水電工程大型地下洞室群得施工技術(shù)

水電施工新技術(shù)專題水電工程大型地下洞室群的施工技術(shù)

水電施工新技術(shù)專題水利水電工程中，地下廠房方案得到了廣泛的應(yīng)用，而且隨著一些干流水力資源的相繼開發(fā)，水電工程中地下廠房及相關(guān)洞室等在向大型化或超大型的方向開展。對大型洞室施工方法，特別是在目前地下洞室開挖廣泛使用了現(xiàn)代化施工機(jī)械的情況下，對洞室施工程序和開挖方法作比較系統(tǒng)的研究，將具有很實際的工程意義。首先，結(jié)合國內(nèi)假設(shè)干地下廠房的開挖實例，分析了大型地下洞室的施工特點及可能存在的問題。其次，結(jié)合水電工程中大量的洞室開挖實例，分析了大型地下洞室施工方法的影響因素，重點討論了洞室體形特征、圍巖穩(wěn)定、施工機(jī)械等對洞室開挖方法及程序的影響，并據(jù)此提出了地下洞室開挖方法選擇的初步建議。

水電施工新技術(shù)專題再次，研究了水電站地下廠房開挖程序和開挖方法。另外，從爆破震動、巖石損傷等角度出發(fā)，探討了巖錨梁施工的相關(guān)技術(shù)問題，研究了地下廠房巖錨梁層中部、巖錨梁巖臺以及巖錨梁澆筑后下部層面的開挖方法。最后，結(jié)合國內(nèi)目前在建的幾個地下廠房系統(tǒng)的通道布置，提出了地下廠房系統(tǒng)施工通道布置的主要原那么，并且分析了典型地下廠房系統(tǒng)的通道布置方法。

水電施工新技術(shù)專題第1章緒論.1.1選題意義1.2大型地下廠房施工實踐及研究現(xiàn)狀1.3本文主要研究內(nèi)容第2章地下廠房的幾個典型開挖實例分析2，1國內(nèi)假設(shè)干地下廠房開挖實例二灘水電站地下廠房開挖廣州抽水蓄能電站一期地下廠房開挖大朝山水電站地下廠房開挖三板溪水電站地下廠房開挖水布婭水電站地下廠房開挖索風(fēng)營水電站地下廠房開挖龍灘水電站地下廠房開挖小灣水電站地下廠房開挖瀑布溝水電站地下廠房開挖2.2基于實例工程的分析和思考地下廠房施工特點地下廠房開挖可能存在的問題第3章大型地下洞室開挖的影響因素及程序優(yōu)化3.1斷面尺寸及體形特征3.2圍巖穩(wěn)定因素3.3施工機(jī)械施工機(jī)械對總體施工方案的影響3.3，2施工機(jī)械性能對開挖程序的影響3.4爆破震動因素3.5其他因素3.6地下洞室開挖方案的選擇第4章地下廠房的開挖程序及開挖方法分析4.1地下廠房開挖分層影響因素4.2地下廠房典型分層方案確實定4.3頂拱層開挖方法廠房頂拱受力特征分析廠房頂拱層開挖方案比選第5章地下廠房巖錨梁施工技術(shù)問題討論5.1主要技術(shù)問題分析5.2巖錨梁層中部開挖國內(nèi)巖錨梁層一般開挖方法施工預(yù)裂及預(yù)留保護(hù)層問題5.3巖錨梁層巖臺開挖兩種開挖方案比較保護(hù)層及巖臺開挖鉆爆問題5.4巖錨梁澆筑后下部層面開挖第6章大型地下廠房系統(tǒng)施工通道布置6.1國內(nèi)幾個地下廠房系統(tǒng)的施工通道布置百色水電站地下廠房系統(tǒng)施工通道布置水布婭水電站地下廠房系統(tǒng)施工通道布置索風(fēng)營水電站地下廠房系統(tǒng)施工通道布置三板溪水電站地下廠房系統(tǒng)施工通道布置小灣水電站地下廠房系統(tǒng)施工通道布置瀑布溝水電站地下廠房系統(tǒng)施工通道布置6.2施工通道布置的主要原那么6.3大型地下廠房系統(tǒng)的施工通道布置方法地下廠房系統(tǒng)的施工通道布置依據(jù)地下廠房系統(tǒng)的施工通道布置要點第7章結(jié)論與展望727.1結(jié)論

水電施工新技術(shù)專題第1章緒論.1.1選題意義我國蘊(yùn)藏的水力資源非常豐富，可開發(fā)的水電容量達(dá)3.78億kw，居世界首位，水力資源大半分布在西部崇山峻嶺、深山狹谷之中，如金沙江、雅碧江、大渡河、瀾滄江、烏江、紅水河和黃河上游等對于峽谷地帶水利樞紐，采用地下廠房的設(shè)計，有利于樞紐建筑物的合理布置和攔河大壩的快速施工，并且在施工導(dǎo)流布置方面具有優(yōu)勢，能縮短建設(shè)周期、節(jié)省工程總投資。我國90年代后開工的峽谷高壩根本上都采用地下廠房設(shè)計方案，如二灘、大朝山、江婭、棉花灘、小浪底、小灣、龍灘、溪洛渡、爆布溝、水布婭等。最大的己建地下廠房尺寸為280.3x25.5x63.9m(二灘水電站)，最大的在建地下廠房尺寸為388.5x30.7X77.3m(廣西龍灘水電站)

水電施工新技術(shù)專題1.2大型地下廠房施工實踐及研究現(xiàn)狀國內(nèi)對于大型地下廠房開挖方法的研究，主要是一些施工單位針對己建工程總結(jié)出一些珍貴的施工經(jīng)驗，同時學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)施工工藝和方法，在某些具體工程中做有益的嘗試。另外，一些科研機(jī)構(gòu)同施工企業(yè)合作，在開挖方案、施工程序等方面做了一定有價值的理論和試驗研究。我國在隧洞開挖方法方面的研究起步較晚。20世紀(jì)60年代以前，我國水電站地下工程開挖采用手風(fēng)鉆造孔，自由爆破。1959年，水利電力部門的有關(guān)技術(shù)刊物開始介紹了光面爆破技術(shù)。1964年，在二龍山水庫輸水洞中對光面爆破進(jìn)行了比較全面的試驗研究，并在實際應(yīng)用中取得了較好的效果。20世紀(jì)70年代，在漁子溪水電站、鏡泊湖水電站、察爾森水庫和太平哨水電站等工程的引水隧洞中都采用了光面爆破技術(shù)，并進(jìn)行了大量的錨噴支護(hù)試驗研究。在西洱河三級電站1#支洞中進(jìn)行了全面的新奧法試驗。

水電施工新技術(shù)專題在廣蓄一期地下廠房的施工中，水電十四局提出了“平面多工序、立體多層〞的施工觀念。廣蓄一期地下廠房總體上采用分層開挖的施工方案，整個廠房分層開挖。頂拱使用鑿巖臺車鉆孔，采用中導(dǎo)洞首先掘進(jìn)，兩邊跟進(jìn)擴(kuò)大的開挖方式。在大朝山地下廠房開挖過程中，同樣采用了分層開挖的施工方案，整個廠房分7層開挖。在二灘地下廠房的開挖過程中，承包商是以德國的霍爾茲曼為責(zé)任公司的中德二灘聯(lián)營體，在廠房施工中，聯(lián)營體采用了國際上常用的某些施工方法。地下廠房按上、中、下三個局部開挖，由上至下先開挖頂拱，然后分6個臺階逐層下挖，逐層錨噴。頂拱開挖采用中導(dǎo)洞領(lǐng)先、兩側(cè)擴(kuò)大跟進(jìn)的開挖方式:臺階開挖那么采用周邊預(yù)留保護(hù)層光面爆破的施工程序和方法。水電施工新技術(shù)專題1.3本文主要研究內(nèi)容針對水電工程中的大型地下洞室開挖問題，本文的主要研究內(nèi)容如下:(l)結(jié)合國內(nèi)假設(shè)干地下廠房的開挖實例，分析大型地下洞室的施工特點及開挖過程中可能存在的問題;(2)結(jié)合水電工程大量的洞室開挖實例，分析大型地下洞室施工方法的影響因素，重點討論洞室體形特征、圍巖穩(wěn)定、施工機(jī)械等對洞室開挖方法及程序的影響，并據(jù)此提出地下洞室開挖方案選擇的初步建議;(3)研究水電站地下廠房的開挖程序和開挖方法。從廠房分層開挖考慮的因素出發(fā)，分析地下廠房的典型分層方案:并且重點研究廠房頂拱層的開挖方法;(4)從爆破震動、巖石損傷等角度出發(fā)，探討巖錨梁施工的相關(guān)技術(shù)問題，研究地下廠房巖錨梁層中部、巖錨梁巖臺以及巖錨梁澆筑后下部層面的開挖方法;(5)結(jié)合國內(nèi)目前在建的幾個地下廠房系統(tǒng)的通道布置，提出地下廠房系統(tǒng)施工通道布置的主要原那么，并且分析典型地下廠房系統(tǒng)的通道布置方法。水電施工新技術(shù)專題第2章地下廠房的幾個典型開挖實例分析2.1國內(nèi)假設(shè)干地下廠房開挖實例二灘水電站地下廠房開挖二灘水電站[32]位于四川雅碧江下游，6臺水輪機(jī)組總裝機(jī)容量330oMw，地下廠房為以德國的霍爾茲曼為責(zé)任公司的中德二灘聯(lián)營體中標(biāo)承建，地下廠房開挖斷面280.3x25.5x63.9m(長x寬X高)，開挖分層及開挖程序示意圖如圖2.1所示。施工方法：地下廠房分10層開挖，由上至下先開挖頂拱，然后分6個臺階逐層下挖，逐層錨噴。

水電施工新技術(shù)專題廣州抽水蓄能電站一期地下廠房開挖廣州抽水蓄能電站[84l總裝機(jī)24o0Mw，分兩期建設(shè)，每期4x30oMw，第一期地下工程由中國水利水電第十四工程局(以下簡稱“水電十四局〞)中標(biāo)承建。地下廠房開挖斷面145X21.5X45.6m(長X寬X高)，開挖分層及開挖程序示意圖如圖2.2所示。在廣蓄一期地下廠房的施工中，水電十四局首次提出了“平面多工序、立體多層次〞的施工觀念。在廠房施工過程中，利用2、5號施工支洞開挖引水支管，當(dāng)廠房第IV層開挖時，從2號引水支管提前進(jìn)入廠房進(jìn)行第V層開挖，沿上游墻先掘進(jìn)一條20m長的平洞，在第IV層之下掏空。水電施工新技術(shù)專題大朝山水電站地下廠房開挖大朝山水電站工程128硬91位于云南省臨滄地區(qū)的云縣和思茅地區(qū)的景東縣交界的瀾滄江上，電站裝機(jī)容量6X225MW，地下廠房工程由葛洲壩集團(tuán)公司和中國水電一局聯(lián)營體中標(biāo)承包，水電一局施工。廠房設(shè)計最大開挖尺寸233.9X26.4X67.3m(長X寬x高)，開挖分層示意圖如圖2.3所示。圖2.3大朝山地下廠房開挖分層示意圖水電施工新技術(shù)專題大朝山地下廠房開挖過程中，充分利用了主廠房上、下游及端部的施工通道，并先行以臨時支洞進(jìn)入到主廠房開挖區(qū)，在不影響整個開挖程序的前提下，進(jìn)行立體施工。在主廠房第H層開挖的同期，利用已完成的主廠房中部施工支洞(zD4、高程807m)及6條引水洞向主廠房內(nèi)掘進(jìn)，形成了進(jìn)入主廠房第W、V、VI層開挖的第二施工通道。同時加快母線洞開挖、支護(hù)施工，為第111層開挖開創(chuàng)施工通道。在廠房后期開挖中，抓緊尾水管洞的開挖，為主廠房第Vll層開挖創(chuàng)造條件，也為混凝土施工提供了通道。而在總的施工程序上，依然遵循了從上至下的開挖程序三板溪水電站地下廠房開挖

水電施工新技術(shù)專題水布婭水電站地下廠房開挖水布婭水利樞紐位于清江中游河段巴東縣境內(nèi)，是清江梯級開發(fā)的龍頭樞紐，電站裝機(jī)容量1600Mw(4X400MW)，地下廠房工程由水電十四局中標(biāo)承建。廠房開挖斷面150.0X23.oX68.3m(長x寬X高)，開挖分層及開挖程序示意圖如圖2.6、2.7所示，圖中帶圈的數(shù)字表示開挖順序，箭頭表示開挖方向。

水電施工新技術(shù)專題

水電施工新技術(shù)專題龍灘水電站地下廠房開挖龍灘水電站是紅水河梯級開發(fā)中的骨干工程，位于廣西壯族自治區(qū)天峨縣的紅水河上，電站裝機(jī)容量5400Mw(9X600MW)，地下廠房系統(tǒng)位于左岸山體內(nèi)，龍灘工程1478聯(lián)營體(水電十四局、七局、八局)中標(biāo)承建。廠房開挖斷面388.530.7X77.3m(長X寬X高)，開挖分層及開挖程序示意圖如圖2.10所示。

龍灘水電站地下廠房是我國目前在建最大的地下廠房，廠房開挖工程量巨大，施工方為了加快施工速度，適當(dāng)?shù)脑鲈O(shè)了施工支洞，使廠房上部4層根本上都形成了兩頭對挖的局面。另外在第m層開挖的同時，從引水下平洞進(jìn)入廠房下游側(cè)，開挖V層局部，為加速W、V層創(chuàng)造了條件;在廠房V層開挖的同時，從尾水支管進(jìn)入開挖廠房姍、IX層，在不同高程上立體交叉作業(yè)，以節(jié)省工期。水電施工新技術(shù)專題小灣水電站地下廠房開挖小灣水電站位于云南省西部南澗縣與鳳慶縣交界的瀾滄江中游河段，電站裝機(jī)容量4200Mw(6x700Mw)，地下廠房系統(tǒng)布置在雙曲拱壩右岸山體內(nèi)，由小灣141聯(lián)營體(水電十四局、一局)中標(biāo)承建，廠房開挖斷面298.4、30.6x82.om(長、寬、高)，開挖分層及開挖程序示意圖如圖2.11、2.12所示，圖中箭頭表示開挖方向。小灣水電站地下廠房比龍灘地下廠房短90m，而高度卻超出后者sm左右，同龍灘地下廠房開挖一樣，小灣地下廠房在上部開挖時增設(shè)了輔助施工通道，所不同的是，小灣工程設(shè)置的施工支洞不單單在廠房端部，在廠房中部也設(shè)置了施工通道，保證了引水隧洞以上6層都具備了兩個甚至多個工作面同時掘進(jìn)的條件，大大加快了廠房開挖速度。

水電施工新技術(shù)專題

水電施工新技術(shù)專題

水電施工新技術(shù)專題瀑布溝水電站地下廠房開挖瀑布溝水電站位于大渡河中游、四川省漢源縣及甘洛縣境內(nèi)，電站裝機(jī)容量3300Mw(6X55oMw)，地下廠房系統(tǒng)布置在左岸山體內(nèi)，由水電七局、十四局聯(lián)營體中標(biāo)承建，廠房開挖斷面294.1X30.7X702m(長X寬X高)，開挖分層及開挖程序示意圖如圖2.13所示(根據(jù)投標(biāo)文件)，圖中箭頭表示開挖方向。瀑布溝水電站地下廠房開挖斷面與小灣工程大體相當(dāng)

水電施工新技術(shù)專題地下廠房施工特點(1)地下廠房普遍具有跨度大、邊墻高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、交叉洞室多等特點，施工過程中的圍巖穩(wěn)定問題比較突出;(2)地下廠房斷面巨大，其開挖根本上都遵照分層開挖的方法進(jìn)行，不同的地下廠房由于斷面大小、結(jié)構(gòu)特點等差異，在分層方案上存在很大的區(qū)別，不僅分層數(shù)目不同，而且層高也存在差異;(3)地下廠房開挖方式多樣。頂拱使用鑿巖臺車造孔，水平孔爆破開挖;而下層臺階那么采用潛孔鉆鉆孔，大孔徑梯段爆破開挖，完全脫離了水平孔掘進(jìn)的隧洞開挖模式;(4)廠房工程量巨大，上下高差大，這使得施工通道的利用情況比較復(fù)雜，而且廠房大小的不同，會使施工通道的利用存在很大的區(qū)別。水電施工新技術(shù)專題地下廠房開挖可能存在的問題(l)大型洞室施工過程復(fù)雜，爆破開挖方式多樣，涉及的影響因素眾多，必須根據(jù)實際情況制定合理、經(jīng)濟(jì)的開挖程序:(2)大型地下洞室采用大孔徑梯段爆破開挖，隨之引發(fā)的爆破震動平安穩(wěn)定問題值得重視;(3)大型洞室跨度大、邊墻高，開挖過程中的頂拱及邊墻穩(wěn)定問題突出，在施工中必須采用合理的施工程序和開挖方法，以保證洞室穩(wěn)定;(4)施工通道對洞室施工影響較大，在開挖過程中，布置合理通暢的施工通道，成為保證施工進(jìn)度和減少施工千擾的關(guān)鍵。

水電施工新技術(shù)專題斷面尺寸及體形特征在圍巖穩(wěn)定性較好的情況下，洞室斷面形式及大小對洞室開挖方法的影響是顯著的，當(dāng)施工機(jī)械和技術(shù)裝備一定時，對于斷面尺寸比較小的隧洞，可以采用全斷面掘進(jìn)，但對于跨度和高度比較大的洞室，那么有可能只能采用分部開挖法。?水利水電地下開挖工程施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?SDJ212一83中根據(jù)隧洞及洞室斷面大小將其分為四類:l)小斷面:面積小于20可或跨度小于4.5m;2)中斷面:面積為20~50可或跨度為4.5~7.5m;3)大斷面:面積為50~120耐或跨度為7.5~12m;4)特大斷面:面積大于120可或跨度大于12m。水電施工新技術(shù)專題

水電施工新技術(shù)專題

水電施工新技術(shù)專題

水電施工新技術(shù)專題

水電施工新技術(shù)專題結(jié)論1)相對于同等大小的城門洞形隧洞，圓形隧洞根本上都沒有采取全斷面開挖較多的使用了臺階分層開挖，而且在上半局部采用了導(dǎo)洞超前的方法，這樣不僅利于上部后續(xù)的支護(hù)作業(yè)，而且使隧洞一次開挖后的底面是平面，較好的解決了1洞必須作為施工通道的問題;2)在使用三臂鑿巖臺車的情況下，對城門洞形隧洞，高度和跨度成為考慮施方法的一個重要依據(jù):高度和跨度均小于10m的隧洞，優(yōu)先考慮使用全斷面法;度和跨度相當(dāng)，且均在10~巧m之間的隧洞，可以采用中下導(dǎo)洞超前全斷面開挖高跨比大于1，且高度在10一15m之間的隧洞，使用臺階法比較適合;高度大于15的特大斷面隧洞，那么必須使用臺階法開挖，且上層開挖要考慮導(dǎo)洞超前;另外，跨比比較小，即矮寬型的隧洞，可以使用中導(dǎo)洞超前、兩側(cè)擴(kuò)挖的方法(側(cè)臺階法這點對于臺階法分層后的上層仍然適用。豎直孔梯段爆破，不僅加快了開挖速度，而且使爆破效率提高，降低了工程本錢。水電施工新技術(shù)專題3)對于屬于超大斷面的地下廠房，一般采用臺階法分層開挖，施工中首先確定合理的分層方案，然后大體上遵循自上而下的順序逐級開挖。廠房上部頂拱的開挖利用鑿巖臺車鉆孔，周邊光面爆破，因為廠房跨度大，所以施工中采用導(dǎo)洞(中導(dǎo)洞或者兩側(cè)導(dǎo)洞)超前的方式;廠房中部開挖那么利用液壓鉆或潛孔鉆鉆大孔徑豎直孔，梯段爆破開挖，這樣可以大大提高爆破效率，同時為了減輕爆破震動對巖錨梁及邊墻的影響，一般會采取邊墻預(yù)裂或者預(yù)留保護(hù)層等措施;廠房下部那么主要利用引水隧洞和尾水洞作為施工通道，開挖仍以臺階爆破為主，但由于廠房下部機(jī)坑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以可不同的鉆方，面一章的工程例可以晰的到這一點。另外，洞室的長度也是洞室開挖時必須考慮的一個因素，當(dāng)洞室較短時，使用綜合開挖方法(水平孔加豎直孔)是不經(jīng)濟(jì)的。在小灣、三板溪地下廠房的母線洞開挖中，雖然采用了臺階法開挖，但是臺階下部仍然使用鑿巖臺車鉆孔，節(jié)省了機(jī)械轉(zhuǎn)場時間，使整個開挖過程變得簡單。水電施工新技術(shù)專題3.2圍巖穩(wěn)定因素要想到達(dá)快速掘進(jìn)的目的，洞室開挖中首先必須保證圍巖的穩(wěn)定，如果施工中由于開挖體整體或局部失穩(wěn)，發(fā)生塌方、掉頂?shù)仁鹿?，不僅威脅到工程和人員設(shè)備的平安，而且會增加工程本錢，耽誤工期，影響整個工程的進(jìn)度。實際施工中一般把W、V類圍巖視為不良地質(zhì)，不良地質(zhì)地段一般特征包括巖體松散、軟弱破碎、膨脹、巖溶、多水、偏壓、高地應(yīng)力等，

水電施工新技術(shù)專題當(dāng)洞室圍巖穩(wěn)定性較好時，可以充分利用大型施工機(jī)械采用全斷面或者臺階法快速掘進(jìn)，支護(hù)可以延后一段距離:而在圍巖地質(zhì)條件稍差的情況下，那么支護(hù)可能要緊跟掌子面進(jìn)行;當(dāng)圍巖地質(zhì)條件很差時，可能要對巖體采用預(yù)灌漿或超前支護(hù)等加固手段后再進(jìn)行鉆爆開挖，并且必須遵循“短進(jìn)尺、多循環(huán)、弱爆破〞的原那么，開挖后要及時進(jìn)行噴錨支護(hù)，必要時還需采用鋼支撐或鋼格柵加強(qiáng)支護(hù)，以確保圍巖穩(wěn)定;當(dāng)巖石特別松散破碎時，在施工中還要考慮采用支撐拱法或者支撐核心法等特殊的分部施工方法，以減小圍巖一次暴露的面積。總的來說，就是在各種圍巖條件下，必須根據(jù)實際情況解決好開挖與支護(hù)的關(guān)系。水電施工新技術(shù)專題圖3.1、3.2是水布婭母線平洞[’41在不同地質(zhì)條件下的開挖方法及程序示意圖。母線平洞就大小而言屬中斷面，在地質(zhì)條件較好的11類圍巖中施工時，采用了全斷面開挖法，整個開挖程序為:測量放線~鑿巖臺車鉆孔一裝藥爆破一通風(fēng)散煙一平安處理一出碴~噴錨支護(hù)，排炮循環(huán)時間16h，進(jìn)尺3.8m:而在W、V類圍巖洞身段，那么采用了臺階法開挖，減小了一次開挖的高度，鉆孔由手風(fēng)鉆代替了鑿巖臺車，整個開挖程序(上層)為:測量放線一超前支護(hù)~手風(fēng)鉆鉆孔一裝藥爆破一通風(fēng)散煙平安處理一出碴一噴錨支護(hù)，排炮循環(huán)時間26.5h，進(jìn)尺1.2m。

水電施工新技術(shù)專題在百色水電站地下廠房引水隧洞的開挖中，上、下平洞經(jīng)過地段地質(zhì)條件尤為復(fù)雜，隧洞所在巖層巖性主要為硅質(zhì)巖、含洞穴白云質(zhì)泥巖和硅質(zhì)泥巖夾粉砂質(zhì)泥巖。上平洞段圍巖為4、5類，以5類為主，下平洞位于地下水位線以下，圍巖為3、4類圍巖。復(fù)雜的地質(zhì)條件給隧洞開挖帶來了較大的困難，施工單位針對不同洞段的地質(zhì)條件，將圍巖穩(wěn)定作為施工中第一考慮要素，擬定了不同的開挖方法。水電施工新技術(shù)專題

水電施工新技術(shù)專題百色尾水主洞〔’31出口段78m范圍內(nèi)(由洞口向里)上覆有效巖體薄，圍巖類別屬W~V類，并且最后出口局部為強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)巖和全風(fēng)化輝綠巖接觸蝕變帶，巖體非常破碎。施工單位在開挖中采取了超前錨桿、預(yù)灌漿、預(yù)留保護(hù)層等各種措施來保障洞室圍巖的穩(wěn)定，具體開挖方法和程序見圖3.5。

水電施工新技術(shù)專題施工機(jī)械對總體施工方案的影響地下洞室開挖過程中所使用的施工機(jī)械對總體方案的影響巨大，有時甚至是決定性的。百色水利樞紐地下廠房在頂拱和下部采用了三臂鑿巖臺車，中部那么主要利用履帶式液壓鉆及潛孔鉆鉆孔，只是在局部預(yù)留保護(hù)層等地方使用了手風(fēng)鉆鉆孔。水電施工新技術(shù)專題

水電施工新技術(shù)專題

水電施工新技術(shù)專題在龍灘右岸導(dǎo)流洞中層施工中同樣因為上層凈空的限制，液壓快速鉆只能鉆設(shè)64°角的梯段深孔。其開挖分層如圖3.14所示。

水電施工新技術(shù)專題在實際施工中，為了保證施工進(jìn)度和爆破效果，爆破規(guī)模一般不可能太小，這時制定有利于圍巖穩(wěn)定和施工平安的開挖方案及施工工藝就顯得特別重要。參看瀑布溝尾水隧洞、龍灘右岸導(dǎo)流洞等大型隧洞的開挖資料，在這些特大斷面隧洞的下層施工中大體采用了如下兩種方案:l)邊墻預(yù)裂超前，中部梯段拉槽在后，并且最靠近邊墻處設(shè)一排加密緩沖孔(采用小直徑藥卷)，最后鉆小孔徑水平孔挖除保護(hù)層，在龍灘右岸導(dǎo)流洞中層開挖中就采用了此方法;在一些下層梯段高度相對較低的隧洞中，并沒有預(yù)留保護(hù)層，而是在邊墻預(yù)裂后中部梯段開挖一次成形，例如小灣主廠房運(yùn)輸洞(圖3.13);2)中部梯段拉槽開挖(設(shè)緩沖孔)在前，兩側(cè)邊墻預(yù)留保護(hù)層跟進(jìn)，保護(hù)層開挖采用小孔徑水平孔光爆，此方法在龍灘右岸導(dǎo)流洞下層、瀑布溝尾水隧洞開挖中使用。圖3.15是瀑布溝尾水隧洞中、下層的開挖方法設(shè)計圖。水電施工新技術(shù)專題上面兩種方法中前一種采用了預(yù)裂縫隔震，而后面一種采用了預(yù)留保護(hù)層的方法，這兩種措施都可以在一定程度上減少爆破沖擊荷載對保存圍巖的損傷及劣化，但是從控制爆破震動和現(xiàn)場施工實際操作的角度出發(fā)，應(yīng)該是第二種方法為優(yōu)。

水電施工新技術(shù)專題結(jié)果說明:1)光面爆破采用手風(fēng)鉆或鑿巖臺車造水平淺孔，孔徑小，鉆孔質(zhì)量容易滿足設(shè)計要求。同時，裝藥量及裝藥結(jié)構(gòu)相對與深孔的預(yù)裂爆破更容易得到控制。2)由于受力條件的改善，光面爆破本身對保存圍巖的動力損傷相對較小，并易于孔間縫面的形成。因為光面爆破中的光爆層厚遠(yuǎn)小于預(yù)裂爆破中所需克服的抵抗線長度，因而在炮孔間貫穿裂縫過程中所需克服的垂直于縫面的正應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于預(yù)裂爆破相應(yīng)值。3)從開挖爆破誘發(fā)爆破震動荷載大小考慮。預(yù)裂爆破是預(yù)先在開挖輪廓面形成了具有屏蔽作用的預(yù)裂縫，這對于減弱主爆孔及緩沖孔的爆破震動強(qiáng)度及控制爆破裂隙向保存圍巖內(nèi)侵入是相當(dāng)有利的，而光面爆破的施工程序決定了它不具有這種優(yōu)點。水電施工新技術(shù)專題3.6地下洞室開挖方案的選擇

水電施工新技術(shù)專題地下廠房開挖分層影響因素l)施工通道條件。在廠房開挖的過程中，施工通道的重要性不言而喻，通往廠房的永久通道和增設(shè)的臨時施工通道是有限的，如何合理充分的利用這些位于不同高程的施工通道，是在分層時首先必須考慮的問題;2)廠房的結(jié)構(gòu)特點。水電站地下廠房結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅有巖錨梁這類對施工質(zhì)量要求甚嚴(yán)的特殊部位，而且在立面上廠房各個局部的底板開挖高程并不一致，特別是廠房下部一般還會有深機(jī)坑和保存巖柱(墻)，這些都給施工帶來了一定的困難，在開挖分層時必須注意到廠房的這些結(jié)構(gòu)特點;3)施工機(jī)械性能。廠房開挖工程量巨大，必然會配備各種現(xiàn)代化的大型洞室開挖支護(hù)設(shè)備，每一層面的施工一般都是很多施工機(jī)械配套在一起使用，在廠房分層及確定具體層高的時候，必須考慮到各種工程機(jī)械的性能參數(shù)，以期充分發(fā)揮施工機(jī)械的最大效能。4)相鄰洞室及相關(guān)構(gòu)筑物的施工需要。地下廠房作為廠房系統(tǒng)洞室群中最主要的洞室，不僅本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相貫洞室多，而且與相鄰洞室聯(lián)系緊密，在某些情況下，這些相鄰洞室有時要利用廠房作為施工通道，分層時必須考慮到這種可能的情況;另外，廠房分層還要便利一些重要部位(例如巖錨梁)的施工。水電施工新技術(shù)專題注意到可供使用的施工通道有排風(fēng)洞、交通洞、引水隧洞下平段及尾水支洞，根據(jù)施工通道控制范圍可將廠房從上至下分為三大局部:l)上部，主要利用排風(fēng)洞作為施工通道;2)中部，以交通洞為施工通道:3)下部，以引水隧洞下平段和尾水支洞作為施工通道。下面結(jié)合其他的因素對廠房細(xì)化分層。首先確定上部頂拱開挖高度，頂拱層從排風(fēng)洞進(jìn)入施工，其下部高程必須與排風(fēng)洞持平，并且考慮鑿巖臺車的控制范圍，高度上不能太大，廠房中部的開挖主要利用交通洞作為施工通道，在這一局部存在巖錨梁的施工問題，同時母線洞的一局部也可能要通過廠房進(jìn)入施工，所以中部的分層主要是要便利巖錨梁和母線洞的施工，并且?guī)r錨混凝土梁距下層開挖面應(yīng)有足夠的高度，防止下層開挖時對巖錨梁的破壞。下部施工通道主要是與廠房相接的引水隧洞和尾水支洞，先看以引水隧洞作為施工通道的這一層(蝸殼層)，該層施工使用鑿巖臺車從引水隧洞向廠房內(nèi)掘進(jìn)，根本上是采用洞挖的方式，那么可確定此層下界限與引水隧洞底面高程一致，因為廠房在這個層面上兩端又有臺階，所以層面頂部與此臺階應(yīng)在一個水平面上，該層與第三層之間所夾巖體可以劃分為一層(第四層)。廠房最下部層面確定同樣根據(jù)尾水管段的斷面確定，而此層與蝸殼層(第五層)之間間隔的巖體作為第六層。第六層先打?qū)Ь?，然后擴(kuò)挖，通過導(dǎo)井和尾水出碴。水電施工新技術(shù)專題

水電施工新技術(shù)專題

水電施工新技術(shù)專題頂拱層開挖方法山巖壓力理論當(dāng)坑道開挖時在其上部形成的塌方上部邊界具有拋物線的形狀，并叫做壓力拱(如右上圖所示)。

水電施工新技術(shù)專題廠房頂拱層開挖方案比選地下廠房頂拱層開挖跨度大，質(zhì)量要求高，并且噴錨支護(hù)和觀測儀器埋設(shè)工程量大，是廠房開挖中比較關(guān)鍵的一層。由于施工機(jī)械性能的限制，以及出于保證頂拱平安的角度考慮，在實際施工廠房頂拱一般不會采用全斷面一次成型的開挖方法。從理論分析和數(shù)值計算的結(jié)果來看，廠房頂拱層在開挖后存在兩個比較薄弱的地方:一個是拱座存在應(yīng)力集中，而另一個就是拱冠部位可能存在的松散巖石圈。從這兩個基點出發(fā)可以很容易得出對開挖程序的兩種不同考慮:1)先挖廠房兩側(cè)，提前加固拱座，增加施工期平安;2)先挖中間導(dǎo)洞，減小一次開挖跨度，以保證廠房拱冠部位的局部穩(wěn)定。

水電施工新技術(shù)專題第5章地下廠房巖錨梁施工技術(shù)巖錨梁是一種既經(jīng)濟(jì)又平安的新型結(jié)構(gòu)，近年來，在我國水電站地下廠房建設(shè)中獲得了較廣泛地應(yīng)用。在地下廠房施工中，不僅巖錨梁巖臺開挖精度要求高，而且在下層開挖時，巖錨吊車梁爆破震動平安指標(biāo)要求較其他部位高，施工中必須采取科學(xué)穩(wěn)妥的開挖方法，以確保巖錨梁的開挖質(zhì)量及平安。由于巖錨梁的荷載都由長錨桿和巖臺承受，所以對巖臺開挖和錨桿施工都提出了很高的要求。水電施工新技術(shù)專題巖錨梁施工時存在的主要問題如下:l)巖錨梁層中部開挖時，應(yīng)采用合理的爆破開挖程序，盡量降低爆破對廠房邊墻及巖臺局部的震動影響;2)巖錨梁巖臺開挖質(zhì)量要求高，參照太平騷、大廣壩、小灣、龍灘等工程的施工經(jīng)驗，對巖臺開挖的主要技術(shù)要求為:a)爆破開挖的超挖<20cm，巖面無爆破裂隙;圍巖松動范圍:2類圍巖<40cm，3