猴子岩水电站地下主厂房开挖关键施工技术分析

猴子岩水电站地下主厂房开挖关键施工技术分析【摘要】猴子岩水电站是位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内大渡河干流上游的，它的地下厂房洞室群则分布于坝区河道右岸，并且是由4条引水隧洞组成，这4条引水隧道分别为：主厂房，母线洞，尾调室，与主变室。这4条引水隧道又是与2条尾水洞组成的。尾水调压室中心线和厂房顶拱中心线间距为134.9m，主变室与厂房之间的岩柱厚度分别为45.0m和44.75m，值得一提的是猴子岩水电站地下主厂房的开挖工程是全国开挖工程里耗时最短的，它之所以会如此成功，还需要我们慢慢对它进行了解，因此，本文将会对猴子岩水电站地下厂房的开挖技术进行较为深刻的分析，从根本上找出其成功的关键点，为以后开挖技术的实施起到一个较好的带头作用。【关键词】猴子岩水电站；地下主厂房；开挖技术引言第6页共6页 我国现在正在开发的水能资源主要是位于青藏高原地区，因受地形的限制，枢纽布置中的发电厂房采用的主要是地下厂房洞室群布置形式，因为在新构造运动影响下，该地区应力普遍较高，而这种情况的产生对于地下厂房的开挖造成了一定的难度，导致很多工程无法很好地开展，安全问题也得不到保障，使得很多施工人员深感无奈，而本文将会对猴子岩地下厂房洞室的开挖技术进行分析，分别从工程概述、工程地质情况、厂房顶拱施工方案、施工措施的采取以及问题存在的反思，这些方面来进行阐述。一、工程概述猴子岩水电站，是大渡河干流水电规划“三库22级”中的第九级水电站，地下厂房包括主厂房，主变室，尾水调压室等，轴线方向为N61W，主变室长135m，宽17.4m，高23.575m；尾水调压室长155m，而宽为23.5，主厂房水平埋深约270-445m，垂直埋深约403-665m。二、工程地质情况根据研究探查，猴子岩水电站地下厂房裂隙优势的方向有三组，主要是以刚性结构面，闭合，起伏等情况见长，在勘探开挖过程中揭示断层，影响带等岩体为IV类，顶拱的岩性主要为白云质灰岩，以厚层状，巨厚层状结构为主，局部为中厚层状结构，而局部发育有缓倾角挤压破碎带，对顶拱围岩稳定不利，而中缓倾角层面裂隙较大，很大程度上影响到顶拱围岩的稳定。上游侧边墙的岩性主要为白云质灰岩，岩体相对完整，以厚层状与巨厚层状结构为主，由于工程处于高地应力区，开挖中容易产生松弛变形，此外结构面的不利组合也有发生小规模掉块和滑塌的可能性。下游侧边墙的岩性主要为白云质灰岩，岩体相对完整，以厚层状结构为主，但由于工程处于高地应力区，因此在开挖过程中容易产生围岩变化，造成破坏，有发生小规模滑塌的可能。三、厂房顶拱施工方案第6页共6页 猴子岩水电站在地下厂房顶拱开挖过程中采用先中导洞开挖支护的施工程序，并分为三个区域来进行开挖，第一区是中导洞开挖支护，第二区是中岛洞底板降底开挖，第三区则为上下游侧扩挖。由于顶拱层采用到的是YT28的手风钻进行钻爆，采用导洞超前，分区进行开挖，锚杆采用的是多臂钻钻孔，人工自制的反铲平台来进行安装，注浆，挂钢筋网等程序。四、猴子岩水电站地下厂房顶拱开挖施工过程中存在的问题（一）地下洞室群相对密集，安全问题突出。猴子岩水电站地下厂房是洞室相对来说比较密集，以主变室，调压室，主厂房三大洞室为主，厂房洞室结构较复杂，跨度较大，从而容易导致各洞室在实施爆破工程中互相干扰，容易出现安全隐患。（二）地应力较高，岩爆现象相对突出。在岩爆过程中会持续出现较大的爆破声，使岩层成片剥落，并且持续时间相对较长，且岩爆区域面相对较大，导致上游边墙开挖面易存在岩爆的现象。（三）顶拱变形持续时间长，厂房挖空率较高。厂房顶拱开挖支护完成以后，导致地应力释放不均匀的现象，顶拱持续变形，没有收敛迹象，且易导致拱脚部位位移较大。五、设计施工时措施的采取根据猴子岩水电站洞室群密集，地应力高，地质条件差等特点，在对其进行施工时应当采取一定措施来保障施工安全。第6页共6页 （一）为了减少爆破围岩的搅动，在施工过程中必须严格按照挖掘前确定好的开挖程序进行分层分区开挖，并在开挖以后及时做好各层支护。（二）对IV类围岩的支护参数进行增加，在对锚杆间距加密以外，还必须对围岩进行灌浆。（三）在施工之前，应该将顶拱喷混凝土的厚度增加。（四）在厂房开挖后期，应该对厂房顶拱的层变形进行监测，且在厂房顶拱处增加锚索。六、针对猴子岩水电站厂房顶拱开挖施工问题的反思猴子岩水电站的厂房顶拱层的开挖工程是国内开挖工期最短的，它的好成绩与施工技术的实施是分不开的，下面我将对开挖施工中存在的问题阐述一下我的感悟。（一）首先，不得不说加强现场施工组织是最关键的，在施工的现场脱离了科学合理的安排与计划就难以保障工程的质量与人员的安全。（二）其次，对于高应力导致的岩爆现象，最有效的措施是“快速锚固，及时封闭”。（三）然后，在洞室的开挖过程中，施工检测是至关重要的，一方面必须要及时埋设监测仪器，第二方面必须将监测数据及时反馈给施工单位，另一方面要建立完善的监测预警机制，如若发现异常情况，必须立即采取措施。（四）与此同时，施工单位还应该建立起应急处理机构，应急处理机构的设置主要是对施工现场出现的问题进行解决，对工程施工进度特别有利。第6页共6页 （五）最后，在对施工技术进行优化的同时，还应该注重到施工人员的技术操作水平，众所周知，在一个过程的施工过程当中，施工人员起到了一定程度上的主导作用，他们技术水平的高低直接影响到了工程成型的质量。七、结束语本文对于猴子岩水电站地下厂房的开挖技术进行了分析，通过对围岩力学进行性状分析外，还对厂房顶拱施工方案进行了阐述，以及对设计施工时措施的采取进行了说明，笔者认为一个开挖工程的实施离不开技术上的革新，离不开监测人员的监督，更离不开的是施工人员认真负责的工作态度，猴子岩水电站地下厂房的开挖工期之所以会如此短，与它施工方案的实施，与它开挖技术的先进，与它技术人员的监测都是离不开的，猴子岩水电站地下厂房的开挖工程是一个最好的范例，为将来的开挖工程的实施树立了一个最佳模板。参考文献[1]戴峰，李彪，徐奴文，朱永国，沙椿，肖培伟，何刚.猴子岩水电站深埋地下厂房开挖损伤区特征分析[J].岩石力学与工程学报，2015，04：735-746.[2]沙椿，李彪，徐奴文，戴峰，何刚，雷英成.地下洞室群开挖卸荷过程微震活动特征研究[J].长江科学院院报，2014，11：102-107.[3]王d剀，蔡德文，董瑜斐，孙璇.猴子岩水电站地下厂房围岩变形特征分析与控制[J].人民长江，2014，08：66-69+84.第6页共6页 [4]肖厚云，林金威.猴子岩水电站高地应力厂房边墙开挖技术研究[J].人民长江，2014，08：74-77.[5]张勇，肖平西，程丽娟.基于岩石强度应力比的大型地下洞室群布置设计方法[J].岩石力学与工程学报，2014，11：2314-2331.[6]李志鹏，徐光黎，董家兴，李志刚，王金生，陈春文.猴子岩水电站地下厂房洞室群施工期围岩变形与破坏特征[J].岩石力学与工程学报，2014，11：2291-2300.第6页共6页