第二章 工程施工总体规划

长江三峡水利枢纽地下电站主厂房土建和部分设备安装工程（SXJ/1237）投标文件宜昌青云水利水电联营公司16第二章工程施工总体规划三峡地下电站厂房规模宏大，结构形式复杂多变，设计标准高，质量要求严，施工难度大，极具挑战性，是目前国内外在建的最大地下厂房（长×宽×高＝311.30×32.60×87.24m）。2.1工程特点、重点、难点及对策2.1.1工程特点1、工程规模大、结构形式复杂多变本工程是一个超大型地下工程，同时又是宏大复杂的系统工程。主厂房系统包括主厂房、安装场、母线洞、电缆竖井、通风洞、连接交通洞及开关站等。纵横交错，平、斜、竖相贯的庞大复杂地下洞室群。开挖、支护工程量浩大，具有持续高强度施工特征，对施工资源的要求高。设计标准高，质量要求严，施工技术复杂，施工难度大，具有挑战性，需认真进行施工组织。2、布置紧凑、地质因素影响大设计针对工程区域总体地质状况，厂房布置其轴线与第一主应力方向交角大，同时兼顾了下游边墙与不稳定快体的关系，布局合理。本工程总体布置紧凑。在不到0.25km2范围内布置有不同功能的大小洞室五十余条，且相邻洞室间间距较小。对地下厂房岩体稳定影响较大的有F20、F84等断层及下游6个不稳定大块体。且山体覆盖较薄（主厂房上覆山体厚度约60～95m，左侧最薄处仅35m），地下厂房跨度大（32.6m），直边墙高（87.24m），需采取有针对性的安全监测措施。厂房开挖技术要求特高，施工过程中围岩稳定问题较突出。3、施工通道及施工通风布置有特色施工通道及施工通风布置具有特色。由于受地形、地貌的限制，地表开洞口施工干扰大，合理布置施工通道和施工通风，将大大提高长江三峡水利枢纽地下电站主厂房土建和部分设备安装工程（SXJ/1237）投标文件宜昌青云水利水电联营公司17工效，实现文明施工。4、支护的工程量大、类型多、工艺复杂、施工技术含量高一次支护的工程量大、类型多、工艺复杂、施工技术含量高。本工程设计有普通砂浆锚杆、张拉锚杆、预应力锚杆、预应力锚索、喷钢纤维砼、素喷砼等支护，锚杆锚索共计4.5万多根（束），工艺复杂，技术要求高，将影响开挖进度。为此，我们将采用多功能锚索钻机造锚索孔，加快锚索施工。5、开挖及砼外观质量要求高开挖及砼外观质量要求高，“三峡工程既是中国的，也是世界的”，三峡工程的质量必须是世界先进水平。为此，我们将在开挖技术、模板技术、砼配合比、施工工艺等方面认真对待，确保工程质量。6、环保要求高三峡工程举世瞩目，独一无二，环保要求高。7、施工干扰大本标段工程与其它相关标段工程之间的界面关系复杂，相互之间提交工作面的时间限制严格，干扰因素多（与第一标段、第三标段及三峡三期）。我们将服从发包人和监理人协调指挥，与其他承包人共同打造地下电站“精品工程”。2.1.2工程施工的难点和重点1、地下厂房跨度大、边墙高、交叉洞室多、与尾水洞的距离近，且受F20、F84等断层及不稳定块体的影响，高边墙及顶拱开挖稳定问题突出，是本工程施工的难点、重点。主厂房洞室断面为直墙曲顶拱型，吊车梁以下厂房跨度31.00m，吊车梁以上厂房跨度32.60m。厂房最大高度约87.24m，主厂房全长311.30m，主厂房为浅埋超大型地下洞室（主厂房上覆山体厚度约60～长江三峡水利枢纽地下电站主厂房土建和部分设备安装工程（SXJ/1237）投标文件宜昌青云水利水电联营公司1895m，左侧最薄处仅35m），对开挖技术要求高，是施工的难点、重点。2、岩锚梁施工是本标工程的重点和难点厂房岩锚吊车梁施工质量要求高，特别是对岩锚梁岩台开挖精度要求高、砼配合比和仓面浇筑管理工序质量要求严、对岩锚吊车梁爆破振动指标要求高。是施工的难点和重点。3、洞口、井口及洞室交叉口处理是施工的重点本工程交通洞、母线洞、母线廊道、母线竖井、通风及管道洞、管线及交通廊道、引水隧洞、尾水隧洞、1#支洞、2#支洞、3#支洞等，都存在“小洞贯大洞”的情况，诸多“洞中开洞”的开挖支护，是本工程的重点。4、地下洞室纵横交错，加强施工组织和管理是重点主厂房内布置6台单机容量700MW的水轮发电机组。主厂房的下游侧布置有6条母线洞和3条母线竖井。地下洞室纵横交错，对施工组织与施工管理要求高，加强施工组织和管理是是施工的重点。5、一次支护强度大、锚索工程技术难度高是施工的难点地下电站厂房共布置锚杆44236根，锚索899束，地下厂房一次支护中预应力锚索工程量较大，技术难度高，对厂房的开挖工期影响大，是本工程施工的难点之一。如何正确处理好支护与爆破、支护与开挖之间的协调关系，是本工程施工的难点之一。6、通风问题是施工的重点三峡地下电站主厂房开挖强度高，开挖与支护搭接时间长，通风散烟难度大，如何确保地下洞室通风散烟能满足要求是工程的难点及重点。7、合理安排施工程序，是主厂房施工的重点主厂房施工进度安排紧凑，各部位必须按先后次序严格施工，施长江三峡水利枢纽地下电站主厂房土建和部分设备安装工程（SXJ/1237）投标文件宜昌青云水利水电联营公司19工程序复杂，是主厂房施工的重点。8、金属结构安装量大，是本标段施工的又一重点尾水肘管安装工程量达2700t，强度高且不均衡，又与砼浇筑同步进行，施工干扰组织协调难度大，是本标段施工的又一重点。9、安全防护要求高，安全问题突出是本标段工程的难点地下厂房施工时，其周边建筑物已部分建成并投入运行，地下厂房施工时必须确保周边建筑物的安全与正常运行，安全防护要求高，增加了施工难度，母线竖井等部位施工难度大、安全问题突出，是本标段工程的难点。10、砼温控要求高，是本标段工程的重点施工时应采取有效措施，使砼最高温度控制在设计允许最高温度范围以内。如“高温时段6～8月，电站主厂房、隧洞、竖井等衬砌砼设计允许最高温度为不超过42℃”。11、施工干扰大，是本标段工程施工的难点本标段工程与其它相关标段工程之间的界面关系复杂，相互之间提交工作面的时间限制严格，工作面狭窄，干扰因素多。是本标段工程施工的难点2.1.3针对重点、难点问题的施工对策通过对本标段重点、难点问题的分析，我们拟定针对关键工序和重点、难点问题的对策如下：1、在施工中，充分体现排水优先、监测超前的原则坚持“厂房外部环境提早治理，主排水系统排水帷幕、探洞回填等领先洞室开挖形成”的原则，分梯次展开厂外排水系统排水及探洞回填施工，降低围岩外水压力，增强围岩稳定，为洞室稳定开挖创造条件，并针对洞室地质条件按“特殊与一般”相结合的原则，围绕地长江三峡水利枢纽地下电站主厂房土建和部分设备安装工程（SXJ/1237）投标文件宜昌青云水利水电联营公司20下水出露部位针对性地展开排水孔帷幕施工。采用先进的围岩观测、监测技术，如“摄影测量技术”等对围岩稳定进行监测，实时掌控围岩情况，根据工作面的实际地质情况和监测资料实时分析洞室围岩的稳定性，制定应对措施，确保厂房等洞室的安全。2、地下厂房系统开挖我联营体正在施工的广西龙滩电站地下厂房、重庆彭水电站地下厂房、贵州构皮滩电站地下厂房、小湾电站地下厂房取得了成功的经验，结合三峡电站地下厂房实际情况，根据设计要求严格控制安全质点振动速度，确保建筑物的安全，（建基面及洞室围岩上的安全质点振动速度值应从严控制至10cm/s以下，已灌浆部位的安全质点振动速度按≤1.2cm/s控制。新浇砼基础面上的安全质点振动速度、初凝～3天，安全质点振动速度按1.5～2.0cm/s控制；3～7天，安全质点振动速度按2.0～3.0cm/s控制；7～28天，安全质点振动速度按3.0～5.0cm/s控制；28天，安全质点振动速度按5.0～8.0cm/s控制）。针对厂房开挖做专门的爆破试验，在爆破试验数据的指导下进行厂房开挖施工，爆破后应及时检查爆破效果，根据爆破效果和爆破监测成果及时修改爆破设计。①合理应用光面和预裂爆破技术，确保开挖轮廓半孔率，壁面顺直，无大的起伏差，控制爆破振动对围岩及相邻建筑物的影响。②本工程预裂爆破重点部位：厂房直立高边墙、岩锚梁保护层外边线、主厂房机坑隔墩边缘的直立边墙等。③预留保护层光爆重点部位：厂房岩锚梁岩台、主厂房EL45.0m岩台、水平建基面和预裂效果差的重要部位。④合理采用顺序起爆技术：厂房第Ⅲ层以下开挖中部采用拉槽开长江三峡水利枢纽地下电站主厂房土建和部分设备安装工程（SXJ/1237）投标文件宜昌青云水利水电联营公司21挖，垂直孔梯段爆破方式。为了尽量减小爆破振动对岩锚梁施工的影响，该部分爆破方式采用顺序起爆方式以控制单响药量。控制爆破技术均采用非电毫秒雷管微差精确起爆。人工手风钻配合潜孔钻、凿岩台车施钻。钻孔前精确测量放样定位，钻孔由经验丰富的钻手操作，并跟踪进行钻孔导向定位，确保孔位准确。⑤按照招标文件规定开挖原则，合理组织厂房各层的开挖顺序，并组织成龙配套的机械设备进行出渣，确保厂房开挖安全、优质、快速、高效进行。⑥挑选类似工程中富有经验的技术高超的钻爆作业人员进行厂房系统开挖施工。⑦根据施工图纸和发包人及监理工程师的指示，对揭露的断层或风化岩层及时掏挖、回填和加固处理，对开挖后的地下洞室围岩进行及时支护。3、主厂房岩锚梁开挖和砼浇筑我联营体已建和在建国内大部分大型地下厂房，对岩锚梁施工有着丰富的施工经验，在三峡地下电站厂房岩锚梁施工中，借鉴龙滩电站、百色水利枢纽地下厂房及重庆彭水电站地下厂房岩锚梁施工成功经验，结合三峡地下电站厂房岩锚梁实际情况，先期进行岩锚梁仿真试验，以求验证岩锚梁体形与结构的合理性，确定岩锚梁的施工方案，并提出相应的结构处理措施，以确保地下电站岩锚梁的正常运行，为提高模型试验成果的参考价值，必须选定相似的工况进行，通过爆破试验确定合理的爆破参数，通过锚杆施工确定合理的锚杆施工参数，通过砼施工，确定模板及施工工艺，精心组织，精心施工，确保岩锚梁开挖和砼的施工质量。①开挖前精心进行专项爆破设计，并根据爆破试验成果。确定爆长江三峡水利枢纽地下电站主厂房土建和部分设备安装工程（SXJ/1237）投标文件宜昌青云水利水电联营公司22破设计参数和爆破振动速度参数(如α、K值)等指导施工，并在施工中进行严密监测，及时优化调整爆破参数。②采用控制爆破技术，岩锚梁部位的开挖采用预留保护层的双向光爆（直、斜孔方法）开挖方式，保护层与中部槽挖采取预裂爆破分开。岩锚梁锚杆安装和砼浇筑前，Ⅲ层边墙预裂和中部爆松。以减小下层开挖对岩锚梁的扰动。③组织质量跟踪小组，对开挖的测量放线、钻孔、装药联线及锚杆施工的钻孔、清洗、注浆、安装锚杆等各道工序严格控制。不允许欠挖，控制岩台斜面角度偏差在1°以内，残孔率应大于90%。采用红外线激光定位技术放样，精确测放轮廓线、钻孔深度及角度。岩锚梁三排深孔受力锚杆的施工做到认真细致，锚杆孔根据超挖情况重新计算，并用全站仪准确测量定位，锚杆采用凿岩台车造孔，其钻孔参数由电脑台车自动控制，施工精度高。各项技术指标满足技术规范要求。④为了防止损坏岩锚梁砼，岩锚梁下层开挖时，必须按爆破振动试验确定爆破参数（α、K值），严格控制爆破的单响药量。选配富有经验的技术人员和技术工人环环控制，确保对每道工序进行全过程质量跟踪，做到万无一失。⑤砼浇筑从配合比设计、砼拌制、运输入仓、及仓面各浇筑工序均纳入仓面设计范围，并由质量跟踪小组进行全过程监控。做到精心设计、严格审查、精心施工。采用钢模板浇筑，支撑、拉筋设计合理、牢固。砼质量按优良标准严格控制。⑥砼防裂和防损措施：优选砼原材料、优化砼配合比，选用水化热低的硅酸盐水泥，并加适当外加剂降低单位水泥用量以降低水化热；进行合理的分段；采用低温浇筑；进行认真养护；二期砼为钢纤维砼；长江三峡水利枢纽地下电站主厂房土建和部分设备安装工程（SXJ/1237）投标文件宜昌青云水利水电联营公司23岩锚梁模板支撑结构在砼达到设计强度后才能拆除，模板在Ⅲ层开挖结束后安排在合适的时间进行拆除。4、进洞段及隧洞交叉口开挖支护（1）为确保厂房直立高边墙上穿洞成型质量和高边墙稳定，引水洞、进厂交通洞、母线洞、尾水管等与厂房高边墙交叉的洞口，采用“小洞穿大洞”的方法施工，在厂房高边墙开挖至上述部位前先从上述隧洞开挖进入厂房