向家壩地下廠房主要技術(shù)難點(diǎn)向家壩地下廠房主要技術(shù)難點(diǎn)技術(shù)-文庫吧
2025-06-28 21:53 本頁面
【正文】 臺車不僅價 格昂貴，效率也不算高，而且很難解決完全依賴操作工技能決定的造 孔偏斜問題；深長隧洞通風(fēng)問題也是世界性難題；上述問題均依賴于 國際、國內(nèi)裝備制造業(yè)的發(fā)展水平。二、向家壩主要技術(shù)工作向家壩地下電站簡介： 向家壩水電站右岸地下廠房總裝機(jī)容量為 4800MW，引水發(fā)電系統(tǒng)采用岸塔式進(jìn)水口、單機(jī)單洞引水、“兩機(jī) 合一洞”尾水出水方式。向家壩地下電站主要洞室三維圖（圖 1）布局特點(diǎn)：通過 4施工支洞分割，可大致分為三個施工相 對獨(dú)立的系統(tǒng)，即廠房系統(tǒng)、引水系統(tǒng)、尾水系統(tǒng)及外圍輔助洞室系 統(tǒng)。 整個分布于右岸山體約 20 萬 m2 的區(qū)域內(nèi) （長 700m寬 300m） ， 共布置了體型各異、 大小不等的近 122 余條洞室。其中引水洞 4 條、 （主廠房及安裝間 1 個、主變及尾閘洞 1 個、母線洞 4 條、尾水管 4 條、尾水隧洞 2 條、電纜豎井 1 條、電梯豎井 1 條等約 18 條特大型 洞室） 這些洞室縱橫交錯、 。 平豎相貫， 組成復(fù)雜的大型地下洞室群。廠房頂拱圍巖及高邊墻穩(wěn)定廠房頂拱橫剖面施工分區(qū)圖（圖 2）向家壩地下廠房頂拱層（頂拱為 15。緩傾角巖層）最大開挖跨度 為 （世界最大跨度水電站地 下廠房） ，共分 6 區(qū)施工（如下圖所 示） 其安全“固頂”施工程序為“中導(dǎo) ， 洞開挖－中導(dǎo)洞支護(hù)—兩側(cè)掌子面錯距一次擴(kuò)挖—一次擴(kuò)挖支護(hù)跟進(jìn)—底部巖坎開挖—兩側(cè)掌子面錯 距二次擴(kuò)挖—二次擴(kuò)挖支護(hù)跟進(jìn)” 通過上述施工程序，廠房頂拱層開 。 挖跨度將按照如此軌跡擴(kuò)挖至設(shè)計跨度，即由“中導(dǎo)洞跨度”→“中導(dǎo)洞 跨度+一倍一次擴(kuò)挖寬度” →“中導(dǎo)洞跨度+二倍一次擴(kuò)挖寬度” →“中 導(dǎo)洞跨度+二倍一次擴(kuò)挖寬度+一倍二次擴(kuò)挖寬度”—“中導(dǎo)洞跨度+二 倍一次擴(kuò)挖寬度+二倍二次擴(kuò)挖寬度” 廠房頂拱跨度循序漸進(jìn)地遞增 。 至設(shè)計跨度的過程就是在施工程序和方案上確保廠房頂拱圍巖穩(wěn)定 的過程。經(jīng)過施工期變形監(jiān)測結(jié)果得知，廠房頂拱最大變形位移為 。 向家壩地下廠房為全世界高度最高的水電站地下廠房， 其高度達(dá) 到 。鑒于此，其高邊墻的變形 控制受到參建各方高度重視。當(dāng)前， 國內(nèi)大型、特大型地下廠房開挖方法 基本都采用自上而下分層開挖，即沿 結(jié)構(gòu)邊線深孔預(yù)裂、薄層開挖、隨層 支護(hù)方法施工。 向家壩廠房開挖方法與其不同之處在于其梯段開挖高 度與預(yù)裂深度一致，而非薄層開挖。在施工程序上，過去僅只在書本 上見到的“先洞后墻”或“先小洞、后大洞”施工在向家壩由理論走向了 實踐。與向家壩廠房上下游邊墻相交的大型洞室有 4 條引水洞、4 條 母線洞、4 條尾水洞，與向家壩廠房南北端墻相交的大型洞室有①施 工支洞、②施工支洞，上述與廠房相交的洞室均是在廠房開挖至其與廠房相交高程前即已開挖臨空。 通過上述施工程序成功避免了在廠房 高邊墻開挖臨空后再在高邊墻上開洞口對高邊墻的擾動或破壞。 通過 施工期變形監(jiān)測結(jié)果顯示，其高邊墻最大變形為 。 “爆刻技術(shù)”在巖錨梁部位的成功實踐所謂“爆刻技術(shù)”即是采用 科學(xué)的成型如雕刻藝術(shù)品般的巖錨梁 施工程序、精細(xì)的造孔工藝、均 勻微量分散化裝藥方法、 合理的 單響藥量及單次爆破規(guī)模進(jìn)行 控制爆破，以期達(dá)到對保留物體傷害最小、爆破成型如雕刻藝術(shù)品一 般精美的控制爆破技術(shù)。 合理施工程序的體現(xiàn)。向家壩地下廠房巖錨梁位于廠房第Ⅲ開挖 層，該層分 6 區(qū)進(jìn)行開挖，其中 ①區(qū)為中部拉槽區(qū)、②③④⑥區(qū) 為保護(hù)層開挖區(qū)、⑤區(qū)為巖錨梁 巖臺開挖區(qū)。其施工程序為首先 沿拉槽邊線實施預(yù)裂爆破， 然后再按照①區(qū)—②③④⑥區(qū)—⑤區(qū)的次 序進(jìn)行開挖施工。圖中①區(qū)采用梯段爆破開挖、②③④⑤⑥區(qū)采用光 面爆破方法開挖。 該施工程序的科學(xué)性體現(xiàn)在實施拉槽區(qū)梯段爆破時， 其周邊預(yù)裂縫已經(jīng)形成并能起到屏蔽梯段爆破沖擊波對保留巖體的 傷害作用，同時保護(hù)層開挖和巖臺區(qū)開挖因采用“爆刻技術(shù)” 對保留 ， 巖體的傷害很小。精細(xì)的造孔工藝主要體現(xiàn)在 光爆孔造孔導(dǎo)向定位樣架搭設(shè)及 對造孔工藝的全過程跟蹤控制上。 光爆孔造孔導(dǎo)向定位樣架搭設(shè)見 右圖， 光面爆破孔造孔控制工藝如 下： ①鉆孔過程中應(yīng)適時更換鉆桿， 以此保證鉆工在造孔過程中始終 處于最佳作業(yè)位置； ②鉆孔時正確利用導(dǎo)向管以保證鉆桿居中； ③鉆孔前根據(jù)擬造孔孔深對鉆桿長度進(jìn)行統(tǒng)一計算截取， 使鉆孔 達(dá)到孔底設(shè)計高程后不能繼續(xù)往下鉆； ④各區(qū)主爆孔和二圈孔統(tǒng)一超深 30cm； ⑤巖臺斜向孔造孔前，采用內(nèi)導(dǎo)管定位，紅油漆標(biāo)記，并用手風(fēng) 鉆水平預(yù)開孔。 ⑥鉆孔完成后，初檢先進(jìn)行自檢，并及時做好孔口保護(hù)工作，防 止堵孔。 均勻微量分散化裝藥主要體 現(xiàn)在以下方面：光爆孔孔距 30～ 35cm ， 線 裝 藥 密 度 ： ～ ，抵抗線 40cm，二周孔 孔距 60cm，藥卷綁扎如右圖所示。控制單響藥量及單次爆破規(guī)模主要體現(xiàn)在兩方面， 一方面單響藥 量控制在不大于 30kg，另一方面沿廠房軸線②③④⑥區(qū)單循環(huán)進(jìn)尺 不大于 24m，⑤區(qū)不大于 15m。尾水岔洞開挖施工向家壩右岸地下電站尾水采用兩機(jī)一洞的布置形式， 由此在兩條 尾支與主洞相交處形成最大跨度為 岔洞。該岔洞開挖具有 以下施工特點(diǎn)： ①、 尾水岔 洞段洞室斷面 大， 且為三岔口 小角度相交， 應(yīng) 力集中現(xiàn)象嚴(yán) 重， 圍巖穩(wěn)定較 為不利， 對開挖 控制要求高； ②、由于地質(zhì)條件較差，開挖過程中夾層、層面、節(jié)理裂隙與開 挖臨空面的組合切割易形成潛在不穩(wěn)定塊體，應(yīng)加強(qiáng)控制爆破，注意 開挖過程中掉塊和塌方； ③、尾水岔洞段洞室群在平面和立體相交，尾水管擴(kuò)散段施工通 道穿越開挖區(qū)，施工程序較為復(fù)雜且安全風(fēng)險較大； ④、尾水岔洞段開挖施工期間，主廠房混
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