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摘要：地下引水发电系统施工的关键项目是大型地下厂房的建设，而在地下厂房建设过程中围岩的稳定性是最为突出的问题，因此施工过程要做好开挖施工技术控制，尽可能的保证质量安全。本文主要分析水电站地下厂房开挖施工的关键技术要点，以期能给广大水电站建设者提供参考。
关键词：水电站；地下厂房；开挖施工
引言
近年来。我国水电站建设规模在不断扩大，地下厂房施工项目作为水电站工程中的重要组成部分，具有重要应用价值。建设者应做好水电站地下厂房开挖施工技术控制，明确地下厂房的基本构造，有效确保水利水电项目的安全性和可靠性，使得地下厂房施工项目在规定的期限内完成。
1水电站地下厂房开挖施工概述
水电站地下厂房工程主要特点就是洞周围的围岩挖空率较高，而且具有比较多的交叉口，端面尺寸相对较大，因此在具体的施工过程中对围岩进行稳定处理难度较大。水电站地下厂房项目具体的施工方法是从上到下、分层分块进行开挖以及支护，逐渐成型。站在围岩应力变化的角度来看，其应力会由于支护程序的改变而发生改变，若不进行妥善的处理，不仅会影响整个施工进度，而且破损区域的大小在洞室成型之后也会受影响，给工程带来非常大的安全隐患。因此，项目施工过程中的重中之重就是选择与实际情况相符合的开挖程序，并且进行比较好的支护。在具体的施工过程中不仅要保证良好的施工环境，而且还应该按照“立体多层次，平面多工序”的施工原则，对施工方法进行不断优化，从而取得比较好而施工效果。
2水电站地下厂房开挖施工技术要点
2.1施工准备
在水电站厂房建设施工之前，首先应当根据工程实际情况进行完整的认证、规划以及优化施工方案，对于施工支洞进行认真的布置，还应当对开挖和支护工序进行现场工艺实验，如此可使施工人员掌握工艺的要领，确定施工的流程，找准质量控制的要点。想要使围岩的稳定条件得到改善，还应在正式施工之前完成周边排水系统的施工。完成检测仪器的埋设以及通风洞井的施工必不可少，如此可对施工的过程进行实时的把控，确保施工的进度，还可以使作业环境得到改善，为整体施工提供了必要条件。
2.2施工通道布置
施工通道的选择应根据地形、地质条件、结构型式及布置、施工方法和施工进度的要求等综合分析确定。通道断面型式及尺寸必须满足运输强度和物件通过要求，并在空间设置管线、排水沟和人行道。且应满足地下洞室群分层开挖施工进度和通风排烟的需求。统筹规划施工通道布置，尽量利用永久洞室作为施工通道，以减少临时施工支洞的修建。厂房施工通道的布置应满足不同高程、不同部位施工的特点和需要，为厂房开挖各层开挖提供便捷的施工条件。施工通道布置应综合考虑各洞室的交叉施工、尽量规避施工干扰，保证工程施工均衡、有序。
2.3开挖分层
水电站地下厂房开挖一般采取从上向下，逐层逐步的方法进行，分层的厚度在国内一般为8~10m。在开挖分层之前应当确定分层，综合性的考虑施工的通道，设备作业所用的空间大小，钻孔的精密程度以及爆破振动控制等方面的因素。在拱脚锚杆施工时需要严格的控制顶拱高度，一般顶拱的高度控制在9m左右，岩壁吊车梁层应当控制在10m左右，在它上部界面应当控制在10m~10.5m之间，在其下部界面应当按照其下拐点高度的-3.5m来进行控制。在发电机上部界面的大小控制要考虑到母线洞洞脸的加固需要，下部界面要考虑到引水隧洞洞脸的加固需要。在地下厂房的建设中，中下部深孔梯度的开挖会直接的导致边墙围岩的位移剧增，因此最近几年多采取薄层开挖的方法，可以有效的抑制高边墙围岩的位移增加。
2.4爆破施工
在对水电站地下厂房的拱顶层下面部分进行开挖的时候，通常是利用预裂爆破以及光面爆破相互结合来实现对于轮廓的控制，然后再利用深孔梯段微差爆破的方法将中间的岩体清除。当前在对这部分进行施工的时候所采取的方法有两种：第一种方法是根据在进行爆破试验所取得的数据来对预留保护层进行控制，首先对中槽部分进行开挖，然后通过小型炸药将预留下来的保护层进行清除，这样可以实现对于上层轮廓的控制，而对于下层采取光爆成型的方法。利用这种方法，可以对超挖控制在15-20厘米范围内，通过大量的工程实践表明，当采用这种方法时，保护层的开挖深度是对边墙的位移产生影响的主要原因，保护层的开挖方式是否合理是施工过程中的关键点。第二种方法是利用深孔预裂爆破的方法来实现对于大体轮廓的开挖，如采取此种方式，可以将超挖控制在8-15厘米的范围内，相比较于方法一，方法二可以更好地实现对于变形的控制，如果没有具体施工条件的限制，一般都会采用方法二。
值得注意的是，爆破是最危险系数很高的工序，开挖过程中炮孔需要经过检查合格后，才可装药爆破，且施工过程中应严格按照爆破的设计要求进行控制炮孔装药量，遵守安全爆破操作规程进行。爆破工程师和现场施工质检人员要复核检查无误后撤离现场等待引爆。爆后要进行爆后检查，发现盲炮或未完成爆破的炸药及时处理。在爆破完成后，要及时检查爆后有没有排烟通风，有毒气体有没有排除，是否符合国家爆破毒气排放标准，才能进行出渣，这也是保证作业人员安全的一个重要步骤。进行出渣前，必须进行井壁的检查工作，避免因井壁松动造成石块掉落或其他安全事故的发生，必要时要进行井壁的支护加固方可出渣。
2.5支护施工
通常在中硬岩体中，支护的压力随着岩体的位移增加而减少。在位移相同的情况下，支护前隧洞围岩所需要的支护压力要大于支护后的支护压力，而且两者压力的差距是随着围岩所发生的位移的增加而增加。因此一个合理的支护施工程序应是初喷混凝土紧跟着开挖面施工，浅孔锚杆支护最好控制在距离开挖面的三倍洞径范围内，深孔锚杆支护进行复喷混凝土跟进，再最后阶段施作预应力锚索，同时根据施工监测信息进行信息反馈分析，适当的调整开挖与支护。要保证大型地下厂房直立边墙的稳定，不仅需要采用喷混凝土，砂浆锚杆，预应力锚杆支护，还应当采用预应力锚索来进行加固围岩。目前国内通常是采用双层防腐无黏结预应力锚索结构的施工方法。水电站地下厂房建设的施工时间比较长，因此支护的建设成为控制施工进度的主要因素。在具体施工的过程中，应当尽量的缩短施工周期，加快施工进度，常采用的方法是高频冲击回转钻进和钢结构预制垫座，也可以采取提前在邻近的洞室内开辟作业空间，提早完成钻孔作业。在主厂房开挖暴露后，要立刻进行穿索等后续工作。另外，还应当控制锚索初次张拉荷载，适当的预留应力增量，这样做可以避免锚索的锚固附存力变化出现应力超标导致危险的现象。
结束语
大型地下厂房建设施工首先要考虑围岩的稳定，要做到有效的控制围岩塑性区的范围。要实现对围岩塑性区范围的控制，关键还是在于开挖方案的选择，开挖的控制，支护的安装和运用，实时的监测反馈，以及动态化的优化设计与施工。只有施工的每一步都精确无误，才可以确保水电站地下厂房建设顺利完成。
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