猴子巖水電站引水發電系統施工通道規劃

徐成，楊英，石巖林

(1.國電大渡河猴子巖水電建設有限公司，四川康定626005;2.中國水電顧問集團成都勘測設計研究院，四川 成都 610072)

1 工程概述

猴子巖水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內，是大渡河干流水電規劃調整推薦22級開發方案中的第9個梯級電站，采用壩式開發，樞紐建筑物主要由攔河壩、兩岸泄洪及放空建筑物、右岸首部式地下引水發電系統等組成。

水庫正常蓄水位高程1842 m，相應庫容6.62億m3，總庫容7.06億m3，死水位高程1802 m，調節庫容3.87億m3，具有季調節性能。電站裝機容量1700 MW(4×425 MW)，單獨運行多年平均年發電量70.15億kW·h;上游雙江口水庫建成后多年平均年發電量為73.64億kW·h。

2 引水發電系統布置

引水發電建筑物布置于河道右岸，采用首部地下廠房布置方式。引水采用“單管單機”供水，地下廠區主廠房、主變室、尾水調壓室三大洞室平行布置，尾水采用“兩機一室一洞”布置格局。引水發電建筑物主要由電站進水口、壓力管道、主廠房、副廠房、主變室、開關站、尾水調壓室、尾水洞等建筑物組成。

電站進水口位于大渡河右岸磨子溝下游，采用岸塔式進口，4臺機組進水口呈“一”字型并排布置，進水口塔體尺寸為122 m×30 m×71.5 m(長×寬×高)。進水口底板頂高程為1781 m，塔頂高程為1847.5 m，相鄰進水塔之間設一條沉降縫，每個塔體結構獨立。

壓力管道采用單機單管布置，4條管道平行布置，上平段管軸線間距30 m，下平段管軸線間距30.54 m，上、下平段采用60°斜井連接，壓力管道內徑10.5 m，單機設計引用流量368.4 m3/s，流速4.25 m/s。

發電廠房布置于大渡河右岸略靠壩軸線上游山體內，廠房最小垂直埋深約380 m，最小水平埋深約250 m。主廠房尺寸為219.5 m×29.2 m×68.7 m(長×寬×高)，主變室尺寸為139 m×18.8 m×25.2 m(長×寬×高)，尾調室尺寸為140.5 m×23.5 m×75 m(長×寬×高);三大洞室平行布置，尾水調壓室中心線和廠房頂拱中心線間距為134.9 m，主變室與廠房和尾水調壓室間巖柱厚度分別為45 m 和44.75 m。

尾水系統采用“兩機一室一洞”布置格局，兩條尾水洞與調壓室的連接采用室內交匯方式。調壓室為兩個長條形圓拱直墻阻抗式，中間采用15.5 m 厚巖柱隔開，調壓室斷面尺寸分別為64 m×20 m×57.5 m、57 m×20 m×57.5 m(長×下室寬×高)。1、2號尾水洞長度分別為805.264 m、669.318 m，主洞斷面尺寸為12 m×16 m(寬×高)。

3 施工通道規劃原則

猴子巖水電站引水發電系統施工通道依據以下原則規劃:

(1)充分利用省道S211、2#公路、4#公路隧道、主廠房進風洞、進廠交通洞等已形成的主要通道結合各部位洞室開挖、混凝土澆筑等不同時段施工需要，從上述主要通道派生施工支洞輻射至各部位，盡可能形成循環通道或雙通道。

(2)各施工通道布置采取永久與臨時相結合的原則，充分考慮圍巖穩定性要求，盡量不破壞圍巖的整體性。各施工支洞路線力求平面布置平順、便捷，坡度適中，以有利于行車安全，組織高效快速施工;同時盡可能減小工程量，以節省施工成本。

(3)引水系統、地下廠房系統、尾水隧洞系統三大系統施工通道相對獨立，各主要施工通道均按雙車道考慮，主要施工通道路面均作混凝土硬化處理。

(4)施工通道布置時，考慮施工用風、水、電管線路布置，盡可能為施工臨時設施預留一定的空間，為施工通風散煙創造有利的條件。

4 施工通道具體規劃

本工程地下洞群施工在充分利用設計洞室兼作施工通道的基礎上，共規劃施工支洞13條，通道總長度為3030.43 m，具體布置見引水發電系統施工通道總平面布置圖(圖1)。

圖1 引水發電系統施工通道總平面布置圖

(1)進水口施工支洞。

進水口高程1840 m 以上部分通過已有的S211-3#公路進行施工。為了解決高程1840 m以下部分的施工，布置了6#公路，從2#公路隧道至進水口底板。6#公路起點為2#公路的高程1755.7 m 處，終點至進水口高程1779 m 平臺，長度為518 m，平均縱坡4.6%，設計斷面尺寸為8 m×7 m，城門洞型。

(2)壓力管道施工支洞。

為了滿足壓力管道上平段、壓力管道斜管段施工，從6#公路布置壓力管道上平段支洞進入壓力管道上平段。壓力管道上平段支洞起點為6#公路樁號0+453，終點位于1#壓力管道的(管1)0+027，長度為230 m，起點高程1776.5 m，終點高程1776.9 m，平均坡度0.2%，設計斷面尺寸為8 m×7 m，城門洞型。

為了滿足壓力管道下平段施工、壓力管道斜管段、壓力管道鋼管安裝，從4#公路隧道布置壓力管道下平段支洞進入壓力管道下平段。壓力管道下平段支洞起點為4#公路樁號K0+000，終點位于4#壓力管道的(管4)0+400.116，長度為374.63 m，起點高程1703 m，終點高程1680 m，平均坡度8.85%，設計斷面尺寸為12.5 m×7 m，城門洞型。

(3)三大洞室施工支洞。

三大洞室開挖及支護在利用設計洞室作為通道以外，新增了5條施工支洞。所利用的設計洞室分別為進廠交通洞、主廠房進風洞、主變排風洞、尾調交通洞、壓力管道下平段、尾水管、母線洞等。新增的5條施工支洞分別為主變室上支洞、尾調中支洞、1#支洞、2#支洞、4#支洞。

主變室施工上支洞布置于主變室左端墻的上部，主要負責主變室第Ⅰ～Ⅲ層的開挖和支護。主變室上支洞起點為主廠房進風洞樁號(進)0+54.8，終點位于主變室左端墻，長度為99 m，起點高程1722 m，終點高程1720.6 m，平均坡度為1.3%，設計斷面尺寸為8 m×7 m，城門洞型。

尾調中支洞布置于尾水調壓室右端墻的中部，主要負責進行1#尾調室第Ⅳ～Ⅵ層的開挖。尾調中支洞起點為進廠交通洞樁號0+120，終點位于尾調室右端墻，長度為29.8 m，起點高程為1703.97 m，終點高程1704 m，為平段，設計斷面尺寸為8 m×7 m，城門洞型。

1#支洞布置于主廠房左端墻的副廠房底板上，主要負責第Ⅴ～Ⅶ層的開挖支護，可以與母線洞形成雙通道，并有利于提高通風效果。廠房第Ⅴ層開挖受到壓力管道下平段處帷幕灌漿的影響，不能及時形成壓力管道下平段的施工通道，若無1#支洞，則只有通過豎井尾水連接洞出渣，將降低開挖效率。1#支洞起點為4#公路隧道K0+347，終點位于廠房左端墻，長度為200 m，起點高程1707 m，終點高程1691.5 m，平均坡度為7.75%，設計斷面尺寸為8 m×7 m，城門洞型。

2#支洞布置于尾水調壓室左端墻的中部，主要負責尾調室2#閘室第Ⅳ～Ⅵ層的開挖支護。設計要求尾調室兩單室開挖時不應同時下降，高差應不小于20 m，從而使兩個閘室成為相對獨立的開挖單位，因此需要為2#閘室布置單獨的通道，以便快速進行開挖支護。若無此支洞，則2#閘室第Ⅳ層以下的開挖均需采用溜渣井進行開挖，從而將增加開挖的難度并降低開挖進度。2#支洞起點為4#公路隧道K0+256，終點位于尾調室左端墻，長度為88 m，起點高程1705 m，終點高程1703 m，平均坡度2.3%，設計斷面尺寸為8 m×7 m，城門洞型。

4#支洞布置于主廠房右端墻的中上部，主要負責主廠房第Ⅲ、Ⅳ層的開挖支護和巖錨梁的施工，與主廠房進風洞形成雙通道并便于巖錨梁的施工和第Ⅲ、Ⅳ層的開挖支護，為廠房該部位的快速施工創造順暢的通道條件。4#支洞起點為管道下平段支洞0+10.6，終點位于廠房右端墻，長度為80 m，起點高程1903 m，終點高程1710 m，平均坡度8.8%，設計斷面尺寸為8 m×7 m，城門洞型。

(4)尾水洞系統施工支洞。

尾水洞共布置4條施工支洞，分別為尾水連接洞支洞、3#支洞、尾水洞上支洞、尾水洞下支洞。

尾水連接洞支洞主要負責尾水連接洞下層的開挖支護、主廠房第Ⅸ層的開挖和混凝土施工通道。尾水連接洞支洞起點為壓力管道下平段支洞樁號0+187.7，終點位于尾水連接洞的廠縱0+74.8，長度為446 m，起點高程1688.6 m，終點高程1666.32 m，平均坡度6.76%，設計斷面尺寸為8 m×7 m，城門洞型。

3#支洞布置于調壓室附近，主要負責尾水連接洞上層開挖并作為尾水洞下層開挖的鉆爆通道。該支洞將尾水洞和調壓室分隔為相對獨立的施工部位，可以有效的減少尾水洞與三大洞室的施工干擾，將提高三大洞室和尾水洞的施工效率。3#支洞起點為尾水連接洞支洞0+212，終點位于尾水洞(尾2)0+15.8，長度為260 m，起點高程1674 m，終點高程1677 m，平均坡度1.1%，設計斷面尺寸為7 m×6 m，城門洞型。

尾水洞上支洞主要負責尾水洞上層的開挖支護。尾水隧道上支洞起點為省道S211，終點位于(尾2)0+521.567，長度為395 m，起點高程為1710.5 m，終點高程1696 m，平均坡度7.14%，設計斷面尺寸為8 m×7 m，城門洞型。

尾水洞下支洞主要負責尾水洞下層的開挖支護和混凝土施工。尾水隧道下支洞起點為尾水隧道上支洞0+286.4，終點位于(尾2)0+367.567，長度為260 m，起點高程1689 m，終點高程為1672.4 m，平均坡度8.3%，設計斷面尺寸為8 m×7 m，城門洞型。

(5)排水廊道施工支洞。

廠房排水帷幕包圍三大洞室系統并穿越三大洞室之間，在不同高程布置了三層排水廊道。為了盡快形成排水條件，利于廠房開挖施工，在第三層設置了一條排水廊道支洞。排水廊道支洞起點為尾水連接洞支洞0+134，終點位于第三層排水廊道，長度為50 m，起點高程1679 m，終點高程1775 m，平均坡度8%，設計斷面尺寸為3 m×3 m，城門洞型。

5 結語

猴子巖水電站引水發電系統洞室多、結構復雜，主要洞室跨度大，支護型式多樣，工藝復雜，開挖支護工期緊。同時，設計要求主變室頂拱開挖應滯后廠房和尾水調壓室頂拱開挖，三大洞室開挖程序應考慮到方便洞室之間對穿錨索的施工，減小廠房、主變室圍巖塑性變形，引水隧洞壓力鋼管下平段、母線洞、尾水調壓室、尾水管及尾水管連接洞與機坑間隔開挖，保證洞間巖柱的穩定。筆者在考慮上述施工重、難點問題的基礎上提出的施工通道布置，不僅能夠保證猴子巖水電站引水發電系統整體的開挖支護有足夠的通道、足夠的施工作業面，而且能夠保證合同工期，對類似工程具有借鑒參考價值。