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WDD/YDC/[2013]/技-013号关于呈报右岸地下电站主厂房及安装场Ⅰ层开挖支护施工方案的函西北咨询公司乌东德监理中心：现将《右岸地下电站主厂房及安装场Ⅰ层开挖支护施工方案》呈报贵部，请审阅，批复为谢！附件：关于呈报右岸地下电站主厂房及安装场Ⅰ层开挖支护施工方案二○一三年八月八日主题词：主厂房安装场Ⅰ层施工方案的函中国水电六局乌东德项目部2013年8月8日印发右岸地下电站主厂房及安装场I层开挖支护施工方案核定：审核：编写：中国水利水电第六工程局有限公司二○一三年八月八日主厂房及安装场I层开挖支护施工方案1、概述电站厂房布置于左右两岸山体中，均靠河床侧布置，各安装6台单机容量为850MW的混流式水轮发电机组，总装机容量10200MW。主要建筑物有进水口、引水隧洞、主厂房及安装场、主变洞、母线洞、电缆廊道、尾水调压室、尾水隧洞、尾水出口、出线竖井及平洞、地面出线场、交通洞、通风排风（烟）系统、集水井排水管道洞及厂外排水系统等。右岸地下厂房位于峡谷岸坡内，外侧端墙距岸边距离约120m，洞室埋深210m～390m。主厂房、主变洞和调压室，厂房区三大洞室平行布置，主厂房洞轴线方向为65°，与岩层走向夹角约20°～30°。主厂房和主变洞经过Pt2l3-1～Pt2l3-5地层，以Ⅱ类、Ⅲ类围岩为主。主厂房的开挖尺寸为333.00m×30.50m（32.50m）×89.80m，主厂房和安装场洞室断面采用圆拱直墙型，顶拱采用三心圆拱。厂房Ⅰ层开挖支护主要工程量为：32张拉锚杆2905根，32砂浆锚杆2903根；钢筋网为25t，规格φ8@20×20cm和φ6.5@20×20cm；喷砼为1800m3，采用C30砼。根据《长乌设枢（右电）通字[2013]第3-03》号设计通知要求，对中导洞开挖揭露的11个块体中的YF1、YF3、YF4进行加强支护，增加32砂浆锚杆47根，增加2000锚索3束，厂房一层工程主要工程量如下表。地下厂房一层开挖支护主要工程量表表1序号项目规格单位工程量备注1厂房Ⅰ层洞挖m3832252喷混凝土C30m324413张拉锚杆32根29054砂浆锚杆32根29035钢筋网φ8@20×20cmT316预应力锚索2000KN束144包括设计通知增加3束7砂浆锚杆32根47YF1、YF3、YF42、地质条件主厂房位于峡谷岸坡内，外侧端墙距岸边距离约120m，上覆岩体厚，埋深210m～390m。主厂房穿越Pt2l3-1～Pt2l3-4地层，主要为中厚层～厚层层灰岩、大理岩、石英岩及巨厚层白云岩，岩层倾向175°～185°，倾角70°～80°，轴线与岩层走向夹角约20°～30°，主厂房区中见一条相对较大断层，即f42，位于主厂房靠山里侧，断层延伸长约600余米。厂房区裂隙总体上不发育，统计显示主厂房优势裂隙有2组，第1组裂隙优势产状为266°∠45°，第2组裂隙优势产状为282°∠22°。围岩主要为微新岩体。总体上岩溶不发育，Pt2l3-3中发育K1、K4、K6、K8、K9等5个规模小的溶洞，顺断层、裂隙及层面发育，其中K6相对较大，呈溶缝状，溶洞长1.5m，宽0.6m，可见高度5m。勘探钻孔（ZK501、ZK502、ZK503）局部揭露到Pt2l3-3地层中的A类角砾岩，其中少数为B类，角砾岩位于主厂房与主变室之间局部岩体中，沿洞室轴向延伸约60m～80m，角砾岩顶高程824.52m，底部高程741.32m，其中B类角砾岩延伸长约20m～30m，顶高程812m左右，底高程788.8m左右。主厂房绝大部分处于地下水位以下。右岸厂房部位最大水平主应力量值集中为5~8MPa，最大值为9.7MPa，平均值为6.5MPa，最大水平主应力方向为NE81°，与洞轴线夹角为16°左右；最小水平主应力量值集中为3~6MPa，最大值为6.5MPa，平均值为4.5MPa。根据《水力发电工程地质勘察规范》（GB50287）附录J围岩工程地质分类，结合乌东德水电站坝址区地层岩性等特征，主厂房II类围岩占53.4%，围岩基本稳定，局部存在随机块体稳定问题；Ⅲ类围岩约占46.6%，Ⅲ类围岩局部稳定性差，围岩强度不足局部可能产生塑性变形。主厂房内端墙发育断层f42，可能与优势裂隙构成半定位块体，体积约600m3，在施工过程中，受爆破等因素影响块体稳定性较差。3、施工布置3.1施工道路布置目前厂房中导洞开挖已经完成，厂房及安装间扩挖施工利用右厂1-1#和右厂1-2#施工支洞进行施工。右厂1-1#施工支洞底板高程为840m，厂房底板高程841.5m进入厂房需修一条长约18m，升坡坡度为12%的斜坡道，作为左侧施工通道；右厂1-2#施工支洞底板高程846m，进入厂房需修一条长约37.5m，降坡坡度为12%的斜坡道作为右侧施工通道。厂房及副安装场左端施工路线：厂房上层中导洞→右厂1-1#施工支洞→尾调交通洞→低线公路6-2#隧洞→上游临时桥→左岸低线过坝洞→下白滩存料场，运距8.8km。厂房及主安装场右端施工路线：厂房上层中导洞→右厂1-2#施工支洞→低线公路6-2#隧洞→上游临时桥→左岸低线过坝洞→下白滩存料场，运距9.8km。目前右厂1-1施工支洞已经开挖至厂房位置，该支洞靠厂房段底板高程840m，作为厂房一层施工通道，需向厂房方向修斜坡道，升坡坡度12%，斜坡道修至厂房一层底板841.5m高程后再进行厂房1层扩挖支护施工。施工便道施工时应对形成的临时边墙进行随机支护，支护参数为25锚杆，L=3m/4.5m，间排距2m交错布置，并喷C30混凝土15cm，该斜坡道按照1-1支洞断面尺寸从840m高程修至845m高程，因此施工该斜坡道将在靠下游侧顶拱位置形成三角体，该三角体与厂房相同部位扩挖一同施工。右厂1-2#施工支洞已经开挖完成，支洞终点底板高程846m，进入厂房需修一条长约37.5m，降坡坡度12%的斜坡道，斜坡道修至厂房841.5m高程。斜坡道采用手风钻开挖，开挖石渣运输至下白滩渣场。施工斜坡道布置具体见附图6。3.2施工用风布置地下厂房第I层开挖支护施工用风设备主要为手风钻、湿喷机，采用固定空压站供风，主要供风系统为3#和6#空压站，3#空压站布置在2-1#施工支洞扩挖段（原风水电布置方案中的2#旁洞），空压站总容量为320m3/min；布置8台40m3/min电动空压机。空压站引Φ200主供风管，沿通风平洞布设。在通风平洞与右厂1-1#施工支洞交接处分别从Φ200主供风管引2根Φ100钢管沿右厂1-1#施工支洞至主厂房，供右厂1-1#施工支洞施工用风；6#空压站布置在右厂1-2#施工支洞的5#旁洞内，总容量为300m3/min，设7台40m3/min和1台28m3/min电动空压机，从Φ200供风主管上接引Φ100供风管向主厂房供风，供主厂房I～III层施工用风。厂房供风管线按照厂房开挖施工程序进行布设、移动。3.3施工用电布置厂房供电设施根据一层开挖程序划分两条供电线路；1）一条为3#变电所，布置在右厂1-1#施工支洞的旁洞内，供主厂房I～III层、施工用电。2）一条为6#变电所，布置在右厂1-2#施工支洞的旁洞内，供主厂房上部施工用电。3.4施工用水布置施工用水按照一层施工工作面划分，采用两条供水线路：1）从6-2#隧洞出口处的W2#（DN200）供水管，向低线路6-2隧洞内引W2-1#（DN150）主供水管，通右厂1-1#施工支洞引DN100供水管路，供主厂房施工用水。2）从6-2#隧洞出口处的W2#（DN200）供水管，通过低线路6-2隧洞、右厂1-2#施工支洞引W2-3#（DN150）主供水管至厂房通过引DN100供水支管向厂房供水；同时在右厂1-2#施工支洞与6-2#隧洞交接处设置一个容量为10m3的2#水池，W4#供水主管经过2#水池，然后用管道泵引DN100供水支管向厂房供水。3.5施工排水布置根据引水发电系统排水总布置方案，为保证厂房内施工环境干净整洁，需将施工废水排出洞外。首先在工作面附近设临时积水坑，然后采用水泵统一排出洞外沉淀池内。3.6施工通风布置厂房中导洞贯通后，迅速与2#通风斜井贯通，此时厂房施工沿两侧的右厂1-1#施工支洞、右厂1-2#施工支洞相向掘进，在2-1#施工支洞洞口（临江侧通风平洞）布置一台轴流风机，接Φ1.2m风筒正压式通风，风筒随厂房开挖向前敷设，距开挖工作面30m左右。3.7临建场地布置根据现场实际情况，喷混凝土拌和站利用前期十四局已形成的喷混凝土拌和站，后期我单位喷混凝土拌和站形成后从我单位自有的喷混凝土拌和站供料；现场值班室布置在导流洞出口指挥中心及施工现场；机械设备停放场、修理车间、物资设备库房、综合仓库、材料堆放场、钢筋加工厂、模板加工厂等施工附属设施布置在右岸。厂房施工道路、风水电布置见附图1～2。4、施工程序目前厂房及安装场中导洞已经开挖完成，中导洞高度10m，如果按照中导洞高度进行厂房及安装场扩挖，扩挖后由于拱座空间较小，该位置有三排9m系统锚杆将无法施工，为保证厂房两侧拱座3排系统锚杆具备施工条件，一层扩挖前需在中导洞底板位置下降3.5m（II1层），即厂房第一层开挖高度设定为13.5m，两侧扩挖高度为12.58m，厂房拱座锚杆布置图见附图4。根据厂房施工通道布置情况，主厂房及安装场I层扩挖分成拉槽区和扩挖区，拉槽区先行，扩挖区开挖支护跟进。拉槽区从左右端墙位置向中间方向进行，扩挖区从厂房两端选择开口工作面，从开口面进行上下游边墙、左右端墙四个方向的扩挖施工。由于通风竖井位与厂房副安装场上游端墙处，因此为便于进行通风竖井导井施工，厂房扩挖时优先考虑进行副安装场上游侧通风竖井位置扩挖施工。具体施工程序见附图5。5、主厂房及安装场I层开挖施工5.1开挖分区主厂房及安装场的开挖根据施工通道、地质条件及开挖施工机械设备的性能进行分区，根据目前中导洞开挖情况分析，将厂房一层扩挖分别从厂房左右两端方向，分为拉槽区和扩挖区，拉槽区分别从左右端墙位置开始进行施工，拉槽深度3.5m，扩挖区分左右两端四个工作面，扩挖面开口位置分别是，厂房左端上游Yc=1+328m（优先考虑竖井位置下方扩挖施工）、下游Yc=1+230m，厂房右端上游Yc=1+100m、下游Yc=1+080m；第Ⅰ层开挖高度13.5m（▽855～▽841.5），开挖量约为83225m3，厂房一层扩挖断面见附图3。5.2施工方法主厂房及安装场第I层扩挖采取水平掘进施工，先进行中导洞拉槽施工，再进行扩挖施工（滞后中导洞拉槽50m），中导洞拉槽采用YT-28手风钻钻设垂直孔进行浅孔梯段爆破，扩挖采用光面爆破的方法开挖。开挖石渣采用CAT966F装载机和PC300液反铲装20t自卸汽车出渣。5.2.1中导洞拉槽施工（1）施工方法中导洞拉槽开挖从右厂1-1#和右厂1-2#施工支洞一侧进入，利用已形成斜坡道从左右两侧向中间采用CM351钻进行梯段爆破，梯段高度3.5m，出渣采用1.6m3反铲和3.5m3侧卸装载机装20t自卸汽车，下白滩存料场。（2）爆破设计中导洞拉槽采用CM351钻机钻孔，梯段爆破开挖，沿厂房轴线方向分段进行爆破，每段爆破长度为10m，宽度为12m，高度3.5m，以斜坡槽作为临空面，由右厂1-1#和右厂1-2#施工支洞向厂房中部方向开挖，中导洞拉槽梯段爆破设计参数见下表，爆破设计见附图8。梯段爆破参数表表2序号参数单位数量1孔径mm902梯段高度m3.53孔深m3.74钻孔方式垂直孔5孔距m2.56排距m2.07药卷直径mm708装药结构不耦合连续装药9单孔药量kg10.110单位耗药量kg/m30.425.2.2主厂房扩挖面开口部位（刻槽）施工方法（1）施工方法扩挖工作面开口位置选定后，为保证开挖质量，开口位置开挖分为先锋槽开挖和预留保护层斜切开挖两部分，拟先对每个工作面进行垂直厂房纵轴线掏槽开挖，利用钻爆台车，人工手持手风钻进行开挖，先锋槽深度要求保证设计开挖线以内预留保护层，先锋槽宽度15m，分两序交替进行开挖，高度根据槽深进行调整，先锋槽形成后，进行保护层斜切开挖，钻斜向炮孔，由垂直向纵向斜切，逐渐调整炮孔角度，斜切