水電站地下洞室群輔助施工通道規(guī)劃布置

朱家林 李長青 李培豐

(中國水利水電建設工程咨詢北京有限公司，北京 100024)

1 工程概況

雙江口水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州馬爾康市、金川縣境內(nèi)，是大渡河流域水電梯級開發(fā)的上游控制性水庫。雙江口水電站工程為Ⅰ等大(1)型工程，樞紐主要建筑物為1級建筑物，次要建筑物為3級建筑物。樞紐工程由攔河大壩、泄洪建筑物、地下引水發(fā)電系統(tǒng)等組成。水庫總庫容28.97億m3,水電站具有年調(diào)節(jié)能力，裝機容量2000MW(4×500MW)，多年平均年發(fā)電量77.07億kW·h。

引水發(fā)電系統(tǒng)地下洞室群布置在河道左岸，由進水口、壓力管道、主副廠房、主變室、出線場、尾水調(diào)壓室、尾水隧洞及尾水塔等組成。主副廠房及安裝間按“一”字形布置，主副廠房長219.48m、高68.32m，最大開挖跨度28.3m；主變室長158.26m、高25.39m，跨度19.40m；尾水調(diào)壓室長137.22m、高75.5m，跨度20m。引水發(fā)電系統(tǒng)三維布置圖見圖1。

圖1 引水發(fā)電系統(tǒng)三維布置圖

2 輔助施工通道布置原則

雙江口水電站引水發(fā)電系統(tǒng)具有埋藏深、地應力大、洞室多且多數(shù)是大斷面洞室、空間立體交錯、布置緊湊、施工工期緊張等特點。因此，合理布置地下洞室群的施工通道，對工程按期完工和投產(chǎn)發(fā)電至關重要。根據(jù)類似工程經(jīng)驗以及雙江口水電站引水發(fā)電系統(tǒng)工程的特點，輔助施工通道布置原則如下：

a.根據(jù)工期安排、地形、地質(zhì)、結(jié)構(gòu)型式、施工方法等情況，以及相關技術(shù)標準[1]的規(guī)定，以“一洞多用”為基本原則。

b.以保證永久建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定為前提，不對永久建筑結(jié)構(gòu)或設施造成安全和運行影響；認真研究地下洞室群的空間關系，盡量利用永久洞室做施工通道，以提高合同效益。

c.輔助施工通道布置應滿足地下洞室群的施工要求，形成引水系統(tǒng)、地下廠房三大洞室系統(tǒng)、尾水系統(tǒng)、排風系統(tǒng)和出線系統(tǒng)等部位施工的相對獨立性，同時有機聯(lián)系各個系統(tǒng)，為各主要洞室平行作業(yè)創(chuàng)造條件，實現(xiàn)多工作面連續(xù)施工。

e.引水發(fā)電系統(tǒng)部分洞室斷面大，屬于典型的大型地下洞室群，施工中在主要建筑物不同高程設置輔助施工通道，滿足“平面多工序、立體多層次”的施工組織設計原則，合理規(guī)避施工干擾，以保證工程施工均衡、有序進行。

f.輔助施工通道的斷面尺寸、線形、縱坡等除需滿足基本的交通運輸要求外，還需滿足大件和重件運輸要求。

g.輔助施工通道的布置需有利于通風散煙和排水系統(tǒng)的設置，有效解決地下洞室的通風散煙和排水問題，改善地下洞室作業(yè)環(huán)境和文明施工形象，確?，F(xiàn)場人員的職業(yè)健康，以良好的工作環(huán)境來提高施工效率。

3 投標階段輔助施工通道布置

引水發(fā)電系統(tǒng)工程合同工期76個月，必須通過永久交通洞和輔助施工通道逐步擴大施工范圍。為加快施工進度，投標階段在充分利用永久建筑物作為施工通道的同時，另布置10條輔助施工通道，輔助施工通道兼顧交通、通風散煙、供水排水等多項功能，同時考慮便于后期其他標段承包人使用。投標階段輔助施工通道特性見表1。

表1 投標階段輔助施工通道特性表

4 施工期對輔助施工通道的調(diào)整

4.1 施工期輔助施工通道的調(diào)整

隨工程施工進展，設計優(yōu)化了排風豎井位置，取消了廠房排風洞，調(diào)整了進廠交通洞口和尾閘室的位置。為適應上述設計變化以及為減少相鄰標段施工干擾等因素、達到平衡施工需要，施工期對投標階段的輔助施工通道布置方案進行了調(diào)整，包括新增輔助施工通道8條、取消和調(diào)整輔助施工通道6條，其余4條施工通道按投標時的布置方案實施。優(yōu)化調(diào)整和新增的輔助施工通道如圖2所示。

圖2 新增和調(diào)整后輔助施工通道平面布置圖

4.2 調(diào)整和新增的輔助施工通道

調(diào)整和新增的輔助施工通道特性見表2。

4.3 取消和調(diào)整的輔助施工通道

a.取消主變上支洞。施工階段設計設計調(diào)整了主變排風機室位置，調(diào)整后排風機室和主變上支洞基本重合，可以實現(xiàn)主變上支洞的功能，因此取消了主變上支洞。

b.取消尾調(diào)中支洞。尾調(diào)中支洞主要功能是滿足尾調(diào)室中上部開挖出渣需要，通過優(yōu)化施工程序，用新增的尾調(diào)室中隔墻施工支洞代替尾調(diào)中支洞。

c.取消出線豎井施工支洞。通過工期優(yōu)化調(diào)整，取消該支洞，利用永久出線交通聯(lián)系洞作為出線豎井下部出渣通道。

d.取消部分壓力管道上平洞施工支洞。通過工序優(yōu)化，保留貫穿上平洞之間的壓力管道上平洞施工支洞，其他洞段用進水塔流道作代替。

e.取消中排施工支洞。施工階段設計調(diào)整了中層排水廊道的高程，調(diào)整后中層排水廊道下游平洞與進廠交通洞交叉，因此取消中排施工支洞。

f.調(diào)整尾水上支洞、尾水下支洞。施工階段重新優(yōu)化調(diào)整了尾水系統(tǒng)施工順序，同時結(jié)合尾閘室位置調(diào)整，將尾水下支洞和尾水上支洞的方向進行了對調(diào)。

4.4 新增的輔助施工通道

a.新增1號、2號排風支洞。施工期設計優(yōu)化取消主廠房排風洞部分長度，調(diào)整了排風豎井位置，為滿足三大洞室上部開挖支護需要，新增1號、2號排風支洞，兼顧通風排煙功能。

b.新增上層排水廊道施工支洞。地下廠房三大洞室開挖前，需要提前在上層排水廊道內(nèi)安裝監(jiān)測儀器，取得三大洞室開挖前的基準值。因此新增上層排水廊道施工支洞，實現(xiàn)上層排水廊道多工作面開挖掘進，為三大洞室掘進施工提供條件。

c.新增尾調(diào)室中隔墻施工支洞，替代尾調(diào)中支洞。通過尾調(diào)室中隔墻施工支洞，可以實現(xiàn)1號和2號調(diào)壓室交互施工，方便施工、節(jié)約工期。

d.新增尾水下游施工支洞。由于施工階段將尾閘室由洞外調(diào)整到洞內(nèi)，尾水洞開挖支護與尾閘室施工有交叉干擾，且影響尾水洞襯砌施工，通過新增尾水下游施工支洞，可避開兩者之間的干擾，保證合同工期，也有利于改善尾水洞通風條件。

e.新增尾水連接洞施工支洞。為減少廠房機組肘管混凝土、尾調(diào)室下部混凝土和尾水連接洞之間的交叉施工干擾，新增尾水連接洞施工支洞，實現(xiàn)上述部位多工作面同步施工。

f.新增進廠交通洞施工支洞。進廠交通洞進口位于豎井泄洪洞出口之上，其施工時間與豎井泄洪洞出口施工有重疊，因此在進廠交通洞進洞口下游側(cè)新增施工支洞，以解決兩者之間相互干擾問題。

g.新增尾水洞排煙井。根據(jù)總進度計劃安排，尾水出口盲腸段和明渠需要在1號導流洞下閘及2號導流洞過流后才能啟動施工，期間尾水洞基本處于封閉狀態(tài)。為改善1號導流洞下閘及2號導流洞過流前尾水洞作業(yè)環(huán)境，在2號尾水洞末端增加一條直徑2.0m斜井，在斜井下部安裝2×250kW軸流風機抽排，與尾水上支洞、尾水下支洞、尾閘井、尾水下游施工支洞形成循環(huán)通風系統(tǒng)。

5 結(jié) 語

a.根據(jù)引水發(fā)電系統(tǒng)工程現(xiàn)場施工需要，在投標階段輔助施工通道布置方案的基礎上，通過優(yōu)化調(diào)整和新增輔助施工通道，極大地改善了各個獨立施工系統(tǒng)的運輸條件和通風排煙效果；特別是在2號尾水洞下游增加排風斜井，改善了尾水洞的作業(yè)環(huán)境，促進了文明施工形象的提升。

b.根據(jù)地下洞室群的特性，分層布置輔助施工通道，滿足了引水發(fā)電系統(tǒng)工程地下洞室群“平面多工序、立體多層次"的施工需要，實現(xiàn)了安全、快速施工的目標。

c.優(yōu)化調(diào)整和新增的輔助施工通道，為施工創(chuàng)造了新的工作面，增加了開挖支護和混凝土運輸通道，解決了引水發(fā)電系統(tǒng)標和相鄰標段施工干擾問題，同時降低了工程成本。