瑪爾擋水電站導流洞施工支洞布置規劃設計

¹白濤，²徐剛

（¹青海華鑫水電開發有限公司；²中國水利水電第三工程局有限公司）

關鍵詞：瑪爾擋水電站　導流洞　施工支洞　布置規劃

1 工程概況

瑪爾擋水電站是龍羊峽以上黃河干流湖口至爾多河段規劃的第九座梯級電站，位于青海果洛藏族自治州瑪沁縣拉加鎮上游約 5km 的黃河干流上，左岸為瑪沁縣，右岸為瑪沁縣及海南藏族自治州同德縣，距上游規劃的寧木特水電站約 80km，距下游規劃的爾多水電站約 33km，電站距西寧公路里程 346km，西寧—果洛S101省道從壩址右壩肩下游通過，對外交通便利。

瑪爾擋水電站裝機容量2200MW，開發建設的主要目的是發電。整個樞紐由混凝土面板堆石壩、右岸溢洪道、泄洪放空洞、地下引水發電系統、750kV匯流站等建筑物組成。工程等級為一等大（1）型。

導流建筑物由上、下游圍堰和左岸導流洞組成，導流洞總長1263.686m，閘門采用洞內豎井式布置，隧洞斷面采用圓拱直墻型，凈斷面尺寸為13m×16m。上、下游圍堰均采用土石圍堰。上游圍堰采用防滲墻上接均質土壩的防滲方式，下游圍堰采用防滲墻防滲。上游圍堰最大高度53m，下游圍堰最大高度16m。

導流洞工程由于洞身段埋深大（200～220m），大多為微新變質砂巖，巖層單層厚度一般30～50cm，層間天然狀態下（即有圍壓條件下）結合較好，但開挖后應力向洞周釋放，易于板狀開裂。層間斷層不多，裂隙大多短小，以Ⅱ類圍巖為主，遇較大斷層等時圍巖類別降低。導流隧洞圍巖以Ⅱ類為主，占該洞段的63.2%；僅進出口段及洞身局部結構面發育帶圍巖為Ⅲ～Ⅳ類，約占該洞段的36.8%。

原招標文件中導流洞沿線布置的主要施工支洞為1#、2#、3#施工支洞和導流洞閘室交通洞。

1#施工支洞沿線為微風化—新鮮變質砂巖，以Ⅱ類圍巖為主，但因巖層陡傾，且與洞軸線夾角小，開挖邊墻易板狀開裂，受緩傾角裂隙影響，頂拱局部小范圍塌方的可能性較大。

2#施工支洞巖性為變質砂巖，巖體為弱風化—微風化，以Ⅱ類圍巖為主，巖層與洞軸線大角度相交，受緩傾角裂隙影響，頂拱局部可能小范圍塌方。

3#施工支洞上叉洞巖性為變質砂巖，巖體為弱風化，以Ⅲ類圍巖為主，巖層與洞軸線近于正交（對邊墻穩定有利），受緩傾角裂隙影響，頂拱局部可能小范圍塌方；下叉洞巖層與洞軸線大角度相交（對邊墻穩定有利），受緩傾角裂隙影響，頂拱局部可能小范圍塌方；導流洞閘室交通洞沿線基巖為微風化—新鮮的變質砂巖，以Ⅱ類圍巖為主，巖層與洞軸線大角度相交（對邊墻穩定有利），受緩傾角裂隙影響，頂拱局部可能小范圍塌方；過壩低線交通洞沿線基巖巖性主要為變質砂巖和二長巖，以Ⅱ類圍巖為主，但因巖層陡傾，且與洞軸線夾角小，開挖邊墻易板狀開裂，受緩傾角裂隙影響，頂拱局部可能小范圍塌方。

該工程具有洞室較多、布置緊湊、立體交錯、工程量較大、地質構造相對復雜、工期緊等特點。因此，合理布置通暢的施工通道，滿足工期要求，實現均衡生產，對導流洞工程按期截流施工尤其重要。為保證本合同地下洞室群優質、高效、按期完工，減少施工干擾，根據招標文件和施工進度要求，結合施工期通風考慮，適當增加施工通道，并對施工通道進行規劃。

2 施工支洞布置原則

（1）施工支洞布置應分別滿足導流洞工程的施工要求，形成導流洞進口、導流洞中部、導流洞出口及閘室段施工的相對獨立性，同時有機聯系各個系統，為各主要洞室平行作業創造條件，實現多工作面連續施工。

（2）導流洞結構體形大，在主要建筑物不同高程設置施工支洞，滿足“平面多工序、立體多層次作業”的施工組織設計要求，合理規避施工干擾，以保證工程施工均衡、有序進行。

（3）施工支洞的布置要有利于通風系統的設置，有效解決地下洞室的通風散煙，確保施工人員的身心健康，充分體現以人為本，提高施工效率。

（4）施工支洞的斷面設計需滿足交通運輸及本合同后續施工項目的運輸要求，同時滿足本合同施工所需的大件和重件運輸要求，并有利于施工供風、供水、供電、排水、通風及照明等臨時設施的布置，提高施工支洞的通行能力。

（5）滿足施工期工程防洪度汛要求。

（6）在滿足永久洞室穩定的前提下，結合永久洞室的布置，盡量利用永久洞室作交通洞，以減少臨建工程量。

（7）不影響工程的結構，盡量避免斷層、破碎帶的影響。

3 業主提供的施工通道

業主提供及場內交通設施如下：左岸上壩公路、左岸至導流洞施工支洞公路、左岸鄉間公路、左岸L2#便道、左岸導流隧洞施工支洞、跨黃河交通橋。

4 招投標階段規劃施工支洞

招投標階段低線過壩交通洞、導流洞施工支洞三維布置見圖1。

為加快導流洞施工進度，規劃布置新增施工支洞如下：1#施工支洞、2#施工支洞、3#施工支洞上/下叉洞、導流洞閘室交通洞、左岸過壩交通洞，未完部分全部由中標人承建。招投標階段規劃施工支洞特性見表1。

5 施工期新增及調整的施工支洞

由于工程規劃的左岸低線過壩交通洞及3#施工支洞下叉洞等主要通道受資金、供電及資源投入相對不足、斷層影響，施工工期比原計劃滯后了3～4個月，且由于投標階段規劃的施工支洞基本均以上述兩條通道為起點，為了保證主體工程的施工進度，在施工期新增加了0#施工支洞，對1#施工支洞起點（調整為2#施工支洞）、長度及洞線進行了調整，同時調整了2#施工支洞進洞點為左岸低線過壩交通洞，并調整了開挖施工總體程序安排。

本工程導流洞具有洞線較長、進口河谷深切、邊坡高陡、河谷狹窄、開挖斷面大、施工道路布置困難等特點，導流洞中部布置閘門井，閘門井施工對洞身施工有一定干擾。根據地形、地質條件、施工工期安排、施工現場的交通要求，為滿足導流洞及圍堰施工要求，在導流洞出口上游布置過壩交通洞進口，在上游圍堰堰頂布置過壩交通洞出口，形成過壩交通洞；在過壩交通洞分岔形成0#、1#、2#、3#施工支洞和去閘室交通洞，利用0#施工支洞進行導流洞進口施工，利用其他施工支洞進行導流洞施工，單個施工支洞最大控制隧洞長度約 340m。

（1）0#施工支洞布置在導流洞進口下游側，主要進行導流洞進口工作面開挖及混凝土施工期的交通運輸。

（2）1#施工支洞上、下叉洞均布置在閘前洞室段樁號導 0+215.339，進洞點高程分別為3088.9m和3097.0m，最大坡度為7.4%，主要進行導流洞上游段工作面開挖及混凝土施工期的交通運輸。

（3）2#施工支洞上叉洞布置在閘室下游樁號導0+594.615，最大坡度為7.33%，進洞點高程為3096.5m；下叉洞布置在閘室上游導0+382.00，進洞點高程為3087.00m，主要進行導流洞中游段及閘室段工作面開挖施工期的交通運輸。

（4）3#施工支洞上、下叉洞分別布置在導1+080.358和導0+873.471，最大坡度為8.3%，進洞點高程分別為3092.0m和3085m，主要進行導流洞下游段工作面開挖及混凝土施工期的交通運輸。

（5）左岸低線過壩交通洞下游進洞口距導流洞出口約50m，進洞口高程為3100m，上游出洞口與主河床上游圍堰堰頂連接，其高程為3135.00m，在k0+811.16處分下叉洞與主河床上游圍堰截流戧堤連接，下叉洞出洞口高程為3105m。左岸低線過壩交通洞洞身段長1033m,下叉洞洞身段長210m。

5.1 新增0＃施工支洞

由于進口部位沒有施工通道，且由于進口部位工期滯后近5個月，為盡早開展進口部位開挖及混凝土施工期的交通運輸，實現按期截流目標，布置0#施工支洞，保證截流工期并平行于其他部位施工。

5.2 新增2＃施工支洞下叉洞

為提前進行導流洞中游段及閘室段工作面開挖施工期的交通運輸，增加了2#施工支洞下叉洞。

5.3 調整部分支洞

由于3#施工支洞下叉洞工期相對滯后，而左岸低線過壩交通洞工程進度相對較快，為避免資源重復投入，改善通風排煙，加快施工進度，對1#施工支洞進行調整，取消投標時3#施工支洞至2#施工支洞段；同時充分利用左岸低線過壩交通洞，將2#施工支洞上叉洞延長，并將起點調整為左岸低線過壩交通洞；為有效利用1#施工支洞上叉洞，將1#施工支洞上叉洞進行后期擴挖，形成1#施工支洞下叉洞。

調整后導流洞工程布置情況及其特性見表2。

6 結語

根據現場實際情況需要，在投標的基礎上增設0#施工支洞及2#施工支洞下叉洞，調整2#施工支洞上叉洞和1#施工支洞位置及軸線后，不僅在工期上滿足了工程需要，形成了導流洞進口、導流洞上游段、中游段及下游段等主要工程部位的循環通風通道，極大地改善了通道通風效果，而且使0#施工支洞連通了導流洞

進口部位，形成了循環通道，極大地方便了整個工程施工。分層布置施工支洞滿足了導流洞工程“平面多工序、立體多層次作業”的施工需要。施工中避開了主要斷層帶，實現了安全、快速施工目標。充分利用左岸低線過壩交通洞作為增加施工支洞的基礎條件，調整后的施工支洞為施工創造了新工作面，增加了出渣通道，加快了導流洞工程的施工進度，同時降低了工程造價。這些措施，確保了按期截流目標的實現，工程安全運行至今。