引水发电系统主副厂房(安装间)Ⅰ层开挖支护施工技术措施一概述1.1 工程设计概况地下厂房系统布置在引水发电系统中部，包括地下洞室群和地面开关站等工程。
其中地下洞室群以发电厂房、主变洞为主，上下分层、纵横交错的布置有安全兼通风洞、进厂交通洞、母线洞、出线洞（竖井）、进风廊道（竖井）、排水廊道及其他辅助洞室，地下洞室群规模较大。
地下厂房由主厂房和副厂房组成，主厂房包括主机间和安装间。
主机间、安装间、副厂房呈“一”字形布置。
主机间内布置4台机组，安装间布置在主机间左端，副厂房布置在主机间右端。
地下厂房开挖尺寸为196.10m×26.80m×68.55m（长×宽×高），主厂房内安装4台额定容量230MW的立轴混流式水轮发电机组，采用一机一缝的布置方式。
主厂房开挖跨度：岩壁吊车梁以下为26.80m，岩锚梁以上为28.30m。
2#～4#机组段长度均为29m，1#边机组段长度为35m。
另外，厂房系统右端利用安全兼通风洞工程进入；厂房系统左端利用上层排水廊道工程进入。
1.2 地下厂房Ⅰ层概况主厂房布置于河床右岸，主厂房、安装间呈“一”字形布置。
厂房总长度为196.1m，其中安装间长56.7m，主厂房长122.4m。
副厂房长17.0m，厂房顶拱开挖高程1439.15m，厂房最低开挖高程1362.8m。
根据设计蓝图《地下厂房开挖支护图1/8～8/8》（上层排水廊道1#通道），最大开挖长度为220米，最大开挖跨度为28.3米。
主副厂房拱肩以下上下游各设置一条吊顶梁（高1.12m）。
考虑开挖支护施工设备及吊顶梁相关施工方便，地下厂房顶高程为1439.15m，Ⅰ层开挖底高程为1428.6m，最大开挖高度10.55米。
厂房上游侧上层排水廊道的开挖目前已启动，即为尽快形成厂房Ⅰ层左右两侧相向开挖施工创造条件。
地下厂房Ⅰ层开挖中导洞先行，分两次扩挖完成施工。
顶拱及边墙支护形式为系统支护结合随机支护形式。
系统支护：Φ28锚杆为6.0/9.0m长短结合锚杆（外露5.5，5.8/8.5,8.8），间排距3.0×1.5m，间隔布置。
喷C30钢纤维混凝土，厚度20cm；随机支护：无粘结式预应力锚索，长度为20m,N=1600KN，根据设计蓝图显示和设计意图，系统锚杆+挂网+喷混凝土在开挖过程中紧跟掌子面施工完成，局部采用随机支护施工。
地下厂房Ⅰ层具体开挖支护施工主要工程量见下表。
地下厂房Ⅰ层开挖支护施工主要工程量1.3厂房系统地质状况一、基本地质条件地下厂房系统山顶高程大于1800m，地下厂房系统外边墙距边坡水平距离为180～200m，顶部最大埋深380m，上部微新岩体厚度为200～300m。
主要建筑物轴线方向为NW315°，岩层走向为NE3°，二者交角为68°左右，呈大角度相交。
厂房区岩性主要为白垩系下统景星组下段的灰白色、灰绿石英砂岩与紫红色、灰绿色绢云母板岩不等厚互层，岩层产状NE3°NW∠75°～85°，陡倾下游偏岸外，以微风化～新鲜岩体为主，较完整。
主洞内整体上以板岩为主，约占60%，砂岩占40%。
砂岩最大单层厚度20m，板岩一般小于10m。
根据岩性、岩体结构、岩体风化程度及结构面特征等，地下厂房系统以Ⅲ类围岩为主，局部分布有Ⅳ类围岩，以薄层状云母板岩、灰黑色板岩为主。
其中主厂房部位Ⅲ1类围岩约占26.3%～37%；Ⅲ2类围岩占32.6%～37%；Ⅳ类围岩约占34%～40.1%。
主变洞洞室边墙围岩以Ⅲ2类为主，石英砂岩段为Ⅲ1类围岩，总体上Ⅲ1类围岩占27.9%～33.6%，Ⅲ2类围岩占21.7%～27.6%，Ⅳ类围岩占45%。
二、主要工程地质问题评价1、围岩稳定性地下厂房部位以层状岩层为主，均一性较差，未见较大规模的断层发育。
围岩中石英砂岩及灰绿色板岩稳定性较好，紫红色薄层状板岩及灰黑色板岩性状最差，且分布长大层面裂隙及构造裂隙，在一些临空部位，易形成小型组合块体，需及时锚固支护。
根据地下厂房范围内勘探平洞裂隙统计成果，主要发育的裂隙有三组，地下厂房范围内局部有裂隙密集带发育。
裂隙密集带以走向近SN向为主，倾角68°～85°，该密集带为软弱结构面，对地下厂房两端墙围岩稳定性影响较大。
裂隙组合中第①组裂隙与厂房轴线呈48°～55°的角度相交，裂隙为陡倾角，对洞室稳定影响不大；第②裂隙与厂房轴线呈48°～55°角度相交，裂隙为陡倾角，对洞室稳定影响也不大，但①组、②组裂隙组合易构成不稳定块体，对顶拱有不利影响；该种组合在端墙与边墙相交部位出现时，所形成的块体稳定性较差，需引起足够重视；第③组裂隙为近东西向缓倾角裂隙，该组裂隙与厂房轴线呈小角度相交，对厂房洞室顶拱稳定较为不利。
综合分析，地下厂房洞室成洞条件总体较好，洞室围岩整体稳定，局部位置受裂隙组合切割可能形成不稳定块体，施工过程中针对这些不稳定块体需及时采取适当的支护措施。
2、岩爆问题地下厂房区最大埋深240m，岩层主要由绢云母板岩和砂岩组成，根据地层岩性、构造以及地应力测试成果综合分析，开挖过程中地下洞群围岩发生岩爆的可能性很小。
3、地下洞室涌水问题地下厂房洞室处于枢纽电站各建筑物的最低部位。
澜沧江天然水位1405m，高于地下厂房底板约35m，水库正常蓄水位1477m，高于厂房顶拱约37m，厂房区天然地下水位高程约为1490～1510m，高出厂房顶拱约50～80m。
从厂房区勘探平洞揭示的地下水活动情况看，局部洞段在裂隙发育处有渗水、滴水及线状流水等现象。
将厂房洞室作为一个地下集水廊道考虑，根据地下厂房钻孔内压水试验成果，水库蓄水运行期在不考虑防渗处理措施的前提下，估算厂房洞室涌水量约为2300m3/d。
因此，施工过程中应注意沿裂隙密集带集中渗水的可能，适当加强排水措施。
参考地下厂房基坑涌水估算成果，水库蓄水运行期在不考虑防渗处理措施的前提下，估算主变洞涌水量约为350m3/d。
1.4施工依据1）大华桥引水发电系统土建及金属结构安装工程招投标文件姐合同（DHQ/C2）;2) 《地下厂房开挖支护图1/8～8/8,（BJJ142S-H5-3-1～8）》；3）《地下厂房洞群布置图,（BJJ142S-H5-1-1）》；二、地下厂房Ⅰ层施工安排2.1 施工方案说明由于目前地下厂房只有右侧端墙通风兼安全洞已完成，左侧端墙的上层排水廊道正在施工，现阶段开挖施工只能从通风兼安全洞在厂右0+37.2处开始施工。
为解决施工通风及施工进度安排需尽早形成两头进尺施工情况。
尤其是在上层排水廊道与厂房通风机房交界处形成跨度约15.4m的三角不稳定岩体，在岩石较为破碎、裂隙发育较多的地质条件下，安全隐患较大；另外需要在上层排水廊道与通风机房连接段扩大并形成足够的施工空间及通道，至少需要8米宽的施工通道，以满足设备通行。
结合目前实际情况和现状，为加快施工进度，降低难度，经过综合研究我部采取先开挖7.7m×7.1m的城门洞型中导洞，后两次边墙扩挖的方式进行地下厂房拱顶第Ⅰ层开挖施工。
2.2施工分区、分块地下厂房Ⅰ层开挖由通风兼安全洞在厂房右侧进入厂房进行单向开挖，待厂房上游侧上层排水廊道及左侧通风机房贯通后，厂房左右侧形成双向开挖。
开挖时采用Ⅰ-1区中导洞先行，中导洞断面为7.7m×7.1m（宽×高），两侧扩挖Ⅰ-2区及Ⅰ-3区跟进，各区之间及两侧扩挖采用错距开挖，错距大于30m。
两侧边墙与拱角开挖错距10米施工。
两侧扩挖Ⅰ-2区及Ⅰ-3区整体按照中导洞的划分桩号进行划分，待具备同时作业空间后，再开始两侧边墙开挖施工，上下游边墙各自设置四个区域进行大规模开挖施工。
具体开挖分区布置详见附图01。
2.4 开挖程序根据厂房现有布置施工通道，厂房Ⅰ层施工主要通道为：通风兼安全洞、厂房上游侧上层排水廊道。
根据道路的这一布置特点，我部就施工程序进行如下组织：（1）从通风兼安全洞进入工作面，向厂房左侧方向进行厂房Ⅰ层施工。
待厂房上游侧上层排水廊道贯通后，即可从通风机房进入厂房安装间向厂房右侧方向进行厂房Ⅰ层施工，形成两个工作面。
（2）目前，厂房中导洞已经开挖至厂右0+007桩号，现在①中导洞可以继续向大桩号方向打设，当开挖至厂左0+012.8桩号暂停导洞施工；②对厂右0+037.2～厂左0+12.8段导洞顶拱及周边扩挖，当该段扩挖完成后，再进行中导洞开挖超前、扩挖跟进（见附图）。
中导洞为城门洞型，开挖断面7.7×7.15m，中导洞开挖循环进尺3.0m（手风钻），扩挖循环进尺3.4m；在局部桩号段遇Ⅳ类围岩和岩石破碎区，中导洞循环进尺2～2.5m，短进尺扩挖跟进（进尺不大于2m）。
（3）厂房I层跨度28.3m，分上游、下游2部分进行扩挖，中导洞超前进行，顶拱及周边扩挖，跟随中导洞进行，Ⅱ、Ⅲ类围岩时可错位30～50m，Ⅳ类围岩和岩石破碎区时紧跟中导洞进行施工；上下游侧扩挖滞后顶拱及周边扩挖30m，其中下游侧滞后上游侧扩挖30～50m。
（4）支护工作面在不影响开挖出渣时，即时跟进；岩石破碎区，先进行5cm厚初喷封闭岩石后再进行锚杆、锚索等支护。
中导洞开挖过程中，岩石比较破碎时要采取必要支护措施。
（5）开挖过程中，不允许欠挖，非地质原因超挖控制在20cm以内。
断层及不良地质段围岩按先开挖软岩、后开挖硬岩，确保施工安全，开挖进尺不大于2m。
中导洞超前扩挖30～40m，最大不超过50m，中导洞开挖成型之后，围岩差时及时进行随机或临时支护。
Ⅱ类围岩支护滞后扩挖面30～40m，Ⅲ类围岩支护滞后扩挖面20～30m，Ⅳ类围岩扩挖后及时进行锚杆和喷混凝土支护。
为了确保洞口的成型质量和洞口安全，对风机室及主厂房两端墙进行预裂爆破处理，严格控制造孔方向、间距、爆破单耗量，确保洞口成型和稳定。
三、施工风水电布置通风兼安全洞洞内系统供风、供水、排水、供电线路均已形成，具备投运条件。
本工程开挖施工用风利用供风系统及沿用通风洞内各类管线，施工时直接从通风洞系统末端采取Ф100钢丝软管接线至工作面即可。
通风采用1台2X55KW和2台2X37KW轴流风机接风管供至各掌子面，风机安装在通风兼安全洞进口处。
四、施工工艺流程及施工方法4.1 开挖施工4.1.1 开挖方法开挖采用YT-28钻孔，周边光面爆破,利用液压平台车人工装药,非电毫秒微差延时网络,火花引爆，放炮后及时采用液压反铲配合人工进行清面及局部安全处理。
出渣采用3m³侧卸装载机装渣，20t自卸车运至弃渣场。
开挖工艺流程如下：钻孔→清孔→装药→爆破→排烟→出渣→锚喷支护。
（1）钻孔、装药钻孔采用YT-28型气腿手风钻钻孔，钻孔直径定为42mm；循环进尺根据不同围岩类别暂定为：Ⅱ～Ⅲ类围岩洞段中导洞3.0m，扩挖3.4m，Ⅳ类围岩洞段1.5～2.0m；爆破效率：导洞开挖按85%考虑，扩挖按90%考虑。