽量利用地形和各个开挖部位的高程位置，使出渣运输依靠重力作用来完成。如主体部分的出渣，有时可以经由预先挖好的垂直井洞，将岩渣依靠重力卸在尾水管高程上，以便运出。在地下厂房开挖中，常常会遇到厂房与其他洞室交叉段的施工问题。在这种情况下，一般是在厂房大规模开挖之前，先将交叉段的洞口开挖出来，并做好混凝土衬砌，或在设计断面之外浇筑临时混凝土套拱，以防洞口塌落，引起高边墙塌方。交叉段开挖，要特别注意周边控制及防震，及时进行衬护，在这种情况下，采用喷锚支护是较有效和经济的。

三、辅助工作

在地下建筑工程中，通风、消烟、供水、供电、排水、照明等，属于施工中的辅助工作：它们对保证钻爆和运输作业的正常进行，都有其独自的作用，在整个开挖循环作业中，必须统筹考虑，不能疏漏[4]。对所有必要的辅助作业，不仅在循环作业图表中，要安排一定的时间，使风水电管线的延长或拆移有切实的保证；而且在制订开挖施工的技术规程和措施计划时，对于各项辅助作业都要提出相应的技术标准和要求，所有的辅助作业部应与开挖掘进工作密切配合，满足开挖掘进工作的需要。例如，输送到工作面的压缩空气，不仅风量要充足，而且风压不应低于0.5MPa；施工用水的数量、质量和压力，应满足钻孔、喷水、喷锚作业、混凝土衬砌、灌浆、消防和生活等方面的要求。洞内的供电线路，应按动力、照明、电力起爆的不同需要和要求分开架设，同时需注意防水和绝缘的安全要求。洞内照明应严格采用安全电压即36V或24V的低电压，即使电线受潮漏电，也能确保洞内施工人员的安全。洞内排水的系统必须畅通，排水方式应视排水量和地下工程设计布置而定。从而保证施工期间洞室沿线及开挖工作面附近不被水淹，使施工得以顺利进行。

参考文献

[1]徐成光.向家坝水电站地下厂房开挖施工安全风险控制[J].水利水电施工，2012.08：115-116.

[2]张超锋，赵云亮.官地水电站地下厂房工程施工辅助洞室的规划设计[J].水电站设计，2012.09：107-108.

[3]吴晓龙.地下厂房桥机梁岩台基础开挖施工技术[J].爆破，2012.09：211-212.

[4]范开平.彭水水电站地下厂房洞室围岩稳定施工技术[J].水利水电快报，2011.11：208-210.