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地下电站大型洞室群开挖支护技术

时间:2017 -06-13 11:21来源:未知 作者: admin 点击:
1 前言 随着西部大开发及西电东送战略的实施,众多代表世界级的大型水电工程在中国纷纷启动,水电资源的开发与利用取得了迅猛的发展。许多大型水电工程地处深山峡谷之中,地上
1 前言
随着“西部大开发”及“西电东送”战略的实施,众多代表世界级的大型水电工程在中国纷纷启动,水电资源的开发与利用取得了迅猛的发展。许多大型水电工程地处深山峡谷之中,地上空间非常有限,开发利用地下空间成为水电工程发展的必然趋势,大型地下工程将越来越多,地下工程施工技术在水电工程建设中占据重要地位。
2 工程简介
构皮滩水电站作为国家“西电东送”的标志性工程,是目前国内强岩溶地区最大的地下电站,属Ⅰ等工程,电站装机5×600MW。整个枢纽布置非常紧凑,主要建筑物有双曲拱坝、泄洪消能建筑物、电站厂房、通航及导流建筑物等。
构皮滩水电站地下厂房洞室群在不到0.5Km2的区域内布置了近七十多条洞室,洞室纵横交错,平、竖相贯,总长度近15Km,总洞挖量170万m3,各类锚杆16万根,预应力锚索1444束,喷混凝土9.2万m3。
地下厂房最大开挖尺寸230.45×27×75.32m(长×宽×高)、主变室最大开挖尺寸207.1×15.8×21.34m(长×宽×高)、调压室廊道最大开挖尺寸158×19.30×22.83m(长×宽×高)、调压室竖井段高90.42m,三大洞室间岩柱最大厚度为30m。
地下电站建筑物主要包括:引水渠、进水塔、引水隧洞、主厂房、主变洞、尾水洞、调压室、尾水平台、尾水渠、开关站、交通洞及通风洞等。
受以W24岩溶系统为代表的空间展布错综复杂的岩溶系统的影响,构皮滩地下电站是一个复杂的超大型地下工程。构皮滩地下电站透视图见图1。
 
图1 构皮滩地下电站透视图
3 地质条件
构皮滩电站坝址区处于高山峡谷的岩溶地区,岩溶发育,岩溶及地下水对地下洞室围岩稳定性的影响是重要的工程地质问题之一。构皮滩电站地下厂房洞室群主要处于P~P1q灰岩地层中,岩体条件复杂:层间错动及岩石结构面穿过洞室,沿断层、分层间错动多溶蚀,发育有溶洞;建筑物范围裂隙较发育。地下厂房洞室群主要发育有规模庞大的W24岩溶系统主干管道及其旁侧沿NW、NWW向断裂发育的岩溶宽缝、P1m1-1层顺层风化溶滤带(K10)及沿NW断裂发育的溶洞K2、K11、K82等。虽然构皮滩电站岩溶系统总体上顺层发育,但受NW、NWW向断裂发育的影响,岩溶发育存在很大的不确定性,岩溶管道分布及地下水渗流条件极其复杂,施工期由于洞室开挖,改变了岩溶管道所处的外部环境条件,容易突发涌水、涌泥。上述因素不仅对施工期及运行期地下洞室群的稳定性存在不利影响,而且会影响正常的施工组织及工程的施工进度。1m
在国内外灰岩地区大型水电工程中,大型地下洞室群遭遇岩溶发育规模如此之巨大、岩溶影响洞室之多尚属首次,岩溶系统贯穿了以三大洞室为代表的整个大型地下洞室群,在国内外大型地下洞室工程中实属罕见。
4 大型地下洞室群开挖支护技术
4.1 施工总程序
构皮滩电站受强岩溶影响,地下电站三大洞室之间的岩柱厚度仅为30m和23.8m,是国内同等规模地下电站三大洞室中最薄的岩柱。根据强岩溶和受其影响下大型地下洞室群的布置特性、工期要求、质量、安全及稳定条件,制定科学合理的施工程序,以满足复杂岩溶系统处理和地下洞室群的施工需要。三大洞室开挖支护总体程序如下:
1、厂房和尾水调压室受强岩溶影响范围大,三大洞室之间在立面上制定“先小洞后大洞”施工程序,即主变室先行、主厂房紧随其后、尾水调压室开挖相应滞后的顺序进行。以防三大洞室塑性变形贯穿,确保三大洞室稳定。三大洞室施工总程序见图2。主厂房、主变室、尾水调压室(井)均采用分层开挖及支护的方法。
2、对引水洞、进厂交通洞、副厂房至副安装场连通洞、尾水管等与厂房高边墙交叉的洞口,遵循“小洞穿大洞”的程序,在厂房高边墙开挖至上述部位前先行开挖进入厂房1~2m以上,并做好锁口喷锚强支护。
3、引水洞、母线洞、尾水管的施工按相邻两洞错开间隔施工的原则进行,必须相邻开挖时,开挖的掌子面要错开1.5倍岩柱厚度以上,并且对超前的洞段及时支护。
4、充分利用施工支洞条件,按“平面多工序、立体多层次”要旨依次展开各主体洞室的开挖,并尽早将主要洞室的上部与永久或临时通风洞(井)连通,以解决和改善各洞室的通风条件。
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(责任编辑: admin)
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