浅谈施工辅助洞室在水电工程中的应用

浅谈施工辅助洞室在水电工程中的应用孔令富姜伟刘鑫凌（中国水利水电第七工程局有限公司成都611730）摘要：本文通过对几个典型项目中的施工支洞布置说明施工支洞在工程交通、进度、安全和劳动环境改善等方面的作用，为类似工程项目施工提供借鉴经验。关键词：辅助洞室进度交通通风安全一、前言随着西部大开发战略的实施，西部特别是西南地区的水电开发已逐渐进入高峰。由于西南地区山高谷深，枢纽施工多采用隧洞导流，泄洪系统和引水发电系统也多选择布置在山体内部。而山体内施工的交通、通风问题是制约工程进度的关键之一，因此，为快速、有效地完成工程建设，合理布置施工辅助洞室是完成水电建设的重要基础。当然，施工辅助洞室的作用不仅仅是满足工程施工本身的交通需要，在保障工程周边交通安全方面，布置施工辅助洞室也是一种有效的方案。二、施工辅助洞室的功能1、交通为满足地下工程施工需要，往往需要布置交通洞作为主体洞室开挖通道，形成地下工程施工道路网，这是施工辅助洞室在地下工程应用的典型，从目前国内在建和完建项目中均可以找到相关案例。在大型地下厂房洞室群施工招标阶段，设计单位就会根据工程布置情况预先推荐施工交通洞或施工支洞供投标单位参考，如瀑布沟地下厂房、向家坝右岸地下厂房、彭水电站地下厂房、大岗山地下厂房等大型地下洞室群施工招投标过程中，绝大多数投标单位都是在设计单位建议的施工支洞布置方案上做必要补充后作为投标方案，并在中标后实际施工中不断优化支洞布置方案，但都未对设计布置方案作原则性变更，大多是基于原设计方案进行微调。对地下电站施工支洞的布置方法和技巧，各种水电建设类刊物出现较多，本文不再赘述。2、进度利用施工辅助洞室提高施工进度的方法主要是通过增加施工工作面的方式实现，在对于较长洞室开挖中比较常见，典型布置方法如图1所示。图1交通洞布置示意图上图是非常典型的交通洞布置方法。在进行长隧洞开挖时，在隧洞中部选择地质条件较好的部位布置施工支洞，以增加作业面，此方案国内外多个工程中运用都非常普遍。如彭水电站导流洞、大岗山地下厂房尾水隧洞、猴子岩电站导流洞等项目均采用了该布置方法以创造或增加工作面。对于洞径较小洞室开挖时，不需要分上、下半洞布置两条施工支洞。3、通风在地下工程施工中，特别是以爆破为主的洞室开挖阶段，良好的通风条件不仅可以缩短散烟时间，提高施工效率，更重要的是可以改善洞内施工环境，为作业人员健康提供更良好的保障。目前主要的通风形式包括机械通风和自然通风，自然通风的方式即布置通风洞或利用设计洞室形成良好的通风环境。在进行彭水电站引水隧洞开挖中，曾通过2#施工支洞提前进入5#引水隧洞上平段，完成5#引水隧洞上平段2#施工支洞上游侧导洞开挖，并将导洞延伸至进水口开挖区，当时进水口开挖尚在进行中，5条引水洞洞脸均未出露，若按常规方式施工，引水洞上平段洞群开挖在进水口边坡开挖至引水洞顶部高程之前将仅有2#施工支洞与外界相通，通风条件非常恶劣。5#引水洞中导洞提前贯通并延伸形成通风洞，与2#施工支洞共同形成了自然风循环通道，大大改善了洞内施工环境，有效缩短了引水洞散烟时间，提高了施工进度，经济效益明显。布置形式见图2。图2彭水电站引水隧洞上平段开挖通风洞布置示意图之所以选择彭水电站引水洞开挖通风洞座位典型是因为该通风洞完全布置在设计开挖范围内，通过对施工程序的调整，形成了自然循环通风。除把少量明挖量变为洞挖外（2.5m*2.5m，长约50m，洞挖工程量312.5m3），没有增加设计外开挖工程量，增加的施工成本低，经济效益明显。彭水电站地下洞室群开挖中，还专门布置了通风竖井以增强洞内自然通风效果。同样，在大岗山地下厂房尾水洞开挖中也布置了通风竖井。4、道路安全与保通近期开发的大渡河流域的黄金坪电站、长河坝电站和猴子岩电站等项目在招标过程中业主均提出了施工期间S211省道保通的要求，而根据项目设计图纸，施工区域内S211省道上方需进行土石方开挖，在这种情况下对S211公路的保通是非常困难的。在过去的工程中，常见的方案不外乎采用钢筋笼、马道板等做好道路主动防护，道路条件好的可以采用钢架管上铺设马道板形成道路保护棚。但是在实际施工中，这些防护措施往往达不到预期的效果，特别是山高坡陡的开挖区域，爆破滚石是不可避免的，道路也只能是间断性的保通。在彭水电站就因此曾经出现过星期一、三、五进水口标放炮，星期二、四、六、日右坝肩标放炮的先例。不仅严重打乱施工单位施工计划，后期施工压力变大，而且影响了当地交通的正常运营，不利于与当地政府群众关系的协调。在大岗山地下厂房标招投标阶段，招标单位同样提出了“施工期间确保尾水出口的左岸低线公路（1#公路）交通畅通”的要求，经过对各种安全防护方案讨论后认为，常规的防护方案根本不能保障公路安全畅通，最终提出了增设辅助洞室的方案，见图3。图3大岗山地下厂房尾水出口交通洞布置平面图图中9#施工支洞的作用就是连接施工期左岸地线公路（1#公路）在尾水开挖区域上下游的交通，从尾水洞下方穿过，与尾水洞立体相交，再巧妙利用进厂交通洞作为出口。该条施工支洞全长270.49m，设计断面为城门洞型，断面尺寸为8m×7m。在大岗山尾水出口边坡开挖过程中，9#施工支洞的布置改善了1#公路穿行尾水出口施工区的安全条件，不仅确保了道路交通，同时也为本标乃至整个工程的顺利施工奠定了基础。三、结束语施工辅助洞室在水电建设的应用非常普遍，灵活、合理地布置施工辅助洞室群是安全、快速完成项目施工的有力支撑，本文通过几个典型案例阐述施工辅助洞室在实际施工中的应用，可为类似工程施工提供参考。当然，施工辅助洞室的应用不仅仅局限于文中所述的作用，在地质勘测阶段和施工阶段布置的地质勘探平洞、施工中布置的临时吊物井、平洞开挖中布置的会车道等均属于对施工辅助洞室的应用。随着水电建设的进一步深入和发展，施工辅助洞室的应用也将更加多样化。作者简介：孔令富（1981～），男，四川绵竹人，2003年7月参加工作，水电七局市场开发部，从事水电施工技术工作，助理工程师。姜伟（1980～），男，湖南益阳人，2002年7月参加工作，水电七局彭水项目经理部，从事施工技术管理工作，助理工程师。刘鑫凌（1976～），男，四川双流人，1998年7月参加工作，水电七局彭水项目经理部，从事工程管理工作，助理工程师。