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水利水电施工2011·第1期总第124期

锦屏一级水电站地下厂房洞室群施工

董学元马丰云/(中国水利水电第十四工程局有限公司)

【摘要】本文结合锦屏一级水电站地下厂房洞室群开挖支护施工技术，详细介绍了高地应力、低抗压强度地质条件下，大型地下洞室群开挖支护施工程序、施工通道规划原则、三大洞室开挖支护施工方法、围岩监测与支护参数动态调整，可为类似工程提供设计、施工参考。

【关键词】地下厂房洞室群施工

1工程概况

锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县和盐源县交界处的雅砻江大河湾干流河段上，是雅砻江下游从卡拉至河口河段水电规划梯级开发的龙头水库，距河口358km,距西昌市直线距离约75km。

本工程采用坝式开发，主要任务是发电。水库正常蓄水位高程1880m,死水位高程1800m,正常蓄水位以下库容77.65亿m3,调节库容49.1亿m3,属年调节水库。电站装机6台，单机容量600MW,总装机容量3600MW。电站主要包括：发电引水进水口、压力管道、主副厂房及安装间、空调机房、通风竖井、母线道、主变压器室(简称主变室)、GIS室、GlL,出线洞及地面出线场、尾水管、尾水连接段、尾水调压室、尾水隧洞、尾水闸及其交通洞等；泄洪洞工程包括进口，有压段，工作闸门室交通洞和工作闸门室，无压段和出口，1、2号和3号补气洞。

主厂房尺寸为：276.99m×25.60m×68.80m(长×宽×高),轴线方向为N65°W,由里向外依次布置安装间、主机间和副厂房，顶拱高程为1676.53m,厂内采用岩壁吊车梁的结构型式。尾水调压室与主厂房轴线距离为145.0m,与主变室间的岩壁厚度45.0m。两调压室中心间距95.10m。1号调压室上、下室开挖直径分别为41.3m、38.3m,高81.5m;2号调压室上、下室开挖直径分别为37.3m、34.3m,高80.5m。

2地下厂区工程地质条件

地下厂区围岩主要由第2、3、4层大理岩、角砾状

大理岩夹绿片岩透镜体、大理岩夹绿片岩条带组成，岩体新鲜。第3、4层以厚层～块状结构为主，第2层以薄~中厚层状结构或互层状结构为主，部分厚层～块状结构。岩层产状N40～60°E,NW∠15～35°。在副厂房及主变室、尾水调压室位置分布一条煌斑岩脉，产状N40～70°E,SE∠65～70°,厚1.5～2m,新鲜，裂隙较发育，呈次块~镶嵌结构。

地下厂区发育规模较大的断层有f??、f?断层。

f??断层：发育于安装间部位，总体产状N50～65°E,SE∠70～80°,主断面起伏、光滑。破碎带宽一般1～2m,由灰黄色断层角砾岩、糜棱岩组成。糜棱岩厚0.5～5cm,呈条带状连续分布，泥化、软化，带内物质挤压紧密，胶结差，部分弱风化，有滴水现象。下盘影响带一般0.3~lm,上盘影响带3～5m,多弱风化，绿片岩强风化，多呈碎裂～镶嵌结构。上盘发育NNW～NW向张性裂隙带，为主要的涌水带。

f?4断层：发育于主厂房4、5号机组之间，主变室处3、4号尾水管附近，以及两个调压井之间。总体产状N50～70°E,SE∠65～85°,主断面起伏、光滑。破碎带宽一般0.5～1m,由断续分布的糜棱岩、角砾岩及少量断层泥组成，带内物质挤压较紧密，部分弱风化。下盘影响带一般0.5～1m,上盘影响带1～2m,多呈碎裂～镶嵌结构。

地下厂区进行的地应力测试成果表明，水平埋深大于100m,最大主应力o=20～35.7MPa,oz=10～20MPa,a?=4～12MPa。σi的方向比较一致，介于N28.5°W~N71°W之间，平均N48.7W。σ;倾角约20°~50°,平均倾角34.2°。平洞开挖后洞壁围岩劈裂剥落，弯折内鼓变形现象明显。

土石方工程

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3施工程序与施工通道规划原则

3.1施工程序

(1)主变室与主厂房开挖进度保持协调，和主厂房同高程平行开挖时掌子面滞后相距50m以上，以确保厂房系统洞室群的整体稳定。厂房Ⅱ层、Ⅲ层开挖时，同步完成主变室的开挖支护，并使后者逐步超前厂房施工进度。在厂房V层开挖前，通过主变室完成母线洞的开挖，并贯入厂房2m,作为厂房V层开挖支护的施工通道。

(2)主变室I层从主变排风洞方向开挖，开挖支护一半后2号尾调I层开始施工，主变Ⅱ、Ⅲ层施工时，2号尾调高程1668m以上开挖支护完成，2号尾调Ⅱ层开挖结束后，1号尾调开始穹顶开挖。

(3)厂房I层开挖采用中导洞超前、两侧扩挖跟进的施工程序，两侧扩挖时采用“先吃软、后吃硬”的原则，即先开挖支护岩石较