蒲石河抽水蓄能電站地下廠房系統(tǒng)施工及技術(shù)問(wèn)題探析

王祥灃（中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，遼寧沈陽(yáng) 110179）

蒲石河抽水蓄能電站地下廠房系統(tǒng)施工及技術(shù)問(wèn)題探析

王祥灃
（中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，遼寧沈陽(yáng) 110179）

蒲石河抽水蓄能電站是我國(guó)東北的第一座大型抽水蓄能電站，該電站廠房洞室系統(tǒng)是一組空間立體交叉的地下洞室群。本文以地下洞室開(kāi)挖為重點(diǎn)，根據(jù)本工程所處地理位置及地質(zhì)條件，編制全面細(xì)致的施工方案，對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行分析并制定了積極有效的解決方案，保證了地下廠房系統(tǒng)施工順利進(jìn)行。

地下洞室爆破開(kāi)挖 地質(zhì)條件 圍巖穩(wěn)定 施工干擾

1　概況

蒲石河抽水蓄能電站位于遼寧省寬甸滿族自治縣境內(nèi)，是我國(guó)東北的第一座大型抽水蓄能電站。該電站廠房洞室系統(tǒng)是一組空間立體交叉的地下洞室群。其系統(tǒng)布置以廠房、主變室及尾閘室為核心。廠房地段主要由較完整、新鮮、堅(jiān)硬的混合花崗巖組成，上覆巖體深厚。該地段地下水位高出洞頂拱約150～250m，巖石透水性微弱，僅局部見(jiàn)有地下水滲涌。廠址地段有40余條斷層破碎帶分布，寬度較小，傾角較陡，其走向與諸洞室交角較大，且多分布于廠房樞紐地段的東、西兩端，對(duì)廠房位置有影響的主要是西半部的f9斷層及東部的F3、F4斷層。廠房地段巖石節(jié)理一般不甚發(fā)育，并多鈣質(zhì)膠結(jié)。地下廠房樞紐地段多以Ⅱ類(lèi)圍巖為主，約占80%左右，Ⅲ類(lèi)圍巖約占20%，巖石穩(wěn)定條件較好。

2　地下廠房系統(tǒng)開(kāi)挖施工

2.1開(kāi)挖施工程序

根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工通道布置，并結(jié)合我局多個(gè)大中型地下廠房施工經(jīng)驗(yàn)，本工程廠房開(kāi)挖共分Ⅶ層，其中，副廠房及安裝間高度較小，其分層與主機(jī)間相對(duì)應(yīng)，即Ⅰ～Ⅳ層。第Ⅰ層：▽39.1～29.2，層高9.9m，分三塊，中部為Ⅰ1，寬9m，兩側(cè)為Ⅰ2，寬8.35m；第Ⅱ?qū)樱酣?9.2～▽21.2，層高8m，中部為Ⅱ1，寬16.7m兩側(cè)為Ⅱ2為巖錨梁部分，上部寬4.5m，底部寬3m；第Ⅲ層：▽21.2～▽13.2，層高8m，中部為Ⅲ1，寬16.7m，兩側(cè)邊墻保護(hù)層為Ⅲ2，寬3m，包括小橋機(jī)躲避洞基礎(chǔ)保護(hù)層；第Ⅳ層：▽13.2～▽5.2，層高8m，中部為Ⅳ1，寬16.7m，兩側(cè)邊墻保護(hù)層為Ⅳ2，寬3m，包括副廠房及安裝間基礎(chǔ)保護(hù)層；第Ⅴ層：▽5.2～▽-1.8，層高7m，中部為Ⅴ1，寬16.7m，兩側(cè)邊墻保護(hù)層為Ⅴ2，寬3m，副廠房及安裝間基礎(chǔ)保護(hù)層高1.5m；第Ⅵ層：▽-2.0～▽-7.0，層高5.2m，中部為Ⅵ1，寬16.7m，兩側(cè)邊墻保護(hù)層為Ⅵ2，寬3m；第Ⅶ層：▽-7.0～▽-15.0，最大層高8m，中部為Ⅶ1，寬16.7m，兩側(cè)邊墻保護(hù)層為Ⅶ2，寬3m，基坑及基礎(chǔ)保護(hù)層高為1.5m。

2.2地下廠房洞室開(kāi)挖

（1）廠房Ⅰ層開(kāi)挖：廠房Ⅰ層開(kāi)挖施工主要包括主機(jī)間、安裝間、副廠房、小橋機(jī)躲避洞Ⅰ層開(kāi)挖施工。（2）廠房Ⅱ?qū)娱_(kāi)挖施工：廠房Ⅱ?qū)娱_(kāi)挖施工主要包括主機(jī)間、安裝間、副廠房、小橋機(jī)躲避洞Ⅱ?qū)娱_(kāi)挖施工。（3）廠房Ⅲ層開(kāi)挖施工：廠房Ⅲ層開(kāi)挖施工主要包括主機(jī)間、安裝間、副廠房開(kāi)挖施工以及平衡梁洞施工。（4）廠房Ⅳ層開(kāi)挖施工：廠房Ⅳ層開(kāi)挖施工主要包括主機(jī)間、安裝間、副廠房Ⅳ層開(kāi)挖施工、安裝間及副廠房基礎(chǔ)保護(hù)層以及電纜洞施工。（5）廠房Ⅴ層、Ⅵ層、Ⅶ層開(kāi)挖施工：這三層開(kāi)挖施工主要是主機(jī)間開(kāi)挖施工。

總體施工方法與廠房Ⅳ層開(kāi)挖施工相同。

3　技術(shù)難題的分析及解決

雖然施工前對(duì)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了充分的分析及預(yù)防，但實(shí)際過(guò)程中仍遇到了很多預(yù)想之外的技術(shù)問(wèn)題，主要有以下幾點(diǎn)：

1）開(kāi)挖過(guò)程中由于地下廠房系統(tǒng)洞室縱橫交錯(cuò)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相互干擾，影響了施工進(jìn)度，為解決這個(gè)問(wèn)題，我們對(duì)施工程序進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化，以主副廠房為關(guān)鍵線路，其它項(xiàng)目圍繞展開(kāi)，本著局部服從整體的原則，盡量減少或避免本標(biāo)段內(nèi)部之間的施工干擾，合理進(jìn)行資源平衡，均衡生產(chǎn)，在充分利用各施工支洞的基礎(chǔ)上，均衡道路交通流量以保證運(yùn)輸通道的暢通。2）本工程地質(zhì)條件較好，但其地下洞室跨度大、邊墻高、交叉多、層次多，施工中根據(jù)其地質(zhì)條件及工程施工特性，有針對(duì)性地安排施工步驟，采取“超前備料、超前探鉆、超前支護(hù)、短進(jìn)尺、弱爆破、少擾動(dòng)、緊封閉、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)”的方案組織施工，保證了圍巖穩(wěn)定。3）工程區(qū)屬溫帶濕潤(rùn)東亞季風(fēng)氣候，冬季嚴(yán)寒、夏季高溫多雨，根據(jù)這一特點(diǎn)，制定了詳細(xì)靈活的季節(jié)性施工措施，并編制與之相適應(yīng)的施工進(jìn)度計(jì)劃、材料供應(yīng)計(jì)劃、合理的資源配置、有效的保障措施，確保了季節(jié)性施工保質(zhì)保量，按計(jì)劃完成。4）主廠房巖壁吊車(chē)梁施工質(zhì)量要求高，為確保開(kāi)挖成型優(yōu)良，選派參加過(guò)索風(fēng)營(yíng)和宜興抽水蓄能電站工程巖錨梁施工，具有豐富開(kāi)挖經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍進(jìn)行作業(yè)，借鑒我局在索風(fēng)營(yíng)、宜興地下廠房工程的施工經(jīng)驗(yàn)，采取科學(xué)、精密的開(kāi)挖工藝，采用先進(jìn)的鉆孔及錨桿注漿手段，精心施工巖壁吊車(chē)梁錨桿，嚴(yán)格控制施工工藝，保證其施工質(zhì)量。5）主廠房及主變排風(fēng)豎井高292m，反井施工深度大，施工中采用了適合硬巖地質(zhì)條件的ZFY2.0/400型反井鉆機(jī)進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制導(dǎo)孔的偏斜率，并根據(jù)導(dǎo)孔揭示地質(zhì)條件，對(duì)不同地質(zhì)條件采取不同的擴(kuò)孔速度，控制成井偏斜率。6）高壓電纜洞長(zhǎng)442.08m，傾斜度為28°，根據(jù)本斜井傾角緩，斷面小，長(zhǎng)度大的特點(diǎn)，采用了正井法進(jìn)行開(kāi)挖，出渣采用LZ80型立爪式耙渣機(jī)裝3m3礦車(chē)卷?yè)P(yáng)提升，有軌運(yùn)輸?shù)姆绞健?）本工程洞室縱橫交錯(cuò)，施工通道較長(zhǎng)，隧洞通風(fēng)難度大、強(qiáng)度高，為解決這一難題，采取了提早形成副廠房通風(fēng)豎井、主廠房及主變排風(fēng)豎井等永久排風(fēng)系統(tǒng)，利用地下系統(tǒng)自身通風(fēng)、排風(fēng)回路進(jìn)行通風(fēng)；在永久排風(fēng)系統(tǒng)未形成前，采用混合式通風(fēng)，采取大功率的隧道軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)，滿足隧洞通風(fēng)需要并留有余量，通風(fēng)長(zhǎng)度較大時(shí)，設(shè)置接力通風(fēng)設(shè)備，并加強(qiáng)隧道交叉口處施工通風(fēng)布置。8）根據(jù)前期工程施工，發(fā)現(xiàn)存在一定的地下涌水、滲水，地下水對(duì)圍巖的穩(wěn)定形成了一定的影響。施工中，采取了集中與分散排水相結(jié)合的方案，并加強(qiáng)對(duì)排水設(shè)備的配備，減少排水工作對(duì)開(kāi)挖、混凝土等施工的影響。

4　結(jié)語(yǔ)

在蒲石河地下廠房系統(tǒng)施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題得以解決，收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。許多在工作中技術(shù)難題的解決方法，也將為今后類(lèi)似工程施工提供良好的借鑒。

王祥灃（1987—），遼寧省丹東市人，男，從事水利工程施工工作。