杜令武

（中國(guó)水利水電第十工程局有限公司， 四川 成都 610000）

0 前言

隨著我國(guó)越來(lái)越重視可再生能源戰(zhàn)略，使得我國(guó)的水利水電地下工程的發(fā)展速度變得越來(lái)越快，但是不得不承認(rèn)的是，我國(guó)的水利資源分布是非常不均勻的，大部分水力資源都集中在西部山區(qū)，這些地方的河床相對(duì)比較窄，如果有洪水現(xiàn)象的發(fā)生，在非常短的時(shí)間內(nèi)水流量會(huì)快速增長(zhǎng)，對(duì)工程造成較大的危害，所以在對(duì)這些地區(qū)的水利資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，需要加上地下廠房的建設(shè)，這樣就可以避免工程在進(jìn)行管理以及調(diào)試過(guò)程中受到洪水的危害。隨著時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)的不斷完善，水電廠房的建設(shè)質(zhì)量越來(lái)越好，保證了圍巖始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，并且能夠很好地對(duì)巖體的變形進(jìn)行控制，最終達(dá)到地下廠房高質(zhì)量完工的目的。

1 廠房的開(kāi)挖以及支護(hù)

隨著我國(guó)的水利水電工程施工技術(shù)不斷完善，使得以前根本沒(méi)有辦法在復(fù)雜地質(zhì)條件下開(kāi)展的地下廠房利用噴錨來(lái)進(jìn)行永久性支護(hù)這一情況變成了現(xiàn)實(shí)，這樣一來(lái)也使得地下廠房洞室的快速施工成為了現(xiàn)實(shí)。舉例來(lái)說(shuō)，在龍灘水電站，地下廠房的開(kāi)挖深度已經(jīng)到達(dá)了30米，并且其施工環(huán)境為地應(yīng)力是中等，而且地形屬于陡傾角薄層巖狀體，洞室的軸線與巖層之間的夾角已經(jīng)達(dá)到了30度。在這樣的條件下，在對(duì)頂拱V類圍巖段的施工所采取的方法就是利用C20噴鋼纖維混凝土以及150KN的預(yù)應(yīng)力錨桿，通過(guò)兩者之間的配合形成了永久性的支護(hù)，并且其效果是非常好的。

對(duì)于地下廠房工程來(lái)說(shuō)，其主要的特點(diǎn)就是洞周圍的圍巖挖空率是比較高的，而且具有比較多的交叉口，端面尺寸相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大，因此再具體的施工過(guò)程中對(duì)圍巖進(jìn)行穩(wěn)定處理是有比較大的難度的。其具體的施工方法大體上是從上到下、分層分塊進(jìn)行開(kāi)挖以及支護(hù)，逐漸成型。站在圍巖應(yīng)力變化的角度來(lái)看，其應(yīng)力的路徑會(huì)由于支護(hù)程序的改變而發(fā)生個(gè)改變，如果沒(méi)有進(jìn)行妥善的處理，不僅會(huì)影響整個(gè)施工進(jìn)度，而且還會(huì)使得破損區(qū)域的大小在洞室成型之后也會(huì)有所變化，給工程帶來(lái)非常大的安全隱患。因此，這個(gè)施工過(guò)程中的重中之重就是選擇出與實(shí)際情況相符合的開(kāi)挖程序，并且進(jìn)行比較好的支護(hù)。在具體的實(shí)踐之后我們可以發(fā)現(xiàn)，在施工過(guò)程中不僅要保證施工環(huán)境是非常好的，而且還應(yīng)該按照“立體多層次，平面多工序”的施工原則，對(duì)施工方法進(jìn)行不斷優(yōu)化，從而取得比較好而施工效果。

2 施工的具體方法

2.1 施工準(zhǔn)備階段

在正式對(duì)地下廠房進(jìn)行施工之前，首先應(yīng)該該做的就是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，優(yōu)化施工方案，并且要合理的對(duì)施工支洞進(jìn)行設(shè)置，這樣就可以為多工作平行作業(yè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。此外，施工人員還應(yīng)該根據(jù)具體的規(guī)范要求選擇出合理的開(kāi)挖工藝以及支護(hù)工藝，不斷加強(qiáng)對(duì)質(zhì)量控制點(diǎn)的監(jiān)督和管理，使得工程的進(jìn)度能夠很好地得到控制，最好能夠在主廠房開(kāi)挖之前就做好排水系統(tǒng)以及對(duì)圍巖穩(wěn)定好。此外，對(duì)使用到的各類檢測(cè)儀器應(yīng)該提前設(shè)置好，通風(fēng)井應(yīng)該在提前就完成，這樣就可以做到不僅可以對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且還可以為接下來(lái)的施工過(guò)程創(chuàng)造出比較好的條件。

2.2 開(kāi)挖的方法

在對(duì)地下廠房進(jìn)行開(kāi)挖的過(guò)程中，所遵循的原則就是從上到下分層施工、逐步成型，對(duì)于每一層的厚度來(lái)說(shuō)，應(yīng)該嚴(yán)格控制在8-10米范圍內(nèi)。

在進(jìn)行分層的時(shí)候，相關(guān)施工人員應(yīng)該對(duì)爆破振動(dòng)控制、鉆孔的精度、設(shè)備的作業(yè)空間以及施工的具體通道進(jìn)行分析考慮。對(duì)于巖壁吊車梁層來(lái)說(shuō)，應(yīng)該控制在十米的范圍內(nèi)，上面的界面應(yīng)該根據(jù)比梁頂?shù)脑O(shè)計(jì)高度高半米來(lái)進(jìn)行控制，而下面的界面應(yīng)該根據(jù)比下面拐點(diǎn)高程小三點(diǎn)五米來(lái)進(jìn)行控制。在對(duì)發(fā)電機(jī)的上面界面進(jìn)行控制的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)母線洞的洞臉加固的具體要求進(jìn)行考慮，而下部界面的控制方法應(yīng)該根據(jù)引水隧道的洞臉的實(shí)際加固要求進(jìn)行確定。在對(duì)多個(gè)地下廠房的實(shí)際開(kāi)挖那工程進(jìn)行考慮之后我們可以發(fā)現(xiàn)，由于在中下部深孔梯段進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)，會(huì)使得高邊墻的圍巖實(shí)際位移大幅度上升，因此在進(jìn)行施工的過(guò)程中，對(duì)爆破孔深應(yīng)該嚴(yán)格控制，這樣就可以使高邊墻的位移帶來(lái)的影響大幅度減少。

在對(duì)地下廠房的拱頂層下面部分進(jìn)行開(kāi)挖的時(shí)候，通常采取的措施就是利用預(yù)裂爆破以及光面爆破相互結(jié)合的豐富來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于輪廓的控制，然后再利用深孔梯段微差爆破的方法將中間的巖體清除出去。當(dāng)前在對(duì)這部分進(jìn)行施工的時(shí)候所采取的方法有兩種：第一種方法就是根據(jù)在進(jìn)行爆破試驗(yàn)所取得的數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)預(yù)留保護(hù)層進(jìn)行控制，然后首先對(duì)中槽部分進(jìn)行開(kāi)挖，然后通過(guò)小型炸藥將預(yù)留下來(lái)的保護(hù)層進(jìn)行清除，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于上層輪廓的控制，而對(duì)于下層來(lái)說(shuō)采取的方法就是光爆成型的方法。通過(guò)利用這種方法，可以對(duì)超挖進(jìn)行控制，其具體的范圍大概在 15-20厘米范圍內(nèi)，通過(guò)大量的工程實(shí)踐了以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用這種方法的時(shí)候，能夠?qū)厜Φ奈灰飘a(chǎn)生影響的主要原因是保護(hù)層的開(kāi)挖深度，所以當(dāng)利用這種方法的時(shí)候，施工過(guò)程中的關(guān)鍵地方就是保護(hù)層的開(kāi)挖方式是否合理。第二種方法就是利用深孔預(yù)裂爆破的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于大體輪廓的開(kāi)挖，如果采取這種方式，可以將超挖控制在8-15厘米的范圍內(nèi)，相比較于第一種方法，這種方法可以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)于變形的控制，如果沒(méi)有具體條件的限制，一般都會(huì)采用這種方法。

2.3 支護(hù)的方法

在對(duì)多項(xiàng)事件進(jìn)行觀察之后我們可以發(fā)現(xiàn)，在一般的巖體結(jié)構(gòu)里面，隨著支護(hù)壓力的不斷增加，巖體的相對(duì)位移會(huì)隨著減少，如果位移變化量是相同的，那么在進(jìn)行支護(hù)之后圍巖所需要的支護(hù)壓力要比支護(hù)之前小得多，而且兩者之間的差距會(huì)由于唯一的變化而發(fā)生改變。

在二類或者是三類的圍巖里面，其淺孔錨桿的支護(hù)應(yīng)該對(duì)距離開(kāi)挖地面進(jìn)行控制。對(duì)于水利水電工程的地下廠房來(lái)說(shuō)，其直立邊墻的高度一般是 50-80米之間，為了使其穩(wěn)定性得到更好的保證，除了利用預(yù)應(yīng)力錨桿以及噴涂混凝土的方法進(jìn)行加固之外，還應(yīng)該利用預(yù)應(yīng)力錨索來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于圍巖的加固。但是需要我們特別注意的是，這個(gè)步驟的施工時(shí)間相對(duì)來(lái)說(shuō)比較長(zhǎng)，因此能夠?qū)Φ叵聫S房的整體施工進(jìn)度產(chǎn)生影響，所以在必要的條件下應(yīng)該采取一定的措施，通過(guò)利用鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制墊座，將施工周期最大限度的縮短。此外，還可以采取的一種方法就是首先在周圍的洞室開(kāi)辟出一個(gè)新的工作空間，從而更早的完成鉆孔作用，這樣一來(lái)不解可以讓主廠房開(kāi)挖完成之后就能夠盡快地進(jìn)行后續(xù)工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

要使得水利水電工程地下廠房的施工質(zhì)量更好地得到保證，就應(yīng)該從開(kāi)挖的具體程序、開(kāi)挖的具體過(guò)程以及支護(hù)方法上面進(jìn)行努力，并且對(duì)施工進(jìn)度要不斷監(jiān)督，最好能夠使得動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)以及動(dòng)態(tài)施工同步進(jìn)行，將威嚴(yán)的穩(wěn)定性能控制后，使得圍巖的塑性區(qū)域控制在一個(gè)比較合理的范圍之內(nèi)，以保證施工質(zhì)量，并且保證施過(guò)程是非常安全的。隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，對(duì)地下廠房的施工經(jīng)驗(yàn)變得越來(lái)越成熟，因此應(yīng)該不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，未經(jīng)偶的工程項(xiàng)目打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]王樹(shù)理．地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) [M]．北京：清華大學(xué)出版社，2009．

[2]梁文學(xué)．地下工程施工 [M]．北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2010．

[3]姜玉松．地下工程施工技術(shù) [M]．武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008．