杜令武

（中國水利水電第十工程局有限公司， 四川 成都 610000）

0 前言

隨著我國越來越重視可再生能源戰(zhàn)略，使得我國的水利水電地下工程的發(fā)展速度變得越來越快，但是不得不承認(rèn)的是，我國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)水流量會快速增長，對工程造成較大的危害，所以在對這些地區(qū)的水利資源進(jìn)行開發(fā)的過程中，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 廠房的開挖以及支護(hù)

隨著我國的水利水電工程施工技術(shù)不斷完善，使得以前根本沒有辦法在復(fù)雜地質(zhì)條件下開展的地下廠房利用噴錨來進(jìn)行永久性支護(hù)這一情況變成了現(xiàn)實(shí)，這樣一來也使得地下廠房洞室的快速施工成為了現(xiàn)實(shí)。舉例來說，在龍灘水電站，地下廠房的開挖深度已經(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。

對于地下廠房工程來說，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，端面尺寸相對來說比較大，因此再具體的施工過程中對圍巖進(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)行開挖以及支護(hù)，逐漸成型。站在圍巖應(yīng)力變化的角度來看，其應(yīng)力的路徑會由于支護(hù)程序的改變而發(fā)生個改變，如果沒有進(jìn)行妥善的處理，不僅會影響整個施工進(jìn)度，而且還會使得破損區(qū)域的大小在洞室成型之后也會有所變化，給工程帶來非常大的安全隱患。因此，這個施工過程中的重中之重就是選擇出與實(shí)際情況相符合的開挖程序，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)場的實(shí)際情況，優(yōu)化施工方案，并且要合理的對施工支洞進(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挖工藝以及支護(hù)工藝，不斷加強(qiáng)對質(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挖之前就做好排水系統(tǒng)以及對圍巖穩(wěn)定好。此外，對使用到的各類檢測儀器應(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施工過程進(jìn)行監(jiān)測，而且還可以為接下來的施工過程創(chuàng)造出比較好的條件。

2.2 開挖的方法

在對地下廠房進(jìn)行開挖的過程中，所遵循的原則就是從上到下分層施工、逐步成型，對于每一層的厚度來說，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)該對爆破振動控制、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。對于巖壁吊車梁層來說，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)五米來進(jìn)行控制。在對發(fā)電機(jī)的上面界面進(jìn)行控制的時(shí)候，應(yīng)該對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。在對多個地下廠房的實(shí)際開挖那工程進(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)行開挖作業(yè)，會使得高邊墻的圍巖實(shí)際位移大幅度上升，因此在進(jìn)行施工的過程中，對爆破孔深應(yīng)該嚴(yán)格控制，這樣就可以使高邊墻的位移帶來的影響大幅度減少。

在對地下廠房的拱頂層下面部分進(jìn)行開挖的時(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)合的豐富來實(shí)現(xiàn)對于輪廓的控制，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)來對預(yù)留保護(hù)層進(jìn)行控制，然后首先對中槽部分進(jìn)行開挖，然后通過小型炸藥將預(yù)留下來的保護(hù)層進(jìn)行清除，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對于上層輪廓的控制，而對于下層來說采取的方法就是光爆成型的方法。通過利用這種方法，可以對超挖進(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)層的開挖深度，所以當(dāng)利用這種方法的時(shí)候，施工過程中的關(guān)鍵地方就是保護(hù)層的開挖方式是否合理。第二種方法就是利用深孔預(yù)裂爆破的方法來實(shí)現(xiàn)對于大體輪廓的開挖，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)對于變形的控制，如果沒有具體條件的限制，一般都會采用這種方法。

2.3 支護(hù)的方法

在對多項(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，巖體的相對位移會隨著減少，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)該對距離開挖地面進(jìn)行控制。對于水利水電工程的地下廠房來說，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)力錨索來實(shí)現(xiàn)對于圍巖的加固。但是需要我們特別注意的是，這個步驟的施工時(shí)間相對來說比較長，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辟出一個新的工作空間，從而更早的完成鉆孔作用，這樣一來不解可以讓主廠房開挖完成之后就能夠盡快地進(jìn)行后續(xù)工作。

3 結(jié)束語

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)該從開挖的具體程序、開挖的具體過程以及支護(hù)方法上面進(jìn)行努力，并且對施工進(jìn)度要不斷監(jiān)督，最好能夠使得動態(tài)設(shè)計(jì)以及動態(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)域控制在一個比較合理的范圍之內(nèi)，以保證施工質(zhì)量，并且保證施過程是非常安全的。隨著我國科技水平的不斷提高，對地下廠房的施工經(jīng)驗(yàn)變得越來越成熟，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：中國勞動社會保障出版社，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．