百色水利枢纽地下厂房设计优(4)
2013-09-12 01:15
导读：招标设计阶段地下主要洞室布置的变动主要是由初设的主厂房+尾闸室一大一小洞室布置改为主厂房+主变洞两大洞室布置。 主厂房长147m，顶拱跨度20.7m，最
招标设计阶段地下主要洞室布置的变动主要是由初设的“主厂房+尾闸室”一大一小洞室布置改为“主厂房+主变洞”两大洞室布置。
主厂房长147m，顶拱跨度20.7m，最大高度49m。主厂房总长度比初设增加了13m，主要是因为采用地下GIS升压站方案后机电设备布置所需而增加了副厂房的长度。为减小地下厂房跨度和高度，经机电设备布置优化，厂房顶拱宽度比初设减少了0.5m，厂房宽度由初设的20m缩小为19.5m，厂房高度由初设的50m降为49m。厂房吊车梁上游侧采用岩锚梁，下游侧因母线廊道拱顶距吊车梁底较近，故采用普通带柱吊车梁型式。
主变洞与主厂房平行布置，两洞室间的岩柱厚度为20.5m，约为一倍洞跨，主变洞的上覆有效岩体厚度约为18m，属于浅埋洞室。主变洞长93.8m，宽19.2m，高24.8m。主变洞内设主变室和尾闸室，右端设有一内径4m、高27m的通至地面的排风竖井。根据闸门井布置及闸门检修方面的优化，尾闸室宽度由初设的6m减少至5.4m。
主厂房与主变洞之间布置有4条母线廊道，廊道底高程由初设的与母线层高程平齐抬高为与发电机层高程平齐，廊道宽5.5~6.5m，高5.5~7m。
高压电缆廊道与坝轴线平行，断面宽3m，高4~5.5m，长70m（含洞口段）。137m平台上的电缆廊道宽2.5m，高4.5m，长32m。
交通洞洞口至主变洞段，宽8.0m，高6.5m，与初设相同，主变洞至主厂房段，因运输、安装主变需要，宽度增大至11m，高度增加至9.25m。通风疏散洞为保证与主变洞间有一定的岩柱厚度，比初设右移了9.85m。疏散洞洞宽8m，高6.5m，与初设相同，洞底高程结合副厂房楼层布置情况拟定为137.6m，比初设的139.2m低。因机电布置需要，疏散洞在主变洞至副厂房段需深挖至发电机层高程。
（转载自中国科教评价网http://www.nseac.com） 防渗排水廊道及尾水隧洞布置如2.3、2.4所述。
2.6 围岩稳定分析研究
初设阶段是在进水塔附近位置进行地应力测试，成果仅有一组，其成果表明，厂房区地应力场是具有垂直方向的构造应力场。招标设计阶段在地下主厂房位置重新进行了地应力测试，其成果表明，厂房区最大主应力近于水平向，量值5～7MPa，方位角45°～72°，倾角-13°～0°，最小主应力量值2～3.5MPa，倾角较大，平均为63°，厂房区属于中等地应力区，且以水平构造应力场为主。两个阶段的地应力测试成果的主要差别在于最大主应力方向不同，方位角也不同。根据地质构造形迹及应变计标定试验成果等综合分析判断，招标设计阶段地应力测试成果比初设成果合理，更具可信性。
地下厂房洞室围岩无大的构造断裂，但裂隙较发育，除初设探明的四组主要节理裂隙外，进一步的地质工作表明，厂房洞室区域内尚存在S3、S4两条构造蚀变带和一条规模较大的节理J163，其中S3和J163从主厂房和主变洞之间通过。S3、S4构造蚀变带宽0.2~0.5m，组成物为构造蚀变辉绿岩，胶结好、强度高，但具有易风化和遇水易软化特点。J163节理充填8~15cm厚的方解石、岩屑及泥岩，呈闭合~稍张状。构造蚀变带及节理的发育对洞室的围岩稳定存在不利的影响。
鉴于地下洞室布置方案改变、地应力测试成果不同、地质条件的进一步探明，招标设计阶段，对地下厂房洞室围岩稳定重新进行了有限元分析计算研究。计算中，模拟了洞室围岩中的主要裂隙及其组合、渗流场作用、不同的开挖程序及支护措施，并采用实测地应力场进行计算，成果表明：主厂房、主变洞、尾水主洞的顶拱及主厂房上游边墙的塑性区均较小，只有2~4m；地下洞室的位移不大，均属于正常值范围；因主厂房与主变洞之间的岩柱厚度较小且受S3和J163影响，局部部位塑性区、拉损区较大，需加强支护；在采用喷混凝土加系统锚杆、局部采用张拉锚杆或预应力锚索加固的支护措施以及推荐采用的地下洞室开挖支护程序的情况下，洞室围岩稳定是可以保证的，洞室布置是可行、合理的。
（科教作文网http://zw.ΝsΕAc.Com编辑整理） 3 主要的探讨
经过多方案的、多专题的论证和多方面专家的咨询，招标设计阶段百色水电站建筑物采用了上述优化后的设计方案，现提出对其中几个问题的看法，与同仁们探讨，期望能在工程实施阶段有关方面决策。
3.1 主厂房下游侧采用岩锚梁的可行性和必要性
初设阶段，母线廊道底高程与母线层平齐，母线廊道与尾水管间的最小岩柱厚度约8m。招标设计阶段，考虑到洞室围岩裂隙较发育，同时结合机电布置需要并方便和运行管理，将母线廊道底高程抬高至发电机层高程，以加大母线廊道与尾水管间的岩柱厚度，但母线廊道抬高后，母线廊道拱顶已接近于吊车梁底高程，因此，主厂房下游侧采用了普通的有柱吊车梁型式，柱底座落于水轮机层高程。
采用普通有柱吊车梁，需等到厂房开挖完成后或柱基础有持力岩基后才能开始浇筑柱和吊车梁，而采用岩锚梁可在地下厂房开挖至中部时（高出发电机层高程约5m）即可开始进行岩锚梁锚杆及混凝土施工，这样可提前安装吊车、提早投入使用，为洞室下部的开挖、机电安装及混凝土浇筑提供方便，加快施工进度，缩短施工工期（经并参照其它工程的经验，可缩短工期约3～4个月），降低工程造价。因此，研究主厂房下游侧采用岩锚梁方案是很有必要的。
要采用岩锚梁，可考虑将母线廊道降低至母线层，保证廊道顶至岩锚梁底有足够厚度的岩体，廊道与尾水管之间的岩柱稳定通过选择合理的施工程序并加强支护措施予以保证。另外也可考虑在现方案情况下，在母线廊道洞口处设支承吊车梁的城门拱结构（洞口处机电布置需相应作调整），这样吊车梁可按常规岩锚梁设计。值得注意的是，在本工程地下厂房围岩裂隙较发育的地质条件下，需深入研究围岩开挖变形对岩锚梁锚杆受力的，并采取相应措施保证围岩稳定及岩锚梁锚杆受力的可靠度，以保证岩锚梁的使用安全。
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3.2 取消蜗壳钢管伸缩节的可行性
