孙根江

（中国安能集团第三工程局）

0 前言

硬梁包水电站位于四川省甘孜藏族自治州泸定县冷碛镇境内的大渡河干流上。硬梁包水电站工程规模为二等大（2）型，电站4 台机组总装机容量108 万kW，采用混凝土闸和面板堆石坝+左岸引水系统+地下厂房的枢纽总布置方案。引水系统建筑物包括引水隧洞、调压室、压力管道等。

引水隧洞为两条平行布置的隧洞，引水隧洞在平面布置上共设置5 个转弯点，转弯半径200m 或80m，1#、2#引水隧洞两洞中心间距为60.0m，内径为13.1m，进水口底高程 1215.00m，末端调压室处隧洞底高程 1198.00m,纵坡分别为i1=0.001192、i2=0.001183，洞长分别为14316.909m、14420.679m。本文探讨起止桩号0+050～3+995，桩号范围设置有1#施工支洞、2#施工支洞作为施工期交通通道，工程施工完毕后，2 条施工支洞均要求进行封堵。

1 施工分段

引水隧洞主洞分标起止桩号为（引）0+050～（引）3+995，长度3945 米，规划有1#施工支洞、2#施工支洞，结合施工支洞的布置，拟分两个工区组织施工，每个工区以下层施工支洞为界限形成4 个工作面平行施工。

2 开挖支护总体施工顺序

从施工支洞与主洞交叉口位置分别朝上、下游方向进行施工，两条施工支洞连接8 个工作面平行施工。

相邻洞室开挖时，前后开挖作业面应错开30m 以上，并在先开挖的同时完成初期支护后再开挖相邻洞室。

引水隧洞主洞开挖支护分上层、下层进行，上层施工支洞已贯通至2#引水隧洞右侧边墙部位，在工程正式开工后即可进行引水隧洞上层开挖支护，引水隧洞上层根据围岩类别不同选用不同的方法，上层开挖支护具体程序叙述如下：

（1）Ⅲ类围岩：分两序进行开挖，先进行8m×8m（宽×高）中导洞开挖，再进行左、右两侧保护层开挖。左右两侧保护层滞后中导洞2～3 个循环跟进施工，围岩支护滞后开挖掌子面不大于30m 跟进施工。

（2）Ⅳ、Ⅴ类围岩：原则上按照先行8m×8m（宽×高）中导洞，再左、右两侧保护跟进开挖的方式，开挖过程中，如遇断层、不利结构面及软弱岩层时采取临时支护措施加强支护，为了减轻水平应力对边墙稳定性的影响，根据现场情况，必要时选择左右半洞法或者双侧壁导坑法进行施工。围岩支护遵循“一循环一支护”的原则进行。

3 引水隧洞主洞开挖方案

基于本Ⅳ、Ⅴ类围岩占比较大，在施工过程中为避免Ⅳ、Ⅴ类围岩全断面开挖完成后暴露过久未进行二次衬砌而发生蠕变问题，二次结构混凝土衬砌必须及时跟进下层开挖支护。因此，将导致二次结构混凝土衬砌与开挖支护平行搭接施工存在一定的交通干扰，为解决施工交通道路问题，主要从以下几大方案可供选择，主要包括有：

（1）方案一：按照投标阶段待下层全部开挖完成后再进行混凝土浇筑，混凝土先底拱、后边顶拱的浇筑方式，由里往外进行；

（2）方案二：下层开挖施工与混凝土衬砌平行搭接施工，按照先底拱后边顶拱的方式由里往外进行，下层采用左右半洞法开挖来保证混凝土施工交通道路；

（3）方案三：下层开挖施工与边顶拱混凝土衬砌平行搭接施工，边顶拱混凝土衬砌、灌浆全部完成后由里往外进行底拱混凝土浇筑。

4 开挖方案对比

方案一：待下层全部开挖完成后再进行混凝土浇筑，混凝土先底拱、后边顶拱的浇筑方式，由里往外进行。按照两层四序的方式组织进行，即上、下两层，四序为上层中导洞、上层两侧扩挖、下层中部槽挖、底拱保护层开挖。二次结构砼衬砌不跟进施工，在开挖全部完成后转入二次结构砼衬砌。砼浇筑分底拱、边顶拱进行，按照先底拱、后边顶由里往外依次进行浇筑。开挖支护完成后利用底拱垫渣即形成了交通道路。底拱砼面无需垫渣保护，有利于文明施工。施工干扰小，风水电管线只需拆装一次，在上层开挖支护完成后风水电管线转移一次即可。全部开挖结束后才能启动砼衬砌施工，围岩开挖暴露时间长，尤其是Ⅳ、Ⅴ类发生蠕变问题导致的安全问题突出。混凝土衬砌为正序常规方法施工，底拱与边顶拱的纵向接缝的质量更容易控制。无需额外在增加施工成本。

方案二：下层开挖施工与混凝土衬砌平行搭接施工，按照先底拱后边顶拱的方式由里往外进行，下层采用左右半洞法开挖来保证混凝土施工交通道路。按照两层四序的方式组织进行，即上、下两层，四序为上层中导洞、上层两侧扩挖、下层左半洞开挖、下层右半洞开挖。按照两层四序的方式组织进行，即上、下两层，四序为上层中导洞、上层两侧扩挖、下层左半洞开挖、下层右半洞开挖。与下层开挖支护平行搭接施工，在开挖完成100 米后即启动二次结构砼衬砌。砼浇筑分底拱、边顶拱进行，按照先底拱、后边顶由里往外依次进行浇筑。下层开挖支护由里往外进行，采用左、右半洞法两序交替进行，当进行左半洞开挖支护时，右半洞为主要交通道路，当进行右半洞开挖开挖时，左侧半洞为主要交通道路，每周循环交替一次。解决后续底拱、边顶拱砼衬砌施工道路。底拱砼面无需垫渣保护，有利于文明施工。施工干扰大，主要是风水管线重复拆装，至砼作业面的施工风水电管线每爆破一次，管线都需要拆装一次，拆装工作量极大。混凝土衬砌跟进，安全施工较有保证。风水电拆装次数多，施工干扰大，相比方案一成本增加较多。

方案三：下层开挖施工与边顶拱混凝土衬砌平行搭接施工，边顶拱混凝土衬砌、灌浆全部完成后由里往外进行底拱混凝土浇筑。按照两层三序的方式组织进行，即上、下两层，三序为上层中导洞、上层两侧扩挖、下层全断面开挖。与下层开挖支护平行搭接施工，在开挖完成100 米后即启动二次结构砼衬砌。砼浇筑分边顶拱、底拱进行，按照先边顶拱砼衬砌，边顶拱砼衬砌及灌浆全部结束后进行底拱砼衬砌。开挖支护完成后利用底拱垫渣即形成了交通道路。底拱砼面无需垫渣保护，有利于文明施工。施工干扰较小，风水电管线只需拆装一次，在上层开挖支护完成后风水电管线转移一次即可。混凝土衬砌跟进，安全施工较有保证。此方案混凝土衬砌为反序施工，底拱与边顶拱的纵向接缝的质量相对方案一、方案二控制难度较大。增加了边顶拱与底拱纵向施工缝的处理，同时边顶拱衬砌底模的安装，施工成本相对也有所增加。

5 结语

引水隧洞主洞开挖方案有多种，在施工过程中可以以进度、成本、质量、施工难度等方面为依据，选择最合适的施工工艺。