孫磊，陳光國

(中國葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概況

句容抽水蓄能電站為Ⅰ等大(1)型工程，工程主要由上水庫、下水庫和地下輸水發(fā)電系統(tǒng)等建筑物組成。地下廠房采用尾部式布置，由主副廠房洞、主變室和母線洞、進(jìn)廠交通洞、通風(fēng)兼安全洞等洞室組成。主副廠房洞開挖尺寸為246.5m(長)×27.0m/25.5m(寬)×57.2m(高)。

廠區(qū)圍巖主要為震旦系燈影組(Z2dn)厚層細(xì)晶白云巖、內(nèi)碎屑白云巖和幕府山組上段(ε1m2)含磷硅質(zhì)巖、含磷灰質(zhì)白云巖、磷塊巖。厚層細(xì)晶白云巖、內(nèi)碎屑白云巖分布于整個(gè)廠房邊墻和大部分廠頂，含磷硅質(zhì)巖、含磷灰質(zhì)白云巖、磷塊巖，厚層狀，局部薄層狀，分布于南區(qū)廠頂，巖體呈微風(fēng)化～新鮮。斷層發(fā)育，規(guī)模小，以Ⅲ～Ⅳ級(jí)圍巖為主，傾角陡。根據(jù)地勘資料揭露顯示，震旦系(Z2dn)、幕府山(ε1m2)地層為純碳酸鹽巖-白云巖類巖組，中等巖溶發(fā)育強(qiáng)度，鉆孔遇洞率37%～60%。震旦系(Z2dn)地層揭露溶洞(或?qū)捒p型裂隙)11個(gè)，直徑0.2m～2.0m；幕府山組(ε1m2)地層揭露溶洞(或?qū)捒p型裂隙)4個(gè)，直徑0.2m～0.9m，暴雨時(shí)有涌水，溶蝕裂隙58條，溶隙率線0.44條/m，線巖溶率4%，鉆孔揭露溶蝕裂隙最低發(fā)育高程為7.4m。

廠區(qū)洞室群埋深淺，為可溶巖地層，巖溶發(fā)育強(qiáng)度弱～中等。存在影響廠房圍巖和穩(wěn)定性的不確定因素：(1)泥質(zhì)白云巖分布的范圍規(guī)模；(2)廠區(qū)范圍規(guī)模較大的斷層(如F93和F84等)；(3)閃長玢巖巖脈形狀及規(guī)模，巖脈開挖時(shí)呈微風(fēng)化，強(qiáng)度較高，開挖約2.5個(gè)月巖脈表面約50cm嚴(yán)重變蝕，且具膨脹性；(4)廠區(qū)溶洞及規(guī)模等影響廠房圍巖和穩(wěn)定性的不確定因素。

2 開挖分層

廠房洞軸線長246.5m，最大跨度27.0m，開挖高度57.2m。進(jìn)入廠房洞的主通道有四條，分別為通風(fēng)兼安全洞、進(jìn)場(chǎng)交通洞、4#施工支洞以及從尾水管進(jìn)入肘管的5#施工支洞。根據(jù)施工通道的設(shè)置高程、廠房的結(jié)構(gòu)、施工設(shè)備的能力和支護(hù)施工綜合分析，擬定廠房分七層開挖。從上到下依次為第Ⅰ層頂拱層，高程51.55m～41.55m；第Ⅱ?qū)?含巖壁梁)高程41.55m～31.60m；第Ⅲ層高程31.60m～24.60m；第Ⅳ層高程24.60m～16.60m；第Ⅴ層高程16.60m～9.00m；第Ⅵ層高程9.00m～2.50m；第Ⅶ層高程2.50m～-6.50m。

圖1 廠房開挖分層橫剖面

通風(fēng)兼安全洞從廠房左端墻頂層進(jìn)入，擔(dān)負(fù)廠房Ⅰ、Ⅱ?qū)拥氖┕?；進(jìn)場(chǎng)交通洞從廠房右端墻靠下游側(cè)進(jìn)入，高程為26.15m，擔(dān)負(fù)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ層的施工；4#施工支洞從廠房右端墻靠上游側(cè)進(jìn)入，高程為4.00m，擔(dān)負(fù)廠房Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ層的施工；5#施工支洞經(jīng)尾水洞進(jìn)入廠房肘管，擔(dān)負(fù)廠房Ⅶ層開挖及Ⅵ部分出渣施工。

3 第Ⅰ層開挖方法

廠房第Ⅰ層開挖采取預(yù)留中隔墻，邊導(dǎo)洞領(lǐng)先的方式施工，邊導(dǎo)洞工作面領(lǐng)先50m后，進(jìn)行中隔墻施工。先從通風(fēng)兼安全洞采用中導(dǎo)洞進(jìn)入廠房，根據(jù)中導(dǎo)洞開挖揭露的圍巖情況，選擇在圍巖較好的地段進(jìn)行刻槽擴(kuò)挖(根據(jù)地質(zhì)勘探進(jìn)入廠房約30m時(shí)為Ⅲ類圍巖，實(shí)際施工時(shí)可根據(jù)圍巖條件調(diào)整刻槽位置，選擇圍巖較好處刻槽)，形成廠房第Ⅰ層設(shè)計(jì)全斷面；然后預(yù)留中隔墻，進(jìn)行兩側(cè)邊導(dǎo)洞施工，邊導(dǎo)洞及反向擴(kuò)挖呈“工”型施工作業(yè)面。為保證施工安全，上、下游邊導(dǎo)洞工作面相差不少于30m，邊導(dǎo)洞工作面領(lǐng)先中隔墻不少于50m后，進(jìn)行中隔墻施工，中隔墻與邊導(dǎo)洞同時(shí)向前掘進(jìn)。邊導(dǎo)洞及中隔墻采用全斷面的開挖方式，頂拱及邊墻光面爆破，為保證施工質(zhì)量，所有爆破孔均采用氣腿鉆鉆爆，按“一炮一支護(hù)”的原則，支護(hù)緊跟掌子面。

圖2 第Ⅰ層開挖程序平面示意

4 第Ⅱ?qū)蛹皫r壁梁開挖方法

廠房第Ⅱ?qū)娱_挖分三道工序，共六個(gè)步驟開挖，三道工序開挖順序?yàn)椋?1)中槽預(yù)裂；(2)中間槽挖；(3)保護(hù)層及巖臺(tái)開挖。六個(gè)步驟為：①中槽邊線預(yù)裂→②斜坡道降坡開挖→③中槽分層開挖→④兩邊保護(hù)層及巖臺(tái)開挖→⑤左右端墻開挖→⑥斜坡道拆除。

由于廠房II層開挖施工工期緊，施工任務(wù)重，為避免廠房III層開挖時(shí)對(duì)巖錨梁混凝土澆筑的影響，縮短施工工期，擬先進(jìn)行廠房III層(31.6m～24.6m)中部抽槽，分四個(gè)步驟：①中槽邊線預(yù)裂→②4-1中間槽挖→③4-2中間槽挖(不出渣)→④回填夯實(shí)。

保護(hù)層及巖臺(tái)共分5個(gè)區(qū)進(jìn)行開挖，①②③④區(qū)依次開挖，⑤區(qū)最后開挖。開挖方式：采用手風(fēng)鉆鉆孔，光面爆破進(jìn)行開挖。

圖3 第Ⅱ?qū)娱_挖剖面

5 巖壁梁巖臺(tái)開挖技術(shù)

巖壁梁巖臺(tái)開挖是地下廠房施工中難度最大、質(zhì)量要求最高的項(xiàng)目，開挖過程中應(yīng)使受爆破振動(dòng)影響最小且斜面符合設(shè)計(jì)要求。故在巖壁梁層內(nèi)選取適當(dāng)位置進(jìn)行巖臺(tái)模擬爆破試驗(yàn)，確定最佳爆破參數(shù)及施工工藝。巖臺(tái)三角體采用垂直密孔雙向光面爆破技術(shù)，即垂直孔與斜面孔連通并采用同段位雷管起爆。此法與水平光面爆破技術(shù)相比，可以多工序平行作業(yè)，加快施工進(jìn)度且開挖質(zhì)量便于控制。

除了最佳的爆破參數(shù)及爆破技術(shù)控制巖臺(tái)開挖面質(zhì)量外，還應(yīng)在垂直與斜面光面造孔時(shí)搭設(shè)樣架的方式來控制造孔精度。造孔精度控制包括孔位、孔距及孔深，孔位和孔距采用測(cè)量放樣，孔深采用定位鋼管控制。

6 結(jié)語

(1)地下廠房周邊洞室布置密集，縱橫交錯(cuò)，在開挖過程中應(yīng)合理安排各洞室間的施工程序，以有利于圍巖穩(wěn)定和保證施工安全，并動(dòng)態(tài)調(diào)整施工方案和開挖程序。

(2)交叉部位應(yīng)采用“先洞后墻”的施工原則，提前進(jìn)入廠房開挖區(qū)，貫通前對(duì)1倍洞徑長度范圍內(nèi)隧洞進(jìn)行支護(hù)，貫通后在廠房內(nèi)進(jìn)行鎖口。

(3)廠房開挖分層應(yīng)充分考慮現(xiàn)有通道，設(shè)備能力以及支護(hù)參數(shù)綜合確定，要滿足開挖和支護(hù)的作業(yè)空間，以確保充分發(fā)揮施工設(shè)備最佳效率。

(4)巖壁梁巖臺(tái)開挖是地下廠房開挖施工中難度最大，質(zhì)量要求最高的項(xiàng)目，開挖應(yīng)使巖壁受爆破影響最小且斜面滿足設(shè)計(jì)要求，因此必須在巖壁梁層內(nèi)進(jìn)行模擬爆破試驗(yàn)，確定最佳爆破參數(shù)。