水电站地下洞室群辅助施工通道规划布置

朱家林 李长青 李培丰

(中国水利水电建设工程咨询北京有限公司，北京 100024)

1 工程概况

双江口水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州马尔康市、金川县境内，是大渡河流域水电梯级开发的上游控制性水库。双江口水电站工程为Ⅰ等大(1)型工程，枢纽主要建筑物为1级建筑物，次要建筑物为3级建筑物。枢纽工程由拦河大坝、泄洪建筑物、地下引水发电系统等组成。水库总库容28.97亿m3,水电站具有年调节能力，装机容量2000MW(4×500MW)，多年平均年发电量77.07亿kW·h。

引水发电系统地下洞室群布置在河道左岸，由进水口、压力管道、主副厂房、主变室、出线场、尾水调压室、尾水隧洞及尾水塔等组成。主副厂房及安装间按“一”字形布置，主副厂房长219.48m、高68.32m，最大开挖跨度28.3m；主变室长158.26m、高25.39m，跨度19.40m；尾水调压室长137.22m、高75.5m，跨度20m。引水发电系统三维布置图见图1。

图1 引水发电系统三维布置图

2 辅助施工通道布置原则

双江口水电站引水发电系统具有埋藏深、地应力大、洞室多且多数是大断面洞室、空间立体交错、布置紧凑、施工工期紧张等特点。因此，合理布置地下洞室群的施工通道，对工程按期完工和投产发电至关重要。根据类似工程经验以及双江口水电站引水发电系统工程的特点，辅助施工通道布置原则如下：

a.根据工期安排、地形、地质、结构型式、施工方法等情况，以及相关技术标准[1]的规定，以“一洞多用”为基本原则。

b.以保证永久建筑结构安全稳定为前提，不对永久建筑结构或设施造成安全和运行影响；认真研究地下洞室群的空间关系，尽量利用永久洞室做施工通道，以提高合同效益。

c.辅助施工通道布置应满足地下洞室群的施工要求，形成引水系统、地下厂房三大洞室系统、尾水系统、排风系统和出线系统等部位施工的相对独立性，同时有机联系各个系统，为各主要洞室平行作业创造条件，实现多工作面连续施工。

e.引水发电系统部分洞室断面大，属于典型的大型地下洞室群，施工中在主要建筑物不同高程设置辅助施工通道，满足“平面多工序、立体多层次”的施工组织设计原则，合理规避施工干扰，以保证工程施工均衡、有序进行。

f.辅助施工通道的断面尺寸、线形、纵坡等除需满足基本的交通运输要求外，还需满足大件和重件运输要求。

g.辅助施工通道的布置需有利于通风散烟和排水系统的设置，有效解决地下洞室的通风散烟和排水问题，改善地下洞室作业环境和文明施工形象，确保现场人员的职业健康，以良好的工作环境来提高施工效率。

3 投标阶段辅助施工通道布置

引水发电系统工程合同工期76个月，必须通过永久交通洞和辅助施工通道逐步扩大施工范围。为加快施工进度，投标阶段在充分利用永久建筑物作为施工通道的同时，另布置10条辅助施工通道，辅助施工通道兼顾交通、通风散烟、供水排水等多项功能，同时考虑便于后期其他标段承包人使用。投标阶段辅助施工通道特性见表1。

表1 投标阶段辅助施工通道特性表

4 施工期对辅助施工通道的调整

4.1 施工期辅助施工通道的调整

随工程施工进展，设计优化了排风竖井位置，取消了厂房排风洞，调整了进厂交通洞口和尾闸室的位置。为适应上述设计变化以及为减少相邻标段施工干扰等因素、达到平衡施工需要，施工期对投标阶段的辅助施工通道布置方案进行了调整，包括新增辅助施工通道8条、取消和调整辅助施工通道6条，其余4条施工通道按投标时的布置方案实施。优化调整和新增的辅助施工通道如图2所示。

图2 新增和调整后辅助施工通道平面布置图

4.2 调整和新增的辅助施工通道

调整和新增的辅助施工通道特性见表2。

4.3 取消和调整的辅助施工通道

a.取消主变上支洞。施工阶段设计设计调整了主变排风机室位置，调整后排风机室和主变上支洞基本重合，可以实现主变上支洞的功能，因此取消了主变上支洞。

b.取消尾调中支洞。尾调中支洞主要功能是满足尾调室中上部开挖出渣需要，通过优化施工程序，用新增的尾调室中隔墙施工支洞代替尾调中支洞。

c.取消出线竖井施工支洞。通过工期优化调整，取消该支洞，利用永久出线交通联系洞作为出线竖井下部出渣通道。

d.取消部分压力管道上平洞施工支洞。通过工序优化，保留贯穿上平洞之间的压力管道上平洞施工支洞，其他洞段用进水塔流道作代替。

e.取消中排施工支洞。施工阶段设计调整了中层排水廊道的高程，调整后中层排水廊道下游平洞与进厂交通洞交叉，因此取消中排施工支洞。

f.调整尾水上支洞、尾水下支洞。施工阶段重新优化调整了尾水系统施工顺序，同时结合尾闸室位置调整，将尾水下支洞和尾水上支洞的方向进行了对调。

4.4 新增的辅助施工通道

a.新增1号、2号排风支洞。施工期设计优化取消主厂房排风洞部分长度，调整了排风竖井位置，为满足三大洞室上部开挖支护需要，新增1号、2号排风支洞，兼顾通风排烟功能。

b.新增上层排水廊道施工支洞。地下厂房三大洞室开挖前，需要提前在上层排水廊道内安装监测仪器，取得三大洞室开挖前的基准值。因此新增上层排水廊道施工支洞，实现上层排水廊道多工作面开挖掘进，为三大洞室掘进施工提供条件。

c.新增尾调室中隔墙施工支洞，替代尾调中支洞。通过尾调室中隔墙施工支洞，可以实现1号和2号调压室交互施工，方便施工、节约工期。

d.新增尾水下游施工支洞。由于施工阶段将尾闸室由洞外调整到洞内，尾水洞开挖支护与尾闸室施工有交叉干扰，且影响尾水洞衬砌施工，通过新增尾水下游施工支洞，可避开两者之间的干扰，保证合同工期，也有利于改善尾水洞通风条件。

e.新增尾水连接洞施工支洞。为减少厂房机组肘管混凝土、尾调室下部混凝土和尾水连接洞之间的交叉施工干扰，新增尾水连接洞施工支洞，实现上述部位多工作面同步施工。

f.新增进厂交通洞施工支洞。进厂交通洞进口位于竖井泄洪洞出口之上，其施工时间与竖井泄洪洞出口施工有重叠，因此在进厂交通洞进洞口下游侧新增施工支洞，以解决两者之间相互干扰问题。

g.新增尾水洞排烟井。根据总进度计划安排，尾水出口盲肠段和明渠需要在1号导流洞下闸及2号导流洞过流后才能启动施工，期间尾水洞基本处于封闭状态。为改善1号导流洞下闸及2号导流洞过流前尾水洞作业环境，在2号尾水洞末端增加一条直径2.0m斜井，在斜井下部安装2×250kW轴流风机抽排，与尾水上支洞、尾水下支洞、尾闸井、尾水下游施工支洞形成循环通风系统。

5 结 语

a.根据引水发电系统工程现场施工需要，在投标阶段辅助施工通道布置方案的基础上，通过优化调整和新增辅助施工通道，极大地改善了各个独立施工系统的运输条件和通风排烟效果；特别是在2号尾水洞下游增加排风斜井，改善了尾水洞的作业环境，促进了文明施工形象的提升。

b.根据地下洞室群的特性，分层布置辅助施工通道，满足了引水发电系统工程地下洞室群“平面多工序、立体多层次"的施工需要，实现了安全、快速施工的目标。

c.优化调整和新增的辅助施工通道，为施工创造了新的工作面，增加了开挖支护和混凝土运输通道，解决了引水发电系统标和相邻标段施工干扰问题，同时降低了工程成本。