小灣水電站地下廠房系統(tǒng)工程是一個洞室縱橫交錯，平、斜、豎相貫、龐大復(fù)雜的地下洞室群，要實(shí)現(xiàn)快速開挖支護(hù)需認(rèn)真研究、合理布置施工通道、科學(xué)設(shè)計(jì)通風(fēng)散煙方案，形成相對獨(dú)立又聯(lián)系的各施工體系,科學(xué)選擇施工程序，有效運(yùn)用“新奧法”原理，適時系統(tǒng)支護(hù)，按“小洞穿大洞、先洞后墻”原則，采取“邊墻預(yù)裂、薄層分半”開挖方法，KZS系列礦用篩采盡早形成通風(fēng)系統(tǒng)，超前實(shí)施安全監(jiān)測，有效監(jiān)測分析、反演計(jì)算，以實(shí)現(xiàn)大跨度地下廠房快速開挖。
　　1、工程概石頭粉碎機(jī)況
　　小灣水電站裝機(jī)容量6x700MW。該電站引水發(fā)電系統(tǒng)工程是一個超大型地下洞室群工程，在不到0.3km2的區(qū)域里布置近百條立軸沖擊式破碎機(jī)洞室，總長度近17km，這些洞室縱橫交錯，平、斜、豎相貫，形成龐大而復(fù)雜的地下洞室群。整個系統(tǒng)分引水、廠房及尾水三大系統(tǒng)。具體有主副廠房、主變室、調(diào)壓室三大洞室和六條引水壓力管道、六條母線洞、兩條尾水洞以及交通洞、運(yùn)輸洞、出線洞和通風(fēng)洞等地下建筑物組成的一個龐大地下洞室群及進(jìn)水口、尾水出口、開關(guān)站、地面控制樓、通風(fēng)洞口等地面建筑物組成。
　　該地下廠房系統(tǒng)從河床側(cè)向山體側(cè)依次布置有空調(diào)機(jī)房、安裝間側(cè)副廠房、安裝間、主廠房、副廠房，開挖尺寸為298.40mx30.6mx79.38m。設(shè)置有吊頂巖錨梁及巖錨吊車梁，其上部廠房開挖跨度為30.6m，下部開挖跨度28.3m，最大開挖高度84.88m，是目前世界最大的地下廠房之一。廠房里端墻外側(cè)布設(shè)有Φ8.8m主排風(fēng)，外端墻側(cè)布設(shè)Φ10.5m電梯井，其上游側(cè)6條壓力管道貫入，下游側(cè)分別在廠房中部、底部有6條母線洞及6條尾水支洞穿過，主變室平行布置在廠房下游側(cè)，與廠房間凈距為49.7m。尾水管后延擴(kuò)大段開挖跨度達(dá)22.5m，從而，導(dǎo)致相間巖柱隔墩僅有10.5m，其挖空率達(dá)68.18大傾角擋邊輸送帶%，該部位工程安全問題尤為突出。
　　該系統(tǒng)布置地段分布的地層主要為時代不明的中～深變質(zhì)巖系（M）及第四系（Q）。地下廠房、母線洞及主變室地段分布的巖層為MIV-1層黑云花崗片麻巖夾薄層透鏡狀片巖，自動切管落料機(jī)新鮮完整的片麻巖、片巖均屬堅(jiān)硬巖石。主要構(gòu)造線走向與廠房、主變室、尾水閘門室的軸線夾角約45°，陡傾角斷層傾向上游，有利于頂拱的穩(wěn)定，但對邊墻（尤其是廠房下游邊墻）的穩(wěn)定將會產(chǎn)生不利的影響。在逐層開挖時，須對由幾組結(jié)構(gòu)面形成的潛在不穩(wěn)定楔形體及時進(jìn)行錨固。III級斷層F5、F11、F10、F27在該地段通過。Ⅳ級結(jié)構(gòu)面發(fā)育，規(guī)模較大的Ⅳ級結(jié)構(gòu)面主要有f11、f14等。Ⅴ級結(jié)構(gòu)面發(fā)育，主要為成組發(fā)育的節(jié)理和隨機(jī)節(jié)理，對廠房頂拱危害較大，必須及時噴錨支護(hù)。
設(shè)計(jì)支護(hù)的基本參數(shù)為：頂拱Φ28（Φ32）@2.0mx2.0m，L=4.5m（9m），梅花型交錯布置，噴C30鋼纖維砼厚0.2m，輕型直線篩遇斷層及破碎帶打125KN級Φ32@1.0mx1.0m，L=9.0m預(yù)應(yīng)力錨桿，加鋼筋肋拱噴錨支護(hù)。邊墻打設(shè)錨桿Φ25（Φ32）@2.0mx2.0m，L=4.5m（9m），梅花型交錯布置，噴C20維纖維砼厚0.15m，遇斷層及破碎帶掛網(wǎng)Φ6.5@0.2mx0.2m，錨桿加密為1.5mx1.5m，局部打設(shè)125KN級Φ32@1.0mx1.0m，L=9.0m預(yù)應(yīng)力錨桿。洞口交叉處設(shè)有兩排Φ32，L=9.0m的預(yù)應(yīng)力鎖口錨桿。上、下游邊墻分別共布置8排、9排1000KN、1800KN級的預(yù)應(yīng)力錨索，基本間距為@5mx5m。其主要工程量為：石方洞挖55萬m3、噴砼0.95萬m3、錨桿1.3萬根、1000、1800KN級錨索1033根。
　　2、施工通道布置輸送機(jī)與研究
　　結(jié)合引水發(fā)電系統(tǒng)布置特點(diǎn)，認(rèn)真分析研究施工通道布置石料破碎生產(chǎn)線、通過多方案比選，科學(xué)、合理布置施工通道是非常必要的，它對整體加快施工進(jìn)度、改善施工環(huán)境也是非常有效的。
　　施工通道布置時，首先，對洞室立體交叉位置分析研究清楚，并從通道功能、通風(fēng)散煙、相鄰洞室安全、大壩帷幕線等方面綜合考慮；其次，充分利用設(shè)計(jì)永久洞室擴(kuò)大；再次，通過各施工通道將各大系統(tǒng)聯(lián)系起來方便交通。因此，施工時創(chuàng)造有利條件提前打通通風(fēng)洞及豎井，以便形成機(jī)械設(shè)備通風(fēng)及自然通風(fēng)。該引水發(fā)電系統(tǒng)最初布置有10條施工支洞，后因提前一年發(fā)電需要，新增出線洞施工支洞、尾水隧洞上下層連通洞、尾閘室施工通道、尾水支洞上層施工支洞、主廠房V、VI層開挖施工電磁電機(jī)振動給料機(jī)通道等7條施工通道，最終，通過壓力管道下平段使引水系統(tǒng)與廠房系統(tǒng)相聯(lián)，通過橫穿尾水支洞的上、下層施工支洞使廠房下部機(jī)坑及底層排水洞相聯(lián)，尾水系統(tǒng)則通過相對獨(dú)立的施工支洞將2條尾水隧洞、尾水調(diào)壓室、機(jī)組尾水檢修閘門室聯(lián)系交通。
　　小灣廠房系統(tǒng)施工通道主要布置有：1）對廠房上游一、二層排水洞擴(kuò)大，使之成為立軸式破碎機(jī)滿足廠房上部開挖及砼施工需要的施工通道；2）從主變進(jìn)風(fēng)洞進(jìn)入主變室，對主變室底板降坡，從廠房下游側(cè)進(jìn)入廠房，形成廠房V、VI層施工通道；3）在尾閘室前布置了貫穿尾水支洞的上下層施工支洞，用于尾水支洞上下層開挖支護(hù)，以提前進(jìn)行廠房肘管層開挖；4）利用尾水支洞上層施工支洞分岔進(jìn)入安裝間高程以下端墻位置，為錐管層施工提前做好施工通道。
皮帶輸送設(shè)備　　3、施工環(huán)保技術(shù)研究與實(shí)踐
　　隨著施工設(shè)備、施工工藝不斷改進(jìn)，相應(yīng)施工工期逐步縮短，施工強(qiáng)度加大，以之相匹配的環(huán)境保護(hù)工作給予了足夠的重視。工程開工前，對通風(fēng)散煙方案進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，雙輥破碎機(jī)對施工中產(chǎn)生的污水、廢油、棄渣等進(jìn)行徹底處理，否則，造成通風(fēng)效果較差，施工環(huán)境污染大，給后期施工帶來了一些意想不到的后患，以嚴(yán)重制約工程進(jìn)度。
3.1 伸縮式皮帶輸送機(jī)一期通風(fēng)方案研究與實(shí)踐
　　一膠帶輸送機(jī)期施工通風(fēng)受工作面移交及進(jìn)入主體洞室施工通道較長等因素的影響，引水、廠房、尾水系統(tǒng)三大系統(tǒng)又互不相關(guān)。施工通風(fēng)主要采取在進(jìn)入地下洞室施工的各通道洞口及洞內(nèi)400m左右為一單元設(shè)置強(qiáng)力軸流風(fēng)機(jī)接力機(jī)械通風(fēng)。即采用通風(fēng)機(jī)和風(fēng)管將新鮮風(fēng)流從洞口壓入和（或）將污濁風(fēng)流抽出的混合（單一）通風(fēng)方式。以壓抽混合式為好，并且抽出式風(fēng)機(jī)能力要大于壓入式風(fēng)機(jī)能力的20～25%。主要選用天津市通風(fēng)機(jī)廠TF93-1軸流式遂道通風(fēng)機(jī)（2x110KW）、TF88-1軸流式遂道通風(fēng)機(jī)（2x55KW）兩種。
　　3.2 二期通風(fēng)方案研究與回轉(zhuǎn)篩實(shí)踐
　　二期施工通風(fēng)則有少部分洞室、豎井相互貫通，但還有大部分洞室開挖掘進(jìn)處于獨(dú)頭工作面狀態(tài)。施工總體程序安排上，主要利用洞室群各洞室之間在平面布置及高程差異上的特點(diǎn)，盡快將聯(lián)系各主體洞室中導(dǎo)洞先行開挖與附近排風(fēng)洞、電梯井貫通，同時，增設(shè)部分施工通風(fēng)洞（井），以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制通風(fēng)。對于已連通并形成貫通風(fēng)流的主要風(fēng)道，采用機(jī)械巷道式通風(fēng)，以抽為主，對于還仍處于獨(dú)頭開挖的洞室施工，與一期通風(fēng)一樣。
　　具體的施工順序?yàn)椋孩購奈查l交通洞分岔后從廠房進(jìn)風(fēng)洞、空調(diào)機(jī)室采取7.0x6.5m中導(dǎo)洞開始先行與廠房上游施工支洞對打貫通。利用主廠房上游施工支洞打一條通風(fēng)平洞至廠房電梯井下部貫通，用反井鉆機(jī)鉆通電梯井Φ1.4m直徑導(dǎo)井作為通風(fēng)豎井，同時，利用反井鉆機(jī)鉆通主排風(fēng)洞Φ1.4m直徑導(dǎo)井作為另一條通風(fēng)豎井，電梯井、主排風(fēng)洞Φ1.4m直徑導(dǎo)洞豎井貫通后，在導(dǎo)井上口安裝軸流式遂道通風(fēng)機(jī)將污濁廢氣從主副廠房頂沿Φ1.4m豎井抽除，然后，交替進(jìn)行Φ1.4m豎井?dāng)U大為Φ4m直徑的溜渣井，并交替擴(kuò)挖至設(shè)計(jì)輪廓線，以保證廠房系統(tǒng)有良好的通風(fēng)環(huán)境。②通過尾交洞、5#、6#施工支洞分別進(jìn)入尾閘室、主變室、尾調(diào)室進(jìn)行中導(dǎo)洞開挖與附近的排風(fēng)洞連通，以解決各大洞室上部的施工通風(fēng)問題。③為提前改善施工通風(fēng)，在7#施工支洞、尾水隧洞下游增加三條Φ4m直徑、L=21m的通風(fēng)豎井。尾水隧洞上層采取7.0x6.5 m導(dǎo)洞先行往下游尾水出口閘門室井貫通，以改善的尾水隧洞的通風(fēng)散煙及施工環(huán)境。④尾水隧洞、尾水支洞上層分別開挖至尾水調(diào)壓室、尾水檢修閘門井下部及時打通1～2個導(dǎo)洞，通過附近的排風(fēng)洞相連，形成通風(fēng)通道。在尾水隧洞施工過程中，對氧氣含量和有毒、有害氣體濃度、風(fēng)速、溫度等指標(biāo)進(jìn)行了的測試，測試結(jié)果表明通風(fēng)效果良好。
　　4、地下廠房快速開挖技術(shù)研究與實(shí)踐
　　4.1 地下廠房開挖技術(shù)
小灣水電站地下廠房系統(tǒng)因洞室交叉多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、廠房洞室斷面大、頂拱及邊墻有III級斷層和IV級結(jié)構(gòu)面通過。因此，對廠房大跨度圍巖穩(wěn)定有不利影響。開挖過程中遇到不穩(wěn)定楔形體時，特別是高邊墻與洞室相貫的部位，為保證洞室群的整體穩(wěn)定，必須科學(xué)、合理安排開挖、支護(hù)施工程序，應(yīng)用“新奧法”原理，開挖后適時噴錨支護(hù)，避免因支護(hù)不及時而造成坍塌。在同一立面上按上層開挖支護(hù)結(jié)束后，開挖下一層。在平面上充分利用廠房長度空間，實(shí)施開挖超前、支護(hù)跟進(jìn)和上層支護(hù)與下層開挖錯距平行交叉作業(yè)，有效實(shí)現(xiàn)上、下層工序搭接，增加單層開挖支護(hù)有效時段，減少施工干擾。對于穿過廠房邊頂拱的斷層、結(jié)構(gòu)面及影響帶，以及經(jīng)分析可能存在的不穩(wěn)定楔形體，開挖過程中要采取超前噴錨支護(hù)措施；對斷層及軟弱破碎帶，開挖后按設(shè)計(jì)要求及時支護(hù)，及時埋設(shè)觀測儀器，加密原型安全監(jiān)測。
　　根據(jù)廠房布置及施工通道布置特點(diǎn)、施工設(shè)備機(jī)械性能，兼顧吊頂牛腿砼巖錨梁砼、母線洞開挖支護(hù)等施工需要，主、副廠房自上而下分Ⅹ層開挖，各層又分區(qū)開挖支護(hù)。其中吊車巖錨梁布置在III層開挖層內(nèi)。
　　廠房頂拱層開挖采用8x7m中導(dǎo)洞優(yōu)先開挖與廠房上游側(cè)4#施工支洞貫通，中導(dǎo)洞開挖結(jié)束后進(jìn)行超前觀測儀器埋設(shè)及松動圈聲波測試。其頂拱擴(kuò)挖分III期進(jìn)行，I期擴(kuò)挖為中導(dǎo)洞擴(kuò)挖至廠房頂拱，II期擴(kuò)挖為廠房上游側(cè)擴(kuò)挖，III期擴(kuò)挖為廠房下游側(cè)擴(kuò)挖。平面上從廠房左、右兩側(cè)同時“品”字型擴(kuò)挖推進(jìn)，擴(kuò)挖時噴錨支護(hù)適時跟進(jìn)開挖掌子面，噴錨支護(hù)滯后開挖掌子面20～30m，廠房原型觀測超前開挖掌子面3倍洞徑以上。開挖采用鑿巖臺車鉆爆，設(shè)計(jì)輪廓光面爆破，正常排炮循環(huán)進(jìn)尺3.0m，不良地質(zhì)段1～1.5m。每排炮爆破后反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行安全處理。
　　廠房II層開挖先對設(shè)計(jì)輪廓及中槽邊線進(jìn)行預(yù)裂，中槽邊線預(yù)裂用潛孔鉆造孔預(yù)裂，邊墻手風(fēng)鉆預(yù)裂，預(yù)裂深度4.5m，中槽邊線預(yù)裂用潛孔鉆進(jìn)行施工預(yù)裂，邊墻手風(fēng)鉆預(yù)裂，預(yù)裂孔深4.5m，吊頂牛腿砼澆筑結(jié)束后開挖，采取中槽潛孔鉆垂直梯段爆破，并超前約30m，上下游邊墻預(yù)留3m保護(hù)層手風(fēng)鉆垂直鉆爆跟進(jìn)，邊墻預(yù)裂線下垂直光面。
　　廠房III層先對中槽邊線進(jìn)行預(yù)裂，上、下游兩側(cè)預(yù)留保護(hù)層光面爆破。中槽邊線預(yù)裂用潛孔鉆造孔預(yù)裂，設(shè)計(jì)輪廓邊線手風(fēng)鉆光面爆破。吊車巖錨砼梁澆筑結(jié)束后開挖，采取潛孔鉆垂直上、下游分半梯段爆破，上游側(cè)優(yōu)先開挖支護(hù)，上下游邊墻手風(fēng)鉆垂直鉆爆預(yù)裂超前20～30m，并根據(jù)地質(zhì)情況，下游側(cè)斷層或IV級結(jié)構(gòu)斷面預(yù)留3m保護(hù)層光面爆破開挖。廠房III層下半層開始至VII層，各層開挖過程中，為減小爆破對高邊墻圍巖的影響，同時保證邊墻的成型質(zhì)量，邊墻4m分層分半開挖方式，其開挖程序?yàn)椋孩龠厜κ诛L(fēng)鉆預(yù)裂→②上游側(cè)梯段爆破→③下游側(cè)梯段爆破→④邊墻巖坎處理。安裝間、副廠房巖臺預(yù)保護(hù)層水平光爆開挖，以保證水平建基面巖石的完整性。為防止兩側(cè)同時卸荷引起高邊墻的大位移，確保高邊墻的穩(wěn)定，在廠房下挖過程中需運(yùn)用“新奧法”原理，真正做到“平面多工序、立體多層次”，實(shí)現(xiàn)地下廠房的快速施工。VIII～I(xiàn)X層坑挖，從安裝間對應(yīng)下層的施工支洞進(jìn)入VIII層上半層機(jī)坑，以下從尾水?dāng)U散段開挖進(jìn)入廠房IX層。上游邊墻及局部槽挖輪廓線采用手風(fēng)鉆預(yù)裂，機(jī)坑左右兩側(cè)采用手風(fēng)鉆垂直鉆爆預(yù)裂鉆，為保證機(jī)坑間巖柱的穩(wěn)定，超前做好鎖口錨桿。

　在廠房I、II、IV進(jìn)行了專門的爆破振動測試，其測試K、a值為：拉槽爆破垂直向：K=21.81，a=1.006，水平向：K=17.43，a=0.836；預(yù)裂爆破垂直向：K=75.7，a=1.41；水平向：K=53.3，a=1.36；根據(jù)此結(jié)果進(jìn)行振動控制爆破，II、IV層開挖爆破最大單響藥量按16kg控制（三孔一響），V層以下開挖最大單響按32kg（四孔一響）進(jìn)行控制，并進(jìn)行了振動測試，均滿足V允≤7cm/s的要求。
　　4.2 巖錨梁巖臺開挖技術(shù)
　　廠房III層（巖錨梁層）先進(jìn)行中間潛孔鉆拉槽，兩側(cè)預(yù)留保護(hù)層手風(fēng)鉆開挖。
　　開挖順序按：①區(qū)光爆→②區(qū)光爆→③區(qū)光爆的順序進(jìn)行開挖，在進(jìn)行①區(qū)光爆前先將③區(qū)垂直光爆孔打設(shè)完成，③區(qū)垂直光爆超前于①區(qū)光爆10m左右距離，為防止在①區(qū)光爆時對先打設(shè)好的③區(qū)垂直光爆孔造成影響并塌孔，在③區(qū)垂直光爆孔內(nèi)插入Φ40PVC管進(jìn)行保護(hù)。①區(qū)光爆→②區(qū)光爆→③區(qū)光爆依次光爆開挖時，①、②區(qū)光爆開挖之間僅需滯后1～2排炮的距離，以方便及時了解開挖爆破出的巖臺成型效果，一旦爆破效果不理想及時調(diào)整爆破參數(shù)。③區(qū)開挖爆破時，為確保EL1009.2m～EL1011.5m巖臺成型穩(wěn)定，在廠房巖臺上下拐點(diǎn)處打Φ25mm@1.0m、L=4.5m，并且在③區(qū)開挖鉆爆前打完該錨桿。同時，為使手風(fēng)鉆打設(shè)垂直光爆孔和斜面光爆孔準(zhǔn)確，采用斜面孔搭1.5寸鋼管架設(shè)樣架，手風(fēng)鉆鉆桿沿樣架打孔，垂直光爆孔采用打插筋、拉雙線控制精度。對于I、II、III類圍巖段垂直光爆孔和斜面光爆孔的孔距均為32cm；對于IV、V類圍巖及不良地質(zhì)洞段，垂直光爆孔和斜面光爆孔孔距均為25cm，線裝藥密度按45～80g/m左右控制。需要注意的是：1）為保證巖臺不欠挖，③區(qū)光爆孔按高程下降10cm造孔控制；2）③區(qū)垂直光爆孔和斜面光爆孔一次起爆，一次起爆長度控制50～80m較為合適；3）從下拐點(diǎn)至底部留3m高度是手風(fēng)鉆最佳操作空間。
　　4.3 水泥藥卷預(yù)應(yīng)力錨桿應(yīng)用技術(shù)
　　預(yù)應(yīng)力錨桿為主動施力錨桿，對開挖后的圍巖可盡早提供支護(hù)壓力，為恢復(fù)巖體三維受力狀態(tài)、提高巖體整體穩(wěn)定性極為有利。小灣水電站地下廠房支護(hù)預(yù)應(yīng)力錨桿采用錨固端和自由端藥卷式注漿體一次注入、后張拉方式的施工工藝，不僅簡化了施工工序，加快了施工進(jìn)度，同時，藥卷式注漿容易保證注漿飽滿度。
　　9m長水泥卷式預(yù)應(yīng)力錨桿在小灣地下廠房系統(tǒng)施工中得到了廣泛應(yīng)用。該錨桿造孔采用鑿巖臺車，施工速度快，從鉆孔、注入快/慢速水泥卷、安插桿件、固定錨墊板、快速水泥卷等強(qiáng)、張拉到慢速水泥卷等強(qiáng)、整根錨桿受力，全過程僅需時10～12小時，施工速度極快，真正體現(xiàn)了盡早受力；通過現(xiàn)場對錨固段分別為1m、1.5m、2m、2.5m、3m的試驗(yàn)，錨固段長度為1.5～3.0m較為合理。預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)張拉力一般為P=125KN， 注漿后7.5～8.5小時內(nèi)張拉。
4.4 錨索及鋼錨墩應(yīng)用技術(shù)
　　地下廠房預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)是在直垂邊坡進(jìn)行，其預(yù)應(yīng)力錨索根據(jù)設(shè)計(jì)要求分為粘結(jié)式端頭錨和無粘結(jié)式端頭錨以及對穿式粘結(jié)雙邊錨三種。其工程量多達(dá)1033根、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工序干擾大、技術(shù)難題多，是地下廠房施工技術(shù)難題之一。錨索施工又必須跟進(jìn)開挖適時進(jìn)行，分層支護(hù)結(jié)束才能進(jìn)行下層開挖工序施工，所以錨索施工速度、強(qiáng)度制約著地下廠房施工總進(jìn)度，亦是地下廠房施工的重點(diǎn)之一。
　　根據(jù)開挖分層情況，每層均有1～2排錨索，高度適宜的直接采用MG-80型、QJZ-100B輕型潛孔鉆機(jī)進(jìn)行造孔，對于開挖層上有二排的錨索施工，上部錨索施工時搭設(shè)寬2.5m腳手架作為施工平臺，采用MG-80型、QJZ-100B輕型潛孔鉆造孔，錨索送索及張拉在鉆孔操作平臺上進(jìn)行。補(bǔ)張拉、張拉段回填灌漿及封錨采取搭作業(yè)平臺進(jìn)行，YDC240Q型千斤頂單根循環(huán)分級調(diào)直張拉，YCW250B型及YCW400B型千斤頂整體分級張拉，OVM錨具錨定，灌漿機(jī)封孔。最初施工采用砼錨墩，其工期影響大，后來，經(jīng)試驗(yàn)、測試改為鋼錨墩，其使用效果較好，加快了施工進(jìn)度。
　　4.5 工程安全監(jiān)測
　　地下廠房的施工安全是極其重要的內(nèi)容，來不得半點(diǎn)閃失。及時掌握施工過程中開挖進(jìn)尺與位移、錨桿應(yīng)力變化是其調(diào)整施工工藝、確保安全施工的唯一手段，并結(jié)合施工監(jiān)測資料進(jìn)行初始地應(yīng)力和圍巖變形模量的反分析，以便確定設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性，為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　依據(jù)施工方式、洞室尺寸及圍巖地質(zhì)條件，小灣地下廠房布設(shè)了較為完整的監(jiān)測系統(tǒng)。小灣地下廠房布置了6個監(jiān)測斷面，布置巖體內(nèi)部位移計(jì)55套、錨桿應(yīng)力計(jì)160支，錨索測力計(jì)42套，錨桿測力計(jì)3套，滑動測微計(jì)9套，基巖溫度計(jì)8支；重點(diǎn)對巖體內(nèi)部位移、錨桿應(yīng)力和凈空收斂變形進(jìn)行監(jiān)測。
　　從主廠房多點(diǎn)位移計(jì)的觀測成果來看，自廠房III、IV層開挖完成以后廠房高邊墻逐漸形成，頂拱及拱座應(yīng)力隨邊墻的進(jìn)一步增高，圍巖應(yīng)力調(diào)整逐步轉(zhuǎn)換成以邊墻為主，頂拱為輔。以0+82.5m為分界線，小樁號方向上游邊墻位移比大樁號方向上游邊墻位移小。
　　主廠房廠房拱座以上各監(jiān)測部位，在廠房III層～VI層施工中，位移增量較為突出，位移峰值大、次峰值頻度強(qiáng)，自VI層開挖之后受圍巖應(yīng)力調(diào)整的影響較小，除局部位移有少量變化外，絕大部分位移增量幾乎為零，累積位移量值較小在0.5mm～31.6mm之間，圍巖呈穩(wěn)定狀態(tài)。
　　主廠房上下游邊墻巖體位移變化，主要表現(xiàn)在VII層、VIII層施工中位移增量較為突出，其中在VIII層施工，尾支與廠房相交巖臺拆出時位移變化較大，增量明顯,累計(jì)位移在24.3mm～65.5mm，開挖支護(hù)完成后月位移增量在1.0mm以下，位移過程曲線走勢平緩，圍巖趨于穩(wěn)定。主廠房0+139.8m、0+165處于F10、F11斷層帶上，受其影響位值變化值較為明顯，大部分監(jiān)測部位累計(jì)位移均在70mm以上，其中0+139.8m斷面上游邊墻巖錨梁位置累計(jì)位移達(dá)112.7mm，該斷面上下游邊墻監(jiān)測部位位移主要是隨開挖施工呈臺階型增加，隨著廠房開挖結(jié)束，位移增量明顯收斂，目前，月位移增量在1.2mm以下。從位移沿孔深分布曲線可知， 0+000m～0+139m主位移區(qū)在5m～25m之間，而0+165m主位移區(qū)較大在20m以上，特別是下游EL.1008.7m～EL.985m邊墻上，因F10斷層破碎帶厚度約10m的影響，其主位移區(qū)在20m以上，從而導(dǎo)致邊墻系統(tǒng)錨桿支護(hù)后期約束作用隨著圍巖應(yīng)力的調(diào)整，圍巖耗散能沿深度上的發(fā)展，導(dǎo)致松動圈、塑性區(qū)域的擴(kuò)大，部分錨桿支護(hù)約束力不明顯。

廠房監(jiān)測部位各測點(diǎn)錨桿應(yīng)力近期走勢較為平緩，各測點(diǎn)錨桿累計(jì)應(yīng)力在100MPa以下的占81%，大部分在40MPa以下，最大累計(jì)應(yīng)力256.39MPa。主廠房上游邊墻錨索荷載近期走勢平緩，設(shè)計(jì)荷載為1000kN的錨索目前累計(jì)荷載在976kN～1341.6kN之間，與鎖定荷載比較，荷載增量在2.75%～46.04%之間，是設(shè)計(jì)荷載的0.98倍～1.34倍；設(shè)計(jì)荷載為1800kN的錨索目前累計(jì)荷載在1722kN～2065kN之間，與鎖定荷載比較，荷載增量在3.2%～23.63%之間，是設(shè)計(jì)荷載的0.95倍～1.15倍,主廠房下游邊墻錨索荷載近期走勢平緩，設(shè)計(jì)荷載為1000kN的錨索目前累計(jì)荷載在953kN～1380kN之間，與鎖定荷載比較，荷載增量在2.48%～40.92%之間，是鎖定荷載的0.95倍～1.38倍；設(shè)計(jì)荷載為1800kN的錨索目前累計(jì)荷載在1768kN～2750kN之間，與鎖定荷載比較，荷載增量在6.31%～57.29%之間，是鎖定荷載的0.98倍～1.53倍。
　　5、結(jié)語
　?。?）根據(jù)工期要求及地下洞室群布置特點(diǎn)，盡量結(jié)合永久洞室規(guī)劃布置施工支洞，保證地下廠房開挖支護(hù)有足夠的施工通道，多開工作面對加快施工進(jìn)度非常有利。該廠房系統(tǒng)開挖支護(hù)于2003年12月9日開工，2006年4月30日完工，歷時28.5個月，實(shí)現(xiàn)了同等規(guī)模地下廠房的快速開挖。
　?。?）對于大跨度斷面地下洞室開挖按“新奧法”原理，頂拱開挖時利用地質(zhì)探洞超前進(jìn)行安全監(jiān)測，“先中導(dǎo)洞貫通后再頂拱、兩側(cè)“品”字型”擴(kuò)挖，適時實(shí)施系統(tǒng)支護(hù)，頂拱以下按“小洞穿大洞、先洞后墻”原則，采取“邊墻預(yù)裂、立面薄分層，平面分半”方法開挖是一種快速有效的開挖方法。該方法立面上按上層開挖支護(hù)結(jié)束后開始下層開挖，平面上利用廠房長度優(yōu)勢，開挖超前、支護(hù)緊跟施工，上層支護(hù)與下層開挖錯距平行交叉作業(yè)，合理實(shí)現(xiàn)了上下層工序搭接，增加單層開挖支護(hù)有效時段，減少了施工干擾。
　　（3）對于復(fù)雜地下洞室群開挖必須做好洞室交叉部位的支護(hù)工作，按“小洞穿大洞、先洞后墻”原則精心組織施工。在大洞室高邊墻下挖前及時做好小洞室的鎖口和系統(tǒng)支護(hù)，并在相交部位加強(qiáng)支護(hù)，在交叉口二倍洞徑洞段內(nèi)采取淺孔多循環(huán)的方式開挖，以確保安全。
　?。?）洞室開挖過程中根據(jù)地質(zhì)情況、開挖部位及洞室結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)置臨時動態(tài)變形觀測點(diǎn)、圍巖收斂監(jiān)測斷面及爆破振動觀測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)變形觀測數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對開挖過程中洞室穩(wěn)定進(jìn)行評判，進(jìn)而對開挖、支護(hù)程序的調(diào)控進(jìn)行指引，并根據(jù)量測信息反饋結(jié)果，調(diào)整各單項(xiàng)工序的施工參數(shù)，以策安全。從監(jiān)測成果分析，目前,地下廠房的頂拱及高邊墻已趨于穩(wěn)定。
（5）整個地下廠房頂拱、邊墻開挖成型良好、平均徑向超挖小于19.5cm， 尤其是吊車巖錨梁巖臺開挖平均徑向超挖僅8.9cm，其平整良好，使大跨度地下廠房施工水平上了一個新臺階，充分說明所采取該開挖方法是是科學(xué)合理、行之有效的，并有利于加快地下廠房通風(fēng)系統(tǒng)的形成，對加快整體施工進(jìn)度非常有利。