索风营水电站地下厂房结构新技术研究及应用
第２ 卷第４ 期
贵１州水发力
Ｇ电ＩＵ ＨＺＵ ＯＡ ＥＲＴ Ｐ ０Ｗ ＲＥ
２１０ ０年 ２月
・
水
建筑工物 计设与施 工 ・
索风营 水电地站下厂结构新技术研究及应用
宁华 晚 ，房郑 治 ， 宋
静５８０） ５０ １ 国（水电 问顾集 团 贵阳 测 设 计 勘研 究院 ， 州 贵 贵阳中
摘 要： 索风营水 电站程开展 了大工地下洞型室设群 计布研置究 围岩、稳非定性线析分、 立“多层次 、平面体 多 工” 序挖技术 开、锚岩镜面梁混土及凝锚 岩梁板等 构结 新术技研究及应 ，用成 功地解 决了Ⅲ、Ⅳ 类岩 围中建修 型地大厂房下室群洞设建术的技计及设施工难题 ，促进 了 地工程下技术 的展 和发平 的水 高提， 为我 喀国 特地斯 区
Ⅲ
、Ⅳ 围岩修类大型建下地房厂室洞的群设计 、建设供 了技术储提和重备的参考实例。要 键词关：水工 结 ；大构型室洞 群置 布围；稳定岩 ；结新构技 术研究；及用 应；索风营水 电
站中 分图 类号 ： Ｔ７ １ ６ Ｕ ７ ．Ｖ ３． ；Ｔ ２ １ １文献标 码 ：Ｂ 志 章文编 号：１ ０— １ ３ １２ １０ ２ —） ７０ ７ ３ ０（００ Ｏ — ０９０
０工 程 概 况索
风营 水 电站 是贵 州 “省 电送东 ” 批 首四 西水项 目 一 之位 ，于 贵州省 修文 县黔 、西交 县界的乌 江 中
六游广 河 ，是段 江乌干流开 发的 第２级 。工程
洞室
围岩稳群定题问出。 突
１地 下 厂房洞 室群 置研 究布
１１ 室群 洞布置 ．
索
营风水 电地下站 房厂 洞群 布室置 于右 岸山体
，由内主厂房 （ 括 主机 和间右 装 间安 ）包、 左 厂 房副 、 变主 洞母线 洞 、综、 廊合 道厂、坝 梯 电 、出井
以发 电为 ，承主 担 调 峰、调频 事、 故 备等任用 务 。索风 营水
电 为 Ⅱ站大等 （） ２ 型 工 程，总 机装容 量 为 ６０３ ０× ）。 ０Ｗ ２０（
线 竖井 、Ｍ出 上线平 洞 、交通下 、洞排风 及 洞水排 廊道
等大 小 ３ 洞 室组个 成。 余 １０ １ 地１下 厂 房位及 置轴线 位方选择 ． ． 地下 厂房 要洞主 室线轴 向方的选择 根据是 下
地
站电 右 山体 岸雄伟 、峭壁 陡 峻和 地 质条件 较 好，河 且狭 床 ，窄为避免 引水 发 电建 筑物与 碾压混
凝 土坝大施工 干扰 ， 将房厂建 筑布物 置于 轴线 坝 游 下 约 ５的 右岸 山体内 ， 形成 一 由个 水引隧 洞 、ｍ 主０ 厂 房、变主洞 、尾 水洞 、母线 隧洞 、窑 式 出线
洞
房 厂区 体第一 主岩力 大应 小及 向测方试的 果成，
满在足洞
室 岩稳定 的围条 件 下主要 ，考虑 水引统系顺 畅 、洞线较 短， 尽并可能 兼 岩层 构顾造 面洞室与纵
站和通 洞交等洞室 成 组大的 型复 杂 的地 下 洞室 群 。
主 厂房 轴纵线 方位与岩层走 和 向主要理节 裂方 隙向 的 夹角 约３ 。 ０， 开挖 尺 寸为１ ５ ５ ｍ Ｘ ２ ３ ． ４ ｍ ５ Ｘ． ０ 长 宽 ×高 ）Ｘ８ ４５（ ｍ主； 变平 洞行布 置 于 主 厂 房游侧下，两 室洞间 轴线距 离６ ０ｍ，岩 壁厚 ．３ ５９ ，ｍ开尺挖 寸 ７ 为×ｎ １１４ ７ 长 × 宽 ×５ ｒ５１×２ ． ６ｍ （ ３
线轴有 大 较的交角 以及 ，程工枢 纽置布的 求 要索。
风 营 电水地 下站洞 室 拱顶大部 分处于 Ｔ ｙ 厚层 、
块灰 状岩中 ，边 墙处 于 Ｔｙ 中 层厚夹 薄层 完 整 硬 坚缓倾、角 结 构面 体岩 中，洞 室纵 线轴 岩与层结 构
面交 角大的 小对整 体稳定性 影不大 ，局部响不 稳
高）
；尾 水洞 纵线轴方位 与 层走岩 夹向角大 于 。 ６０， 开挖 尺 寸 为 １ ７ｍ（ × ）高１ｎ １ｘ 宽ｉ ，洞 线轴 距间２ ４
，ｍ由 高窄形 水管尾 、尾 水洞隧、 出口 闸门井 尾和 渠组水 成 引；水 隧纵洞 轴 线位方 岩与走层向夹 角 于 ６。 大 ，内径 ０ ９ ９为。索 ｍ风 水营电 地 下站洞 室 群 平面布 置 ．图 图 １见，剖面布 置 见 图 图２ 。
岩体通定过工程措施理。处为此，结合 厂实区际地
形 地质条件 及枢纽 置布的 总要 体求 ，分别 选 了择３ 条 线 轴案方进 了洞室行不 定稳块 体初始和 地应 对力 厂 房 纵轴线 择选的 析 分经。综 合较比 厂， 房 Ｎ８ ６Ｅ。 轴 线 与 最大主应力 向夹 方较角 小 ，岩层走与 夹 角向
约 ３ ０ ，可能。稳不定块体积小 ，体纽布枢协置调，
引水线 顺路畅且 最 ，水力短 渡过 程合 过理， 上下游
索风 营 水电 站程枢工 布纽置 凑 紧、流 畅大 ，坝 厂 、房、 隧相洞 干扰 互 ，引水发 小电 系统不设上
下游调 井压，有 ３０ 个多地 下洞 室纵 横 体立交 叉 ， 在 、ⅣⅢ围 中岩岩 体，厚 度 单 薄， 与 室 宽 （洞 高） 度 比般一 有只０ ～２ ６ ，尤 ．其是 尾 水隧 洞， 其 洞室
岩间壁 度厚与尾 水 隧洞 高 度 之仅 为 ０ ７ ，比且 围７．岩 类别 ，大低大 突破 了水 工隧 洞设 规 范 的规计 定 ，
收
稿日期 ：２ ０— ８ ２ ９０ ０ １
—作者
简介：宁华 （９４ 晚 １）６－ ，男 湖南省邵东县人， 教，授高级工 程级 ，师一级册注结构师，从
事水工筑物建计设技术及管 理工 ；作郑 （治 ９４ １） ４ ，男 ，－江省浙 青田县人， 院 原副 总工师 ，程教授高级级程工，从师事水建工物设计 筑及 技术 管 理 作 工 。
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２
・ ９
２ 第４第 １ 卷期
贵州水力 发 电
２１ ００年２月
图 １索 风 水营 电站 地 下洞室 群 平 面置布 示 意 图 （位： ｍ ） 单
机 间布 置主 ，使发 电以机低 母线 最压 短，少 减电 能损耗
， 节 省造价 并 ，便于 行 和 管 理运。经 类 分 比 析 主厂房 与 主变， 的净 距 洞 ３为 ．９ ５ ，ｍ为主 厂 房 度 跨 １７的． ５ 倍， 洞室 距间 足满围岩 定 所稳需 岩 的 壁度 。 １厚２ 室洞群 布优置化
．
加快为 风索营水 电地站下厂 施 工进房 度，减少 地下 厂房 洞室 规 ，模 改善 下地 室 群洞的整 体稳 定性 ，节 省程工 资投，根 据岩稳 定分 围成析果， 洞 对室
布群置 进 了以行下优化 研究 ： （ ）地 厂下 房工 程采用 岩锚 吊 车梁 综 合技 术 ，
１图 ２风 索 水雷 站电地 下洞 室群 剖 面 布置 示意 图
取
消 厂了房 出线层上 游 交通 道，蜗壳 贴紧围 岩， 主 厂房跨 度 由 ２ 原６优 ｍ 到 化 ２４ｍ 发， 电机层跨 为度
均不 需调设压井 同时，向岸边 偏移 后 离 Ｋ距 号岩
溶
系统 稍远，有 于地利下厂 房的施工 与运行 。 １ １２
装 间安副、厂 、主房洞变位置及 间距选 择．．
． ２ ３１ｍ，对地 下厂 洞房室 群 围的整 岩体定 稳非 有
常利，达 国 领先 内平 水。 （ ）主厂房 安内装问长 度由 ５ 原２ ５ｍ 压 至缩 ４
ｍ５节 省 ，洞了 开室 挖和 混凝 土量筑 浇量。
根 据组机 主设 辅布 备置和重大 运输件对 厂进交 通
要 求 以及 力 洞 求进 厂 交通 洞 洞 线 最 短 的布 置 原
，则 合结厂区实 地形 际件 ，将条 安装间布置 主在 房厂右端 。 安 装长 间４ ５ ｍ，开 跨 挖度与主 房 厂同宽， ２为 ４Ｉ。为１ 便运于行 管 理 ，副 房厂布 置在 厂 主房 Ｉ 左 靠端河 侧近， 厂主 房副、 厂房、 装 间呈安 “” 一 字 排 形 ，开其 间 伸设缝缩
根。枢纽 据 整体 布 置 特点 和地 条质 ，主 件厂房、
（ ）充 利分用施工支 洞放 置机 设电备 ， 副厂房 ３
度 高减 了 ２ 少０ｍ （。）优 整 体化布局 母，线 洞断面 用空 使 由原 间 ４来 的 ３ １． ６ｍ层 缩压至 层１ ７ ｍ×． １９高ｘｍ ６ｍ（ Ｘ宽 ２）， 母使线 洞 其与下 窄 部 型高尾 水洞段 问 岩的 厚度 体大 变，
完整性更强 ， 利于 围有岩稳定 。（
） 消 了 原 母线洞 方 上的排风洞 ， 将 靠变 ５ 主取
主
洞变大 洞室平 两布 行 。置机 组的安 装高 决程定 了主 开 变关洞 宜适置 布 在厂房下 主侧 游，变主 关开洞
端洞排风 竖井 至母移线 洞 中顶 ，直 央利接用主 变洞 顶 隔层作 排 通道 ，减少风 不必 的洞要 室， 优化 了洞
位置在满洞足群围室整体稳定的条岩下尽件靠近量
・ ・３ ０
宁
晚，等华 索风营水 电：站地厂下结房构技新研究及应用术
２
１００第 年１ 期
室群 的置 。布 （ ） 主房 厂原 面断 为９５ Ｘ８ｍ ｍ ６的 风 竖 ６ 进 ．
．
进度 达 ，到 了 厂美 内观的 果 。 效 ２２尾 水 管 （ 含．尾水 隧 ）洞 面断体 形设 计
井 减 ４至５ ｍ ．ｘ ． ８６ ｍ取；消靠 主 洞变下游 侧 线竖 井 出 的 内电梯 井，原 设 计 挖 开 面 断 ６为 Ｘ ｍ的 出 ７
线ｍ竖 减井 至６ × ｍ ． ６ｍ４ （ 。）地下 房厂 时临施 工支 洞与永 久 附 洞属 室的 ７
索
风营水 电站地下 厂 房尾 水 处 管岩 为围薄 夹层
极层 薄 灰岩 ，层 岩平 缓 向顺，含 多层 层 间错 带动， Ｉ属 类 Ｖ岩围。若 采用 宽 浅 式 形 矩断 面 尾水管 ， 需
设 置
中 墩 ，而水 尾管跨度较 大，厂 房 组 中机心间 距仅 为 ２． ４ ０ｍ则， 开 后 挖 水 管尾间岩 体 厚 度 较薄， 为仅水尾管跨 度 的 ０７倍 左 右，远 低 于规范 要 求 ．。 对 ＩＶ薄类 层 极夹 薄 层岩 应围 力复 杂 的洞室交 部岔 分将， 水 管尾原 成 条洞件较差 的 形矩断 面式 形优 化为
圆 ，形 进口面 直 断 ７径５ 渐 变 到 出 口断 面直 ． ２ 径 ｍ５ ９． ４ ，城ｍ门洞 形尾水 隧洞 面尺断寸优 化 为 ９ｍ
合 布置 综将 ，～ ５２号 临 时施 工支洞 为作 地下 厂房 久 永的进风洞 、 排风 洞、绝 缘油 、库平 透库油和永 久 排水 廊道 。 １ ３
新 型 ２ 的ｋ０ ． ２Ｖ 窑 式洞出线 站布
由于索置 风水 电站 右岸营 河 以床上山体 为悬崖 壁 ，高 程峭８ ～０ ２ 为Ⅲ 塌号滑 积 体 堆高， ９０ ６ 程０９ ｍ ｍ ２上以为 悬 崖 峭壁 致， 使 ２ｋ ０出线 场 地 选 择站 ２ Ｖ常非困难 。根 据 形地 质 条地件、电 气 备选设 型， 并 结地 合下 Ｓ开关Ｇ 站，进行 多方案了 比选的 最后， 选 Ｉ 择岸右陡壁 洞窑式 出线方 案 该。 案方 置 紧凑布
与布，置 地 在 下 洞室内 的 主变 洞及 ２ ０ｋ Ｉ 关２ Ｖ Ｇ Ｓ
开×１
宽 × ） 高
５ｍ （，则尾水 管 和 尾 水隧 洞处 岩围成
洞条件
结构受力条件及有都大的改 ，施工期善围岩 定 。多 稳来 年，水尾管 尾水和隧 洞 行运 良 好 。 ２ ３
主 变器压冷却 管 排水 管水布 路置化优 ．风 索营水电 站地下 房厂 变主器压 却冷水 排 管水
站 距
离 近 ，较制 控、运行 、 护 维便 ，且方 无边坡治 理 水和 土持 保等工 程和环 问题保 工，程总 费 相用 对 较 ，低关 开 站行不 受运 上部Ｄ 危２岩 体 胁威。 ｒ 窑洞 式 出线站位 于尾 水 平上 部台 壁处陡， 共布
置３个 独立的窑 洞 。洞窑 面断 优经 化 后，开 尺挖 寸 为 ２ ６×１ｍ． ×１． 长 × ×宽 ）高 ５４ ３ｍ ｍ（２ 永，久 支 护用采 挂 ｌｑ＠２ × ｃ０ 钢的筋 网 ， 喷 Ｃ５ 聚 ｂ ００ ｃ２ ｍ ｍ ２ 丙 纤烯维 凝混土厚 ｌ —２５ 的柔ｍ 性支护 构结 。０ ｃ
原
设计 是将 主 压变 冷器却 水经 主变洞 底层廊 道内 的滤 水 器接 （后０排水 １ ，管过经母 线洞 衬 混 砌凝土 ／ ５）内 进 主入厂 房的排 水 总管 排人 厂房 ，渗 漏集 井 水 ， 经深 泵井抽至 游下 尾水洞 内 ， 这 种 布既不合 理置 也经 不 济。分 析研 经后 ，将究主变压 器冷 却 经 水布置 于主变洞 底 层廊 道内 的水滤器 后 ￣１接排 水 管经０ ｂ５钻
孔直 接 排入 尾 水 洞内 ，（ １排 ０水管 止 回阀 ， ／设 ） ５
钻孔 直 径税１ ，排 水 管周 围采 用 ｌ５０水 泥 浆砂 ９ ： 灌．注 实密 优化后。的 排线水路有 如 优点 ： 下 ） 路（ 、水 短力 损小失 、工程量省 。 管１
２地 下 房 厂新 结构 究研
２１ 大 型 承 梁板重 构结设计 ．
索
风营 电水地站 厂 下房 率开 先展 了地 下锚 梁岩
板 承 重构 和大结 型 承重 梁无楼板结 构的 究研。 （ ）用采 岩 锚板结 梁构 岩锚。 吊 车具 有 加梁 快１
（） ２ 主将压变器冷却单水排独 ，走减 小了地 下 厂房集水井 排 总水 管的 负担 ， 排水总 管 直 径可 减 小 不； 要需 井泵深将主变 压器 却 冷水集 从水 内井抽 走 ，节省
电用， 既经 又济 全 安可 靠。 （） 水 排管从不母线 洞衬 砌 中穿过， 少减了施 ３ 干工 扰，对 线 洞母衬 结砌 构和 气电 设运备行 有 利。
地下
厂 房 工进施度的 点优， 在 国水内电站 地下 厂房 工 程中 用应越 越 广来 。泛根据 索风营 水电地 下站厂 房 围岩 定稳非 线 性 分析 和 反 馈分 ，析 岩围 流 性
小变 洞室 ，挖 开后岩 位体 移已基 本稳定 。因此，副厂 房 和 电 梯井
楼板 、主厂 出线 房 和发 层机电层 楼 板均 直 接 用采 直壁式 岩 梁 板锚结 构， 掉 边 省、 柱 ）（ 墙
３
大型 洞 群 围岩 室 稳定 分析 技研术究 ３
１ 围岩稳 定分 正析 ．
围
岩稳定 分正 析用采 三维弹 塑 有性限 数值元方
结构
增大 跨，度 向的方 使用 间 ，这空 国 在外内 型 大地下厂
房 构设结计 中属首次应用
。法
层， 间动错 采带用薄 层单 进 元行 模 ，材拟 的破料 坏要 考主 虑层 开间破裂坏 和错动变形 。 层岩内 体 破的 坏按ＤｕｋｒＰ ｅａ 服 屈准 则 ，层间 体岩 的开裂 ｅｒｅ— ｒｒ ｇ 破坏 用最 采拉大 应力 准 则， 错动剪切破 采坏用 虑 考继后 屈服的 ｏＭｒ Ｃｏｕｂ准 则， 厂 ｈ— ｏＣｍｌ 和 采用 ．残 强余 度取原， 数 的 ８ ％值 ３。条 尾水洞 中先 挖１ 号、 ３ ０
号尾水 洞 ，后 挖 ２ 尾号水洞 ，开 滞挖 后 ４６ ０ ～０ｍ。
（）
２ 用采梁板结构无主厂房。出线和层电发机
层 楼 板 采用 双向无 梁 结板 型式构， 增大以 层楼之 间
的使
用净 空，便 方电桥缆架 布设的， 使 内布厂 简 置捷 、 美观。由 于 房厂 面楼荷 较大载，布置成 梁 板无 结
构 式 形有 定难 一 ，特 度 别是发电机 层 楼板需 预要
留的电 缆 孔很 多 ，因此 ，设 洞计 加 暗强梁 的 设置 ， 并 当适 加 了大板 楼厚 度和筋 。该配方 案加 快施 了工
风营索水电地站下室群洞开 挖骤为 Ａ步— Ｂ— Ｃ —Ｄ ＧＦ— Ｅ—— — ，Ｈ计 开 挖分层 示 算见意 图３ 。 ．
１ ． ３
第２
４第卷１ 期
贵
州力发 水电
１２ ００ ２年 月
用 下地 洞室 ３ 群４ 测点 个的实测 移位， 演反 围 岩 的物理 学力参 数共 ２ 个５ 利用。 反演 后所 到得 参的 数再
进行有限元 正分 析原参与数 相对 比 ，此时相 对位 移 值 数和测实 值加更 近接 见表，Ｉ 。
表１ 风营索电站水地下厂房 围岩数反参前后演结的对比果
嚣
橥 ３ 索风图 营水 电 站地 下 厂 房开挖 分 层 示 意图
实
将 杆作锚为杆单元 来 考 其虑 度刚 围岩对 形变 的影 响，即假 定杆锚 围与具 有岩相同 应变 ，用 的等效 力 的学 参来数 反映置设锚 杆 围后岩的 度 强从 而计 ，
算其出 对岩抗体 强剪度 的献 。 贡
格钢 与栅混 喷 凝土相当 衬于 结砌 构，据根应 变等效 原 则的，对 含 格栅 的钢混凝土 材料的弹性 模 Ｅ进量行修 后正再进 行 限元分 有析计算 。
３ ３ 工 程 应 用 ．
设计 根 据中间究 成果研调整 了 室洞 结群构布
置
和 断尺面 ，寸见 ２１ 。．个整地 下厂 洞房室 从群 ２ ００２
年１ ０
开始月 挖开 ， ２ 到００ ３ 年１ 月结 ２ 束共 ， １个４ 月
，比原计 划 前提 ８个月 了 。
通过
不工况同 的分 析算 计 出 得索风 ，水 电营 站
地 下房 厂挖开洞 后 围室各部岩分 回变弹形 有量 较大 差 异 ，房厂 和变 主洞下 游侧 边 、尾水墙 上管游侧的 变形 较 大 ，最大 变位 生在 厂发房下 边游墙 尾与 水管 交接处 其值，达 ５ ｍ； 游上边 位墙最 大 出现移在 ５ｍ 部 中，值 达其 ｍ２由于。岩 层 层和层面 错问 动 带 ８ｍ 倾 向游 上整，个洞 室尤其 房厂 下游 侧 主变洞有和 明 显 向上 游 变 形的趋 势。拉 力 应 分布 厂在 房 下游 边 墙 母 线、 周 围洞 尾水 、管尾和水 隧洞 四周 及以 变主 洞 底部 ，以母线 洞 周围 的主拉应力 最 大 ，最 值 达 大
在地下厂 开房之 挖前 研，究 作工根 设据要计 求的 开挖、 支护方 进式 ，行还专 门就 ３条 尾隧洞水 的
挖 顺开及序方 式进 行 究研 通过 ，大 的量析分计 算 ，
得 出 先 开挖 １了号、３号 尾水洞 后，开 挖２ 尾 水
号
洞 ，开滞 挖 ４后 ～Ｏ ６ ０ｉ 的结 ｎ 论。 同 时证 验设了 计提 出 在的Ⅳ 类 围岩内采 用上 洞先 开导挖 尾水隧 上洞 半 、洞支 待护处 后理进行扩 挖 施的工方 案 。
４ 地
下厂 房新 材料 研究
４１ 垫料 和层止 水料 ． 材
２Ｍ ａ５ Ｐ ．在顶；拱拱 端 及 洞相 交 部 室位 有 压都应 力
集中现 象洞， 周室 围的 最压大应 力约 ４ Ｐ 。在 ７Ｍ ａ
据根 国 内 型钢大 蜗和壳 机段组 面缝 止材料水施
中出现 工的题问和现场施 需 要 工，对索 风营水 电站
现 的支 有 护加 固 案 下方， 洞 室围 整岩体 上 是 定 稳的 ， 其 度强储 备安全 约度 ２ ０． 厂。房 主 变和 洞 顶
的岩体 稳定性拱较 ，除层好 错 问带动出露 部位 ，无外 岩 体服屈 情 况。 尾洞顶水部 和边 墙都 有部 局岩 屈体 服 、裂开的 情 况，屈服但 区 并未通 ，连约 分三 之一 厚度 的 体岩 未服屈 ，采则 取的加 固措 施是 有 效的。
３ 围岩稳２ 监测定 信息 反析 分．
钢蜗
壳垫 层料和 面缝止 材料水进 行了 创 性新研究 。 ４
１ １ Ｌ０ ． ． ６０低型 发泡聚乙 烯闭孔 塑 板料在 钢蜗 壳
垫 中的应 层用
传 的统型钢 蜗壳大 与外 钢筋包混凝 土之 问 用沥
青
麻丝三 油或二 毡层 垫开隔， 不 规对则 的钢蜗施壳
工 度难大较 ，果效不理想 。 为快施 工加进度 首，次
围
岩稳 正分定析 计算 中主，厂 房游下 边墙的最
大回位弹移 ５ 达 ，ｍ而在主厂房洞 室 施工 开挖结 ５ 束ｍ ，实时测 的边最 大墙位移 仅 为４ ７。究ｍ 其 原 ．７ｍ
在组 钢机蜗壳 层 料垫 中用 采０ ６Ｌ０低发 泡 聚 乙 闭烯 孑
料塑 板 替 ，沥代 青 丝麻或三 二油毡 。 该层垫料 的 Ｌ
应用， 方 面 改一 善了 钢 蜗壳受 时压 垫的层 缓 冲 性能，增 了受加压 弹 性； 另方 一面化简 了钢蜗 壳 形圆
结构铺 弹设 性层料垫 的 工施。
因 ， 方一是面 析分计算时 得 到的移位 相对 是于始原 状态 的 对位 移 绝，多而 点移位计 测出的位移却 有没 括它包埋 之设前发 的生 位 移且，它 的 根 也部 非并 真正 位的 零移点 因， 是此 一种 相 对 位移 另 一方 面；， 采
用 的岩物理 力围参学数 不 理合 。
该垫 料 层的用应属 大钢蜗型壳与 包钢筋 外混凝
之 土间 垫层 应料用 的创 新，效果 好 很
４ 。１ 机２ 段组 伸缩 缝止水 柔性嵌和 缝填 的料改 进 ．
采．用基 支于 持向量 机模 型和模拟 退 算火法 ，利 ．
机
组 段伸 缝 缩（ 廊道 周 边 统）止水 采 用６１ 含 传 ５
３
．２
宁
晚 ，华 等：索风 水营 电站下厂地结房新构术研技及应究
２用１００年 第 期 １
橡胶
或塑 料水止带或 紫铜 片止 水，根据索 营风水电
础 位于薄层 、 极薄层 灰上 岩，常规设计 般应 先浇一
筑 一层 度厚 不 少 于１Ｔ 的钢 混凝 筋底板 结构土 再 ， Ｉ Ｉ进 行 基 础 固 结 灌 。 浆为了加 快施 工 进 度 缩短
工地 站下厂房地下 水位 不 高和漏渗 不水 严 的重 际情 况实 ，用 采高质 量和 施工方 便 Ｇ的Ｗ 遇 膨水胀 止 水
Ｂ 条。 Ｇ Ｗ 遇水 膨 胀止 条 水置 于 混 凝土 后 缝 浇的槽 Ｂ 中， 胶用 和加 钉以 定 ，后 浇机 固组段 凝混 土，能遇
期
，采 喷 用２ｍ 厚 ０聚Ｃ 烯 丙 维纤混 凝 土 ，７ｄ０ ｃ ２ 进后基行础 固结 灌浆 压，力 为 ０Ｍ５ Ｐ， 见 未喷层 ． ａ破 坏 ， 技该 术为 工提程前发 电 出了作贡 献。
膨胀水有效 塞缝阻隙渗 水 机 组段伸缩 缝（ 廊 道周 边 ） 承 受挤压 时 需 含在
要 一 的定 缓冲 间 ，空传统柔性 嵌 缝填 采用 沥料 麻青 丝 （ 油 三 毡 二） 沥 青 板杉 为 。 快 方 速便 施 工 或和或 避 免沥青 材料 污染 ， 用采 了厚度 为 ｍ２的 Ｌ ｏｍ ６０ 低０ 发泡 乙聚烯 孔闭塑料 板，使 用 果效 好很 。 ４２塑 盲 沟材在料 洞室钢 筋混 凝土衬 时砌作 引 排 ． 水管 的
应 用
５ 大 洞 室 群 型 “体 层 次多 平 面 、立 工序多 ” 开挖技 研术
索风 营究 电水大站 型 地厂下房洞室 群 由于地质 条 件 和 结 复构 杂施工， 工序多 ，施 工工 期 较 长， 控 是 制工 程进 的关度 线键 。 路
根洞 据室 群进 行三维 非了 性 有 限元线分 析 １，
号 机组最 大 压 应 力 为 １ Ｐ．， 主 要 现 出在 室洞 ０６ Ｍ ａ 边角 局 部基本，上 未出现 拉应力；主 房厂拱顶 沉
母线下 洞、 综 合 道廊进和 交厂通洞 开挖 洞 的壁上 选用 ×３１ｍｍ０ 长方 形截面 的 塑 料盲 沟材 ， ｍ０ ０ｍ
三面 外 包３ ０ｇ型土 布 ，不 工 包 土外工 布的 一侧紧 ０
１ 约，ｍ侧墙 向内位移 小 ５于ｍ４ｍ ｍ。３号组机应 力
及 移 位与 １号组机 相 接 近计。 表 明算主 厂底房 上板 抬 较大， 这 主要 是因 为底 板在卸荷区 。 房上厂 边 游 墙 位移 值底除 稍板 大 ，外般一均 小 于１ ｍ，局部 ０ 存 ｍ不大在 的 应力拉 （１＜ ａ。 ＭＰ）
贴紧 敷 固 定在开挖 的洞壁上，用 作 隧钢 筋混洞凝 土 衬砌时作岩 渗水体的 排水引 ，管将漏渗水 引排至 隧洞底板 两侧的排水 沟内 这， 线种 水结排构 大大 简 化 传了 统的点 排结 构水 成功， 解决了 洞隧 设排水管 漏滴 潮 湿水 问题的。到 前目为 止， 母洞线、综 合廊 道 和 进厂 交 洞 内无通 渗 和水水滴现象 。
４３岩 锚梁 镜混 凝土面 究应研用 ．
在不
影 响地下 房厂边 墙 岩稳定体 保、证 工安 全施的前 提 下，地下 厂在 第房 １层施 工第 １ 层 的 岩 Ｉ ＩＩ锚梁
时（锚梁施 工历 较时长 ） 岩隔，离中问第 １ Ｖ 层
岩锚 梁
镜 面混凝土是 电水程建 工 的一设种新技 、新工 术 艺， 有 混具 凝土 表 光 滑面平 整、 艺 简
（ 开工挖层高 ７ｍ９， 相当地 下于厂房 高 边 墙开 挖 时 ．
的 临 时中间撑 ） ，沿板 压 力钢 管方 向对 地下 厂 第房
单、 操作方 便 及板 模转 率周 等高点优， 发 展 景前 广阔 。索风 营水电站 地下厂 房 岩 锚吊车采 用镜梁 面混
凝新土 工艺 浇， 出筑的凝 混土 面能表 人将 影映照 出来
取， 了很好 得效的果 。
Ｖ层布 置 成“。 字形 洞室 岩 体开 挖锚和 喷 支 护， 。 ”
同时 进行 地可 下厂房 尾 水 管 第 ＶＩ 挖开 （ 层Ｉ５ 施 号 支工 洞开 挖 到 位 ） 锚喷支 护 ，这对 提 前 房厂 工和
期 厂房、边墙 定稳 非 有常利。
该 案 首先从 ２号方施工 洞支 人进 厂 顶房 Ｉ层 开
由于
维 模萨板 具 有度强高 刚、 大度 以 表及面平 整光 滑、 密实度 高不 吸水 变易 形的 特点 厂房， 岩锚
挖 支、护 ，开 至 厂房 右挖 端墙 ，后填斜 回坡道至厂 房进风 底 高程洞， 进进 风行洞 挖开， 后 扩随 挖进 竖井 ，使 风厂房 Ｉ与 ３ 号 支洞 通贯（ 层 进 因 竖井 风与
３号支 洞 相顶 连） 以， 善改厂房 通 风 条 。第 二 ，件Ｉ
车吊 镜面 梁混凝 土板 采模用 １ ８ ｍ厚ｍ 萨维板 贴 内 １
ｍ ｍ厚 Ｃ板Ｐ， 并将 Ｐ Ｃ板 加 成工 ２１ ×２４ Ｖ ．Ｖ２ｍ．４
ｍ 大的 模 ，板用万能胶 粘 在维 贴模萨板 上 ，以 便于 模板 的安 装拆和 除。 防为止 面混镜 土 凝裂开 采取 ，了多种
控 温防措施裂。 ４
４丙 聚烯纤维 喷射混凝 土 的应用
．层
支及护进平洞风开挖束结 后，从房厂端左接 ２号 施 工支 降坡洞 进行 Ｉ层右 段开 挖 支、 护 和岩 锚 梁Ｉ 锚杆
施工 ；此与 时 ，同 厂从房５号 施工支洞 向房 厂
（） 地下洞室 支护 率 先。将 型地大下 房 厂洞室 工 １ 程中类 Ⅲ围 的永岩 支久护改 为射 聚喷 丙纤烯 混维 土凝 ， 其各项技 术指 达标 到 规范要求 ，喷混 凝 土 回弹 降率 低，喷射混 土 生凝产 率由原来 ８ｍ的ｈ提 。 ／高到ｌ ５ １ ３ — ｈ８３ 。／ 聚用 丙纤 烯维 加添在混 凝土中 ，１ 可 高喷 提混射凝土 的抗 渗 、 冲抗击 性能， 增 混加凝 土的 韧性和耐磨性 ， 时改同 善了地 厂房 洞下群 的室 施 环 工 ，境降 低施了工成 本。 （ ） 下 房底板厂 基础处理。 水管尾肘 管层 基 ２
地方
向挖尾开 管 水，再从 １～号 尾 ３ 管进水行 地下厂 房 Ｉ Ｖ层Ｉ 洞及挖底部 排廊水道 槽挖 和主 机问 埂岩排 廊水道洞挖 第 。三， 进厂 交通 洞开接 斜挖 道升坡
至坡 Ｉ 层 完， Ｉ 成层 左段 挖开、 支护 及岩锚 吊车 Ｉ梁 Ｉ混 土凝 工施 ，时 从同厂房 ３ 号施 工洞支经 １、３ 号 号 力压钢 管 入进地 下 厂 房Ｖ 层沿，上 下 左 右边 墙
置成布“ ∞” 字 形 进 行洞 室 挖开和 锚喷支 护 考，
虑 满 厂房足边 墙 锚杆 ６ｍ、（９ｍ长 杆 ） 锚工 确， 施
定洞室 度宽 为６（ｍ 上 侧 ）游 ８（ｍ 和 下游 侧 ） ， 洞 室
３ ． ３ ．
第２
卷第 ４ 期１
贵州
水发力电
２１０ 年０２
月开的挖 高度根据施 工 械机 设 至备少 开挖 １ ９而定 ， １ １
洞 室 的顶拱 根 据 岩围稳 情定 况 进 随行 支机 护 （、 喷
大 于度５ｍ 的长 杆锚 液用 压潜
孔钻机 造 孔。 Ｉ 层 的挖 开、护 及岩支锚吊车梁混 凝 土的施 工 Ｉ
等锚 ），房厂 Ｖ层经布第成 置 ∞“”形字挖开后中
间下留 ２ 长 段． ０７ｍ３、宽 ３８ｍ的 岩 柱。 第 四，从 ． 进 厂交 通直洞 进行接厂房 Ｉ 层 开挖 支 、护 。第 五，Ｉ Ｉ
从 装 间安 端进 左 行厂房 Ｉ Ｖ层 开 挖 、支 护， 挖石 渣开 厂从 房层Ｖ 经压 力钢 管和 号３ 工施支 洞运 出
。与 Ｖ 的 “层” 字 形 布 置 开挖 、支 护 和 ＶＩ 厂 Ｉ∞ 房层水尾管 的开 锚 挖喷支护几 乎 时同 进行，这为 地 下 房 厂的挖开支护 辟 开多个了作 工 。 面
“多体层 次 平面、 工序 ”多方 案 从 施工 开 挖立
的程
序人 手 分 析 ，各施 工 影 因素 ，提 响出 决解措
施。尾如水洞 母与线 之 洞间 岩的 体 Ｉ、 居多 ， ＩＩＶ类 Ｉ 在 厂房 Ｉ层 ＶＶ、 Ｉ开挖 之前，先 开 小挖 洞型 室 Ｉ层 ， 如母 洞 线进 厂、 交通洞 、压 力 钢 管 洞尾水 、洞隧 ，
第六 ，从 压力 钢 管 入进 厂房进 行 Ｖ层 剩 余 岩柱 分 部开的 、挖渣 和支出 护 第。七 ， 尾 水 管 及 从 厂房 Ｖ
Ｉ 进 入， 上 向挖开 渣溜 竖井， 待地 下厂房 层Ｖ Ｉ层
开结 束挖 ，后钻 设孔 备 从压力 钢 管进入 进 Ｖ 行 层Ｉ
开 、支护挖，开挖 石从渣 尾 洞水 ５号经工施支 运 出。开洞程 序见 图 挖４ 。
并作好
支 ，再护从母 线洞部往底下孔钻 作结灌固 浆 ， 灌后人 插入３ 的２ 锚长 杆间，排 距 ５１。Ｉ厂 ．Ｉ Ｔ 房 第１ 岩体开挖 之 前 ，地下沿厂房 第 １顶上 Ｖ Ｖ层层下
游边 墙 以俯 角４。 向 布 置 ２ 层 间距 １为５、 ｍ方 ５． 径直 为ｑ ２ 长 的锚 等杆。 ）３ “ 立体多层 次 、平 多面 序 工” 施 方工案是 对 地 下 厂 房Ｖ 提层前沿 计 设轮廓 线进行 室 洞挖开，并 完成其喷锚 支护 ，在 房厂 Ⅲ层 、Ⅳ层开挖 时由，于Ｖ 层 已前提 护 支， 实 测房 厂墙 边 变形 小较 （常规 开挖 方案 的 算计 移见 位表２ 至厂 房全，部 开挖 结束 时， ）围
岩 的位移均 小 于ｍ ５。因ｍ ，此前提进 行 中 部 下开 支 护挖地 下对厂房边 墙稳 定 利有。 表
２ 索风水营 电地下厂房站 常 开规挖案方计算变的
形
图４ 风 营 水 电索 站地 厂 下房 体 多层 次 、 立“ 平 面多工 序 ”挖开 程序 示 意
图
索风营 水电站 地下 厂 共房 设 埋 ３ ９了套 多点位
移
计， 实 测厂房 顶拱 受 压 缩变 形 最 大 ， 位 为 移２ ０ ｍ１至厂； 开房结挖 束 （
时０ 年３ ｌ） ． ３ ｍ２０ ２ 上月 游墙
大 最 位 移 为４７ ｍ，下 游 墙 最 大 位移 为 ４ １ ７．ｍ． ６ｌｍｉ 。与 国 地内 下 房厂 开挖 工施 性特相 比索， 风营 ｌ
尾
水 管及 Ｖ 开 挖Ｉ时 先开， 挖１ 号机、３号 Ｉ层 机， １ 号机在、 号机３尾水 管 段 锚 喷 支护 锚、 完索 成 后再 进 行号２ 尾机水管 及 Ｖ Ｉ 开 的 挖支 护、。 Ｉ 层 墙边 、拱顶的锚 支护喷 随开挖 作工 逐层面进 行， 长
水 站 电显明居 于 领先 位 ，地国内部 分 下厂房 开地挖
特 见表性 ３ 。
表
３ 内国分水部电站地 下厂房开挖工特施性统计
・
・３ ４
１
２ ３
６ 结
语 束
索营风 电水地站下厂 房为 ３ 多０个洞 室组成 大的
变形和
应 力状 态，这 是 型洞大 群室 岩 稳定围 非线 性
分析
的完 整 过 程其理， 基论 础严 密屈，服 坏准 则破 用 ，所得实 成果信可 迄今， 为止 未尚类似见果 。成
不 同 施的工 序程和加 固方案 对 洞室 群围变岩形 均 有 很影 大响 ，特 是对 因别挖 卸开荷 而 产生塑的性
型洞 室
群， 这些洞 室均 于位ⅢⅣ类、 岩 围 中洞，
之室间 岩 壁度 厚小， 大 突大破了 有关 规范 的规 定。采 三维弹塑性 有 限元 分用 获 取析 围 岩的 开 挖形 、变应 力状态 塑、性区分布 范 。在围重要 室洞关 键部位 进 行全 监测安 ， 据变 根形 监测 数 据，析 围分岩 的形
变区
和 不 的利质地结 构面 有 明 的控显制 用作 专题， 研 提 究出的 “ 立 体 多 层次 ，平 面 工 序多” 开挖 方 案 ， 软 弱岩体 中尾水 隧 前后洞分 期开方挖案 、 纤混 凝维 土锚 支 喷护、 格钢 栅（ 筋网 ） 喷联合 支 ，护对 钢 锚 强洞加室 围岩群稳 发挥定了重 作用 要为， 同类 程工
提 供经验了 。
特性， 建 岩立体 更 合加 理正的、反 数值 分模 型析和 理物 模 ，型模拟实 际的开 挖 支 和程护 序 ，考 虑岩 体的弹 塑 性 分析 ，岩 体主 要的力 学参 ，数求得 围岩 的
《 贵州
力发水电》２ １ 年 第期２ 要目 预告 ００
新管理创 精、 心 织组、 全安 优质快速 建 大 型水 设电 Ｚ 程… …… ……… … 申宏… ，晏 国波 ，梁 顺－ 英 构 皮 滩 电水站施工 期洪 水预 综报述 ………… ……… ……… …… …………… …… …… …… ……熊 金和 皮 构水滩电 站坝大混 凝 施土研 工究 …… …… … …… ……… …… …… …… ……… ……王真 ，民袁建 华 构皮 水滩电站拱 坝 缝分及 接 灌浆设 缝 计……… ……… …… …
…… … …… 王… 志宏， 曹去 ，江修义兰
构皮
滩 水电地 站下厂 房岩 锚梁 裂产 生缝 因分原 析处及理 措 ……施傅 建 ， 爱彭华 ，朱新 ，元晏 国顺 膏状 浆 液浆在灌 构皮 水滩 站 电洞处 理 溶的应用 … 中… …… …………… … …贾立 维， 高 ，熊 强颖 皮 构水滩电 超站 大型 力压钢管 制造技 术… …… …… ……… … ………… ………… … 王 … 明 文，彦 林曾 皮构滩 水站电泄洪 中孔形弧作工 门充压缩伸式水止计 设 钱 军祥 ，…柏 邹 青杨 ， 天清 魏 ，炜 ，文李克 华构 滩水皮 电站 ６Ｍ ０组 转机接子地 保 方 护 案…… ……… ………… … …… …… … … 煜 任 ，徐东伟 ０Ｗ６
０ＭＷ水 机 轮过组 速保护 能完功探善讨 ０ …………… …… …… …………… ……… …田 华 ， 孙 芳 作
输电
线路行故波障距测技术构皮滩水在站的电应 …用……………………………………………张 吾 天构皮 滩水 电站 开 挖料碱 活 性验研 试究 … …… …… …… …… …… …… ……… 李 珍， 邝 力 亚阮， 波
皮构滩 电站工 水造价程 管理 述概… … ……… …… …… …… …………… ……… … ……… ……… 浅谈草构滩水电皮站工程资物与机 电设 管备理…………… ……………………………………… …蔡正 扬 构 皮水滩电站工 程 设建 安 全 文生明产管 控实 践 …… ………… … ……………… … …… …… … 雷…辉 光构 皮水滩 电站 程工科 管技理 实践… … ……… …… …… …… …… ……… …… ……… 张…应刚 ，梁 英 皮构滩水 电站工程 施工 量 管理 …质 … ……… … …… ……… ………… … …… 刘 元强， 宏申 波，新朱
・元
３５
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