高地應(yīng)力條件下巨型水電站地下廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖支護(hù)施工技術(shù)

韓 進(jìn) 奇，曾 強(qiáng)，薛 本 垚

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610213)

1 概 述

水電站地下廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖具有工程量大、技術(shù)難度高、不可預(yù)見(jiàn)因素多等特點(diǎn)[1]。傳統(tǒng)的廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖普遍采用的是先施工開(kāi)挖區(qū)周?chē)i口錨桿、后進(jìn)行機(jī)坑分區(qū)開(kāi)挖的施工工藝，該工藝對(duì)地應(yīng)力較低的地下廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖具有很好的成型效果；但針對(duì)高地應(yīng)力和玄武巖不利地質(zhì)構(gòu)造共同作用的巨型水電站地下廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖施工，其廠(chǎng)房前期開(kāi)挖時(shí)圍巖變形較大，挖空率高，在機(jī)坑進(jìn)一步下挖過(guò)程中機(jī)坑間隔墩卸荷松弛加劇，故采用傳統(tǒng)施工工藝開(kāi)挖機(jī)坑成型效果不理想，安全風(fēng)險(xiǎn)高。

白鶴灘水電站左岸地下廠(chǎng)房布置在拱壩上游山體內(nèi)，主要包括主副廠(chǎng)房、主變室及母線(xiàn)洞等洞室群。洞室水平埋深800～1 050 m，垂直埋深260～330 m，埋深大、地應(yīng)力高，廠(chǎng)房區(qū)地應(yīng)力量值達(dá)22 MPa左右，實(shí)測(cè)局部最大值為34 MPa。

主副廠(chǎng)房洞和主變洞平行布置，洞室軸線(xiàn)方向?yàn)镹20°E，采用8條母線(xiàn)洞與主變洞連通。主副廠(chǎng)房按“一”字型布置，從南到北依次布置副廠(chǎng)房(長(zhǎng)32 m)、輔助安裝場(chǎng)(長(zhǎng)22.5 m)、機(jī)組段(長(zhǎng)304 m，機(jī)組間距為38 m)和安裝場(chǎng)(長(zhǎng)79.5 m)，總長(zhǎng)度為438 m，最大高度為88.7 m(廠(chǎng)房頂拱高程為624.6 m，底板高程為535.9 m)，巖壁吊車(chē)梁以上寬34 m，以下為31 m。廠(chǎng)房頂拱布置廠(chǎng)頂南、北側(cè)交通洞作為廠(chǎng)房上層對(duì)外的聯(lián)系通道，安裝場(chǎng)布置進(jìn)廠(chǎng)交通洞，輔助安裝場(chǎng)布置進(jìn)廠(chǎng)交通洞南側(cè)支洞作為廠(chǎng)房中下層對(duì)外的聯(lián)系通道。廠(chǎng)房機(jī)坑部位的開(kāi)挖高度為27 m(高程535.9～562.9 m)，上部與8條引水隧洞下平段連通，下部與8條尾水?dāng)U散段連通，尾水?dāng)U散段位于母線(xiàn)洞正下方。

左岸廠(chǎng)房圍巖主要由P2β23和P2β31層新鮮隱晶質(zhì)玄武巖、斜斑玄武巖、杏仁狀玄武巖、角礫熔巖等組成，以Ⅲ1類(lèi)、Ⅱ類(lèi)圍巖為主。斜切邊墻底部的P2β24層凝灰?guī)r及其中的層間錯(cuò)動(dòng)帶C2巖性軟弱，易產(chǎn)生一定程度的塑性變形和剪切變形。P2β23第二類(lèi)柱狀節(jié)理玄武巖分布在⑤～⑧號(hào)機(jī)坑，①～④號(hào)機(jī)坑有C2層間錯(cuò)動(dòng)帶穿過(guò)。層間錯(cuò)動(dòng)帶C2及柱狀節(jié)理裂隙等復(fù)雜地質(zhì)條件與結(jié)構(gòu)面切割后形成的不穩(wěn)定塊體易發(fā)生塌方和掉塊。

2 重難點(diǎn)問(wèn)題分析

白鶴灘水電站左岸地下廠(chǎng)房洞室規(guī)模巨大，其長(zhǎng)度、跨度、邊墻高度尺寸均居世界前列，在高地應(yīng)力條件下廠(chǎng)房開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)力調(diào)整劇烈，圍巖穩(wěn)定問(wèn)題突出。廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖過(guò)程中，確保機(jī)坑間隔墩及下游巖橋的完整性對(duì)降低廠(chǎng)房邊墻高度、限制應(yīng)力調(diào)整、減小廠(chǎng)房邊墻變形、保證廠(chǎng)房高邊墻圍巖穩(wěn)定具有重要作用。筆者根據(jù)對(duì)廠(chǎng)房機(jī)坑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、通道特性、施工機(jī)械設(shè)備性能、地質(zhì)條件等進(jìn)行綜合分析得知廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖的重難點(diǎn)問(wèn)題為：

(1)保證隔墩和下游巖橋成型，最大程度地利用其支撐作用保證圍巖穩(wěn)定。廠(chǎng)房機(jī)坑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，埋深大、地應(yīng)力高，C2錯(cuò)動(dòng)帶穿過(guò)①～④號(hào)機(jī)坑，⑤～⑧號(hào)機(jī)坑發(fā)育第二類(lèi)柱狀節(jié)理玄武巖，不利的地質(zhì)條件給機(jī)坑隔墩及下游巖橋的成型帶來(lái)了極大的困難。廠(chǎng)房機(jī)坑隔墩及下游巖橋是減小廠(chǎng)房下部挖空率、增強(qiáng)對(duì)高邊墻支撐作用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，因此，保證其開(kāi)挖體型完整，減小圍巖松弛深度是機(jī)坑開(kāi)挖的關(guān)鍵。

(2)加強(qiáng)爆破控制，減小爆破振動(dòng)影響。機(jī)坑開(kāi)挖過(guò)程中將與其下部的尾水?dāng)U散段貫通，洞室挖空率將進(jìn)一步增大，洞室群效應(yīng)增大，應(yīng)力調(diào)整劇烈，加之機(jī)坑部位地質(zhì)條件復(fù)雜，導(dǎo)致高邊墻變形控制難度增大。因此，需要加強(qiáng)爆破控制以減小爆破振動(dòng)對(duì)高邊墻變形的影響。

(3)創(chuàng)造快速支護(hù)條件。根據(jù)對(duì)廠(chǎng)房機(jī)坑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析得知：廠(chǎng)房機(jī)坑無(wú)大型設(shè)備施工通道，大型支護(hù)設(shè)備無(wú)法進(jìn)入機(jī)坑進(jìn)行支護(hù)施工；同時(shí)，由于在廠(chǎng)房開(kāi)挖支護(hù)結(jié)束前圍巖變形尚未收斂，而設(shè)計(jì)要求廠(chǎng)房橋機(jī)軌道安裝在巖體變形基本穩(wěn)定后實(shí)施，以至于機(jī)坑開(kāi)挖期間廠(chǎng)房橋機(jī)尚未安裝，無(wú)法利用橋機(jī)吊運(yùn)大型支護(hù)設(shè)備下井實(shí)施支護(hù)。而玄武巖快速松弛的特點(diǎn)又需要逐層開(kāi)挖、逐層快速支護(hù)封閉圍巖，因此，這一矛盾的解決是減小機(jī)坑開(kāi)挖期間高邊墻圍巖變形的關(guān)鍵。

3 控制措施

3.1 隔墩及下游巖橋成型控制措施

3.1.1 隔墩及下游巖橋預(yù)支護(hù)加固

廠(chǎng)房機(jī)坑上一層開(kāi)挖結(jié)束后，在高地應(yīng)力作用下機(jī)坑隔墩及下游巖橋易卸荷松弛，且機(jī)坑隔墩發(fā)育層間錯(cuò)動(dòng)帶及斷層等不利地質(zhì)結(jié)構(gòu)面，為保證隔墩及下游巖橋開(kāi)挖成型，提前對(duì)廠(chǎng)房機(jī)坑隔墩及下游巖橋進(jìn)行了預(yù)支護(hù)加固，機(jī)坑巖體預(yù)支護(hù)措施主要包括：沉頭錨桿、鎖口錨桿、蓋重混凝土、鎖口預(yù)應(yīng)力錨索。預(yù)支護(hù)加固在廠(chǎng)房機(jī)坑隔墩開(kāi)挖前施工完成。

(1)沉頭錨桿施工。沉頭錨桿施工時(shí)機(jī)為機(jī)坑頂部上一層開(kāi)挖前，沉頭錨桿垂直機(jī)坑隔墩和下游巖橋布置，其作用是對(duì)機(jī)坑隔墩及巖橋進(jìn)行預(yù)支護(hù)，避免在高地應(yīng)力作用下廠(chǎng)房機(jī)坑頂部上一層開(kāi)挖后隔墩及下游巖橋頂面產(chǎn)生較大的卸荷松弛，保證隔墩及下游巖橋成型。沉頭錨桿參數(shù)為Φ28，L=4.5 m@1.2 m×1.8 m，采用ROC-D7液壓鉆鉆孔，鉆孔深度為機(jī)坑頂部上一層層高與沉頭錨桿長(zhǎng)度之和，頂部高程與隔墩及下游巖橋頂面設(shè)計(jì)高程562.9 m一致，采用“先注漿，后插桿”施工工藝。

(2)鎖口錨桿施工。廠(chǎng)房機(jī)坑頂部上一層底部采用光面爆破開(kāi)挖以保證機(jī)坑頂部巖體不產(chǎn)生大量的爆破裂隙，最大程度地保證機(jī)坑頂部巖體的完整性，確保機(jī)坑隔墩及下游巖橋成型。

機(jī)坑頂部上一層開(kāi)挖完成后，立即進(jìn)行機(jī)坑隔墩及下游巖橋鎖口錨桿施工，對(duì)隔墩及下游巖橋進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，鎖口錨桿沿機(jī)坑隔墩和下游巖橋周邊垂直于巖面布置兩排。鎖口錨桿參數(shù)為Φ32，L=6 m，間距1 m，外露設(shè)計(jì)開(kāi)挖線(xiàn)0.4 m，采用ROC-D7液壓鉆鉆孔，采用“先注漿，后插桿”施工工藝。廠(chǎng)房隔墩周邊的沉頭錨桿和鎖口錨桿交錯(cuò)布置。

(3)蓋重混凝土施工。廠(chǎng)房機(jī)坑頂部上一層開(kāi)挖完成后，機(jī)坑隔墩及下游巖橋頂面長(zhǎng)期裸露在空氣中，為防止隔墩及下游巖橋在后續(xù)機(jī)坑開(kāi)挖支護(hù)過(guò)程中卸荷松弛，在頂部增加了50 cm厚蓋重混凝土進(jìn)行封閉，混凝土澆筑頂高程為563.4 m。為保證蓋重混凝土與機(jī)坑隔墩及下游巖橋形成整體受力，保持整體穩(wěn)定，蓋重混凝土施工前，在廠(chǎng)房機(jī)坑隔墩及下游巖橋頂部增加插筋施工，插筋參數(shù)為Φ32，L=6 m@ 1.2 m×1.8 m，外露設(shè)計(jì)開(kāi)挖線(xiàn)0.1 m，端部彎折0.6 m，采用ROC-D7液壓鉆造孔，采用“先注漿，后插桿”施工工藝。蓋重混凝土為C30鋼筋混凝土，頂部布置一層Φ25@20 cm鋼筋網(wǎng)。蓋重混凝土澆筑過(guò)程中，在廠(chǎng)房隔墩頂部鎖口錨索位置預(yù)留70 cm×70 cm位置，為后期鎖口錨索施工創(chuàng)造條件。

(4)鎖口預(yù)應(yīng)力錨索施工。為增加機(jī)坑隔墩巖體的整體剛度，在隔墩頂部設(shè)置了豎向鎖口預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)。豎向預(yù)應(yīng)力錨索為有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索，T=2 000 kN，L=20 m@3.6 m×3.6 m，錨索鉆孔采用HM70A履帶鉆機(jī)，孔徑為165 mm，錨索鉆孔及下索在蓋重混凝土施工前完成。蓋重混凝土施工期間，為防止污水、石渣流入錨索孔，錨索孔用外徑159 mm、長(zhǎng)40 cm的鋼管進(jìn)行保護(hù)，外部預(yù)留張拉束體。錨索張拉在蓋重混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。錨索張拉完成后，對(duì)錨頭部位采用與蓋重混凝土同標(biāo)號(hào)混凝土回填封堵至蓋重混凝土頂高程563.4 m。

3.1.2 機(jī)坑下游巖橋的加強(qiáng)支護(hù)

隨著廠(chǎng)房機(jī)坑下挖，機(jī)坑下游巖橋附近的挖空率進(jìn)一步增大，洞室群效應(yīng)增大。為提高機(jī)坑下游巖橋圍巖的整體性，保證下游巖橋開(kāi)挖成型，在機(jī)坑下游巖橋高程599.4 m處新增了一排有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索T=2 500 kN，L=25 m，用于加強(qiáng)支護(hù)。

3.2 控制爆破措施

3.2.1 開(kāi)挖方案的選擇

左岸廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖高度為27 m(高程535.9～562.9 m)，根據(jù)廠(chǎng)房機(jī)坑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工機(jī)械設(shè)備性能并兼顧支護(hù)施工等，廠(chǎng)房機(jī)坑采用中部拉槽、周邊預(yù)留保護(hù)層、分薄層、小塊開(kāi)挖。廠(chǎng)房機(jī)坑自上而下共分Ⅷ～Ⅹ三大層，其中第Ⅷ層分三層7區(qū)開(kāi)挖，第Ⅸ層分兩小層開(kāi)挖，第Ⅹ層為機(jī)坑底板保護(hù)層開(kāi)挖。通過(guò)薄層分區(qū)，分序開(kāi)挖以減小單次爆破規(guī)模，控制爆破振動(dòng)對(duì)圍巖的影響，最大限度地保證了機(jī)坑體型完整。廠(chǎng)房機(jī)坑分層分區(qū)方案如圖1所示。

(1)減薄層開(kāi)挖。減薄層開(kāi)挖包括第Ⅷ-1和Ⅷ-2區(qū)開(kāi)挖，分層高度為5.5 m(高程557.4～562.9 m)。減薄層開(kāi)挖的目的是減小后期機(jī)坑一次性貫穿高度，控制爆破規(guī)模以達(dá)到減小圍巖變形的目的。減薄層開(kāi)挖利用引水下平段和廠(chǎng)房上游側(cè)操作廊道作為施工通道直接進(jìn)入各機(jī)組段機(jī)坑部位進(jìn)行開(kāi)挖支護(hù)施工。減薄層分2序開(kāi)挖：Ⅰ序施工為廠(chǎng)房上游側(cè)操作廊道開(kāi)挖，Ⅱ序施工為廠(chǎng)房下游側(cè)機(jī)坑減薄開(kāi)挖，采用中部拉槽、兩側(cè)預(yù)留保護(hù)層的開(kāi)挖方式。為保證機(jī)坑開(kāi)挖成型的質(zhì)量，對(duì)機(jī)坑周邊結(jié)構(gòu)面采用密孔距預(yù)裂爆破開(kāi)挖，預(yù)裂孔采用樣架導(dǎo)向，QZJ100B潛孔鉆造孔，孔距60 cm，線(xiàn)裝藥密度為510 g/m。

(2)井挖段開(kāi)挖。廠(chǎng)房機(jī)坑井挖段開(kāi)挖包括Ⅷ-3～Ⅷ-7區(qū)開(kāi)挖，為機(jī)坑與下部裝渣導(dǎo)洞貫穿開(kāi)挖，分層高度為7.7 m(高程549.7～557.4 m)，主要采用豎向分層、平面分區(qū)的方式進(jìn)行開(kāi)挖，包括溜渣井開(kāi)挖和溜渣井?dāng)U挖。

廠(chǎng)房機(jī)坑貫通前，需要完成下部裝渣導(dǎo)洞的開(kāi)挖，裝渣導(dǎo)洞為8 m×8.8 m標(biāo)準(zhǔn)城門(mén)洞型，隨尾水?dāng)U散段開(kāi)挖一起施工完成。裝渣導(dǎo)洞的開(kāi)挖以超過(guò)機(jī)組中心線(xiàn)4.5 m為宜(超過(guò)井挖段一次擴(kuò)挖區(qū)域)。

井挖段的開(kāi)挖：首先進(jìn)行Φ3 m溜渣井(Ⅷ-3區(qū))開(kāi)挖，溜渣井分Φ1 m導(dǎo)井和溜渣井?dāng)U挖2序施工。Ⅰ序開(kāi)挖在機(jī)組中心線(xiàn)附近采用ROC-D7液壓鉆從高程557.4 m向下垂直造孔至裝渣導(dǎo)洞，孔距50 cm左右，乳化炸藥采用鉛絲固定，導(dǎo)爆索傳爆，孔底用編織袋封堵，采用“直孔掏槽”和“提藥法”自下而上分三段開(kāi)挖[2～4]，形成Φ1 m導(dǎo)洞。Ⅰ序?qū)Ь纬珊螅瑔?dòng)Ⅱ序造孔施工，Ⅱ序孔孔距75 cm左右，底部預(yù)留30 cm左右的巖體，采用非電雷管傳爆，一次爆破形成Φ3 m溜渣井。

圖1 廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖分層分區(qū)典型斷面圖

Φ3 m溜渣井形成后，進(jìn)行導(dǎo)井一次擴(kuò)挖(Ⅷ-4區(qū))，同時(shí)啟動(dòng)溜渣井下游側(cè)二次擴(kuò)挖區(qū)(Ⅷ-5區(qū))的造孔施工。溜渣井一次擴(kuò)挖寬度與下部裝渣導(dǎo)洞寬度一致(8 m)，分上下游兩次擴(kuò)挖完成，單次擴(kuò)挖長(zhǎng)度不大于4.5 m(裝渣導(dǎo)洞超過(guò)機(jī)組中心線(xiàn)距離)。溜渣井一次擴(kuò)挖及下游側(cè)二次擴(kuò)挖(寬8 m)采用ROC-D7液壓鉆造孔，下游側(cè)結(jié)構(gòu)面環(huán)向預(yù)裂孔分別采用QZJ100B潛孔鉆自上而下造孔和多臂鉆自下而上造孔(裝渣導(dǎo)洞開(kāi)挖時(shí)提前造孔完成)。溜渣井一次擴(kuò)挖和下游側(cè)二次擴(kuò)挖完成后，采用炮渣墊渣作為施工平臺(tái)進(jìn)行廠(chǎng)房下游側(cè)的邊墻支護(hù)施工。

廠(chǎng)房下游側(cè)邊墻支護(hù)施工完成后，進(jìn)行廠(chǎng)房上游和兩側(cè)邊墻的二次擴(kuò)挖(機(jī)坑周?chē)Ｗo(hù)層開(kāi)挖)施工，該部分分上下兩層施工(Ⅷ-6區(qū)和Ⅷ-7區(qū))，平面上分中區(qū)、上區(qū)、下區(qū)3區(qū)開(kāi)挖，結(jié)構(gòu)邊線(xiàn)采用QZJ100B潛孔鉆造孔，樣架導(dǎo)向，預(yù)裂爆破，其余炮孔采用YT-28手風(fēng)鉆鉆垂直孔，小藥量爆破，按照中區(qū)→上區(qū)→下區(qū)的順序逐步擴(kuò)挖，每小層開(kāi)挖完成后隨層支護(hù)，支護(hù)完成后進(jìn)行下一層施工。

(3)井挖段下層施工。井挖段下層包括Ⅸ-1區(qū)、Ⅸ-2區(qū)和Ⅹ區(qū)開(kāi)挖。Ⅸ-1區(qū)已提前完成裝渣導(dǎo)洞開(kāi)挖，僅剩廠(chǎng)房上游側(cè)和兩側(cè)保護(hù)層開(kāi)挖，Ⅹ區(qū)為建基面保護(hù)層開(kāi)挖。該部分開(kāi)挖從上向下分層進(jìn)行，隨層支護(hù)，炮孔采用YT-28手風(fēng)鉆造水平孔，結(jié)構(gòu)邊線(xiàn)光面爆破開(kāi)挖。

3.2.2 爆破振動(dòng)控制

廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖前，對(duì)機(jī)坑上層爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理，將實(shí)測(cè)振速值V(cm/s)及相應(yīng)爆心距R(m)和單響藥量Q(kg)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，按照前蘇聯(lián)M.A薩道夫斯基經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式進(jìn)行了回歸計(jì)算[5]，得到以下峰值質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度衰減傳播規(guī)律[6，7]：①水平徑向質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度V=54.74(Q1/3/R)1.65；②水平切向質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度V=87.82(Q1/3/R)1.93；③豎直向質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度V=93.72(Q1/3/R)2.14。由于廠(chǎng)房機(jī)坑上層開(kāi)挖工作面距離廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖區(qū)較近，地質(zhì)條件與廠(chǎng)房機(jī)坑地質(zhì)條件較為接近，因此，機(jī)坑上層爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)具有很好的代表性。將上述峰值質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度衰減傳播規(guī)律作為廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖允許單響藥量的計(jì)算依據(jù)，并根據(jù)技術(shù)控制指標(biāo)(R=10 m，V≤7 cm/s)計(jì)算出機(jī)坑開(kāi)挖最大單響藥量為19.6 1kg(初步設(shè)計(jì)值)。廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖過(guò)程中，按照單次爆破總裝藥量不超過(guò)200 kg、最大單響藥量18.2 kg控制，爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)45次，實(shí)測(cè)最大質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為6.654 cm/s，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)控制指標(biāo)≤7 cm/s的要求，同時(shí)，廠(chǎng)房機(jī)坑成型效果理想。

3.3 機(jī)坑快速支護(hù)控制措施

廠(chǎng)房機(jī)坑支護(hù)包括表層支護(hù)、淺層支護(hù)和深層支護(hù)，不同部位、不同地質(zhì)洞段采用不同的支護(hù)組合方式。表層支護(hù)為：初噴納米混凝土12 cm、Φ8@15 cm×15 cm掛網(wǎng)鋼筋和Φ16@1.2 m×1.2 m龍骨筋；噴混凝土施工井挖段采用噴射機(jī)，其余部位采用濕噴臺(tái)車(chē)；掛網(wǎng)鋼筋和龍骨筋采用吊車(chē)平臺(tái)或施工排架。淺層支護(hù)為：普通砂漿錨桿Φ32，L=6/9 m和預(yù)應(yīng)力錨桿Φ32，L=6/9 m，T=100 kN；錨桿施工井挖段采用ROC-D7液壓鉆造孔，其余部位采用多臂鉆鉆孔；砂漿錨桿采用“先注漿、后插桿”工藝，預(yù)應(yīng)力錨桿采用“先張法”施工工藝。深層支護(hù)為預(yù)應(yīng)力錨索施工，包括上下游邊墻、端墻部位端頭錨索(T=2 500 kN,L=25 m)和機(jī)組間對(duì)穿錨索(T=2 000 kN,L=18 m)，錨索鉆孔采用HM70A履帶鉆機(jī)，孔徑為165 mm。為縮短錨索張拉等強(qiáng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)錨索快速支護(hù)，創(chuàng)新采用了新型材料——KD-18細(xì)石混凝土及壓漿劑。

廠(chǎng)房機(jī)坑采取“薄層開(kāi)挖，隨層快速支護(hù)”和“由表及深”的支護(hù)原則。同時(shí)，為給機(jī)坑創(chuàng)造快速支護(hù)條件，采取了以下措施快速封閉裸露的巖體，解決了玄武巖快速松弛的問(wèn)題。

(1)廠(chǎng)房機(jī)坑高程557.4 m以上部位減薄層開(kāi)挖支護(hù)期間，利用上游操作廊道溝槽形成通道，保證了大型支護(hù)設(shè)備進(jìn)入工作面實(shí)施快速支護(hù)。

(2)廠(chǎng)房機(jī)坑高程557.4 m以下部位井挖段開(kāi)挖支護(hù)期間，無(wú)法利用上游操作廊道形成的通道，通過(guò)在操作廊道溝槽布置鋼棧橋，將引水下平洞與廠(chǎng)房機(jī)坑隔墩頂部聯(lián)通，使吊車(chē)能行駛至機(jī)坑隔墩上部，再利用吊車(chē)將噴射機(jī)、液壓鉆、錨索鉆機(jī)吊入井內(nèi)進(jìn)行快速支護(hù)。

(3)廠(chǎng)房機(jī)坑高程557.4 m以下部位井挖段下層開(kāi)挖支護(hù)期間，利用尾水?dāng)U散段作為施工通道，保證了大型支護(hù)設(shè)備進(jìn)入工作面進(jìn)行快速支護(hù)。

4 實(shí)施效果

白鶴灘水電站左岸廠(chǎng)房機(jī)坑于2017年8月初啟動(dòng)開(kāi)挖，2018年5月底開(kāi)挖結(jié)束，歷時(shí)10個(gè)月，按期完成了廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖支護(hù)施工，為后續(xù)廠(chǎng)房混凝土澆筑爭(zhēng)取了時(shí)間。廠(chǎng)房機(jī)坑采用“預(yù)支護(hù)+分薄層、小塊開(kāi)挖+快速支護(hù)”的施工方法，機(jī)坑隔墩及下游巖橋體型保留完整，圍巖變形增量最大不超過(guò)2 mm，得到了業(yè)主、監(jiān)理的一致好評(píng)。

5 結(jié) 語(yǔ)

白鶴灘水電站左岸廠(chǎng)房機(jī)坑部位屬高地應(yīng)力條件區(qū)域，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且發(fā)育層間錯(cuò)動(dòng)帶等不利地質(zhì)構(gòu)造。通過(guò)在廠(chǎng)房機(jī)坑下挖前對(duì)隔墩進(jìn)行沉頭錨桿+鎖口錨桿+蓋重混凝土+鎖口預(yù)應(yīng)力錨索組合等多重預(yù)支護(hù)措施進(jìn)行加固，保證了廠(chǎng)房機(jī)坑隔墩開(kāi)挖成型和穩(wěn)定；對(duì)廠(chǎng)房機(jī)坑采用中部拉槽，周邊預(yù)留保護(hù)，分薄層、小塊開(kāi)挖，合理組織開(kāi)挖順序，減小爆破規(guī)模和快速對(duì)開(kāi)挖結(jié)構(gòu)面進(jìn)行支護(hù)施工，有利于機(jī)坑的開(kāi)挖成型，保證了機(jī)坑的穩(wěn)定性和安全性。白鶴灘水電站左岸廠(chǎng)房機(jī)坑開(kāi)挖成型效果理想，其成功經(jīng)驗(yàn)對(duì)其他類(lèi)似工程施工具有推廣和借鑒作用。