玛尔挡水电站导流洞施工支洞布置规划设计
（1青海华鑫水电开发有限公司；2中国水利水电第三工程局有限公司）
摘要：黄河玛尔挡水电站导流洞工程结合现场的施工条件对局部施工支洞进行了调整，使施工支洞的布局更加合理化，有效地减小了施工干扰，极大地改善了施工交通运输条件。在施工过程中又根据相关标段交面情况及实际施工进度情况增设或调整了部分施工支洞，保证了导流洞的工期。本工程导流洞施工支洞的布置及调整方案可供类似工程借鉴。
关键词：玛尔挡水电站 导流洞 施工支洞 布置规划
1 工程概况
玛尔挡水电站是龙羊峡以上黄河干流湖口至尔多河段规划的第九座梯级电站，位于青海果洛藏族自治州玛沁县拉加镇上游约 5km 的黄河干流上，左岸为玛沁县，右岸为玛沁县及海南藏族自治州同德县，距上游规划的宁木特水电站约 80km，距下游规划的尔多水电站约 33km，电站距西宁公路里程 346km，西宁—果洛S101省道从坝址右坝肩下游通过，对外交通便利。
玛尔挡水电站装机容量2200MW，开发建设的主要目的是发电。整个枢纽由混凝土面板堆石坝、右岸溢洪道、泄洪放空洞、地下引水发电系统、750kV汇流站等建筑物组成。工程等级为一等大（1）型。
导流建筑物由上、下游围堰和左岸导流洞组成，导流洞总长1263.686m，闸门采用洞内竖井式布置，隧洞断面采用圆拱直墙型，净断面尺寸为13m×16m。上、下游围堰均采用土石围堰。上游围堰采用防渗墙上接均质土坝的防渗方式，下游围堰采用防渗墙防渗。上游围堰最大高度53m，下游围堰最大高度16m。
导流洞工程由于洞身段埋深大（200～220m），大多为微新变质砂岩，岩层单层厚度一般30～50cm，层间天然状态下（即有围压条件下）结合较好，但开挖后应力向洞周释放，易于板状开裂。层间断层不多，裂隙大多短小，以Ⅱ类围岩为主，遇较大断层等时围岩类别降低。导流隧洞围岩以Ⅱ类为主，占该洞段的63.2%；仅进出口段及洞身局部结构面发育带围岩为Ⅲ～Ⅳ类，约占该洞段的36.8%。
原招标文件中导流洞沿线布置的主要施工支洞为1#、2#、3#施工支洞和导流洞闸室交通洞。
1#施工支洞沿线为微风化—新鲜变质砂岩，以Ⅱ类围岩为主，但因岩层陡倾，且与洞轴线夹角小，开挖边墙易板状开裂，受缓倾角裂隙影响，顶拱局部小范围塌方的可能性较大。
2#施工支洞岩性为变质砂岩，岩体为弱风化—微风化，以Ⅱ类围岩为主，岩层与洞轴线大角度相交，受缓倾角裂隙影响，顶拱局部可能小范围塌方。
3#施工支洞上叉洞岩性为变质砂岩，岩体为弱风化，以Ⅲ类围岩为主，岩层与洞轴线近于正交（对边墙稳定有利），受缓倾角裂隙影响，顶拱局部可能小范围塌方；下叉洞岩层与洞轴线大角度相交（对边墙稳定有利），受缓倾角裂隙影响，顶拱局部可能小范围塌方；导流洞闸室交通洞沿线基岩为微风化—新鲜的变质砂岩，以Ⅱ类围岩为主，岩层与洞轴线大角度相交（对边墙稳定有利），受缓倾角裂隙影响，顶拱局部可能小范围塌方；过坝低线交通洞沿线基岩岩性主要为变质砂岩和二长岩，以Ⅱ类围岩为主，但因岩层陡倾，且与洞轴线夹角小，开挖边墙易板状开裂，受缓倾角裂隙影响，顶拱局部可能小范围塌方。
该工程具有洞室较多、布置紧凑、立体交错、工程量较大、地质构造相对复杂、工期紧等特点。因此，合理布置通畅的施工通道，满足工期要求，实现均衡生产，对导流洞工程按期截流施工尤其重要。为保证本合同地下洞室群优质、高效、按期完工，减少施工干扰，根据招标文件和施工进度要求，结合施工期通风考虑，适当增加施工通道，并对施工通道进行规划。
2 施工支洞布置原则
（1）施工支洞布置应分别满足导流洞工程的施工要求，形成导流洞进口、导流洞中部、导流洞出口及闸室段施工的相对独立性，同时有机联系各个系统，为各主要洞室平行作业创造条件，实现多工作面连续施工。
（2）导流洞结构体形大，在主要建筑物不同高程设置施工支洞，满足“平面多工序、立体多层次作业”的施工组织设计要求，合理规避施工干扰，以保证工程施工均衡、有序进行。
（3）施工支洞的布置要有利于通风系统的设置，有效解决地下洞室的通风散烟，确保施工人员的身心健康，充分体现以人为本，提高施工效率。
（4）施工支洞的断面设计需满足交通运输及本合同后续施工项目的运输要求，同时满足本合同施工所需的大件和重件运输要求，并有利于施工供风、供水、供电、排水、通风及照明等临时设施的布置，提高施工支洞的通行能力。
（5）满足施工期工程防洪度汛要求。
（6）在满足永久洞室稳定的前提下，结合永久洞室的布置，尽量利用永久洞室作交通洞，以减少临建工程量。
（7）不影响工程的结构，尽量避免断层、破碎带的影响。
3 业主提供的施工通道
业主提供及场内交通设施如下：左岸上坝公路、左岸至导流洞施工支洞公路、左岸乡间公路、左岸L2#便道、左岸导流隧洞施工支洞、跨黄河交通桥。
4 招投标阶段规划施工支洞
招投标阶段低线过坝交通洞、导流洞施工支洞三维布置见图1。
图1 招投标阶段低线过坝交通洞、导流洞施工支洞三维布置示意图
为加快导流洞施工进度，规划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、导流洞闸室交通洞、左岸过坝交通洞，未完部分全部由中标人承建。招投标阶段规划施工支洞特性见表1。
表1 招投标阶段规划施工通道特性表
续表
5 施工期新增及调整的施工支洞
由于工程规划的左岸低线过坝交通洞及3#施工支洞下叉洞等主要通道受资金、供电及资源投入相对不足、断层影响，施工工期比原计划滞后了3～4个月，且由于投标阶段规划的施工支洞基本均以上述两条通道为起点，为了保证主体工程的施工进度，在施工期新增加了0#施工支洞，对1#施工支洞起点（调整为2#施工支洞）、长度及洞线进行了调整，同时调整了2#施工支洞进洞点为左岸低线过坝交通洞，并调整了开挖施工总体程序安排。
本工程导流洞具有洞线较长、进口河谷深切、边坡高陡、河谷狭窄、开挖断面大、施工道路布置困难等特点，导流洞中部布置闸门井，闸门井施工对洞身施工有一定干扰。根据地形、地质条件、施工工期安排、施工现场的交通要求，为满足导流洞及围堰施工要求，在导流洞出口上游布置过坝交通洞进口，在上游围堰堰顶布置过坝交通洞出口，形成过坝交通洞；在过坝交通洞分岔形成0#、1#、2#、3#施工支洞和去闸室交通洞，利用0#施工支洞进行导流洞进口施工，利用其他施工支洞进行导流洞施工，单个施工支洞最大控制隧洞长度约 340m。
（1）0#施工支洞布置在导流洞进口下游侧，主要进行导流洞进口工作面开挖及混凝土施工期的交通运输。
（2）1#施工支洞上、下叉洞均布置在闸前洞室段桩号导 0+215.339，进洞点高程分别为3088.9m和3097.0m，最大坡度为7.4%，主要进行导流洞上游段工作面开挖及混凝土施工期的交通运输。
（3）2#施工支洞上叉洞布置在闸室下游桩号导0+594.615，最大坡度为7.33%，进洞点高程为3096.5m；下叉洞布置在闸室上游导0+382.00，进洞点高程为3087.00m，主要进行导流洞中游段及闸室段工作面开挖施工期的交通运输。
（4）3#施工支洞上、下叉洞分别布置在导1+080.358和导0+873.471，最大坡度为8.3%，进洞点高程分别为3092.0m和3085m，主要进行导流洞下游段工作面开挖及混凝土施工期的交通运输。
（5）左岸低线过坝交通洞下游进洞口距导流洞出口约50m，进洞口高程为3100m，上游出洞口与主河床上游围堰堰顶连接，其高程为3135.00m，在k0+811.16处分下叉洞与主河床上游围堰截流戗堤连接，下叉洞出洞口高程为3105m。左岸低线过坝交通洞洞身段长1033m,下叉洞洞身段长210m。
5.1 新增0＃施工支洞
由于进口部位没有施工通道，且由于进口部位工期滞后近5个月，为尽早开展进口部位开挖及混凝土施工期的交通运输，实现按期截流目标，布置0#施工支洞，保证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
为提前进行导流洞中游段及闸室段工作面开挖施工期的交通运输，增加了2#施工支洞下叉洞。
5.3 调整部分支洞
由于3#施工支洞下叉洞工期相对滞后，而左岸低线过坝交通洞工程进度相对较快，为避免资源重复投入，改善通风排烟，加快施工进度，对1#施工支洞进行调整，取消投标时3#施工支洞至2#施工支洞段；同时充分利用左岸低线过坝交通洞，将2#施工支洞上叉洞延长，并将起点调整为左岸低线过坝交通洞；为有效利用1#施工支洞上叉洞，将1#施工支洞上叉洞进行后期扩挖，形成1#施工支洞下叉洞。
调整后导流洞工程布置情况及其特性见表2。
表2 调整后实际施工通道特性表
6 结语
根据现场实际情况需要，在投标的基础上增设0#施工支洞及2#施工支洞下叉洞，调整2#施工支洞上叉洞和1#施工支洞位置及轴线后，不仅在工期上满足了工程需要，形成了导流洞进口、导流洞上游段、中游段及下游段等主要工程部位的循环通风通道，极大地改善了通道通风效果，而且使0#施工支洞连通了导流洞
进口部位，形成了循环通道，极大地方便了整个工程施工。分层布置施工支洞满足了导流洞工程“平面多工序、立体多层次作业”的施工需要。施工中避开了主要断层带，实现了安全、快速施工目标。充分利用左岸低线过坝交通洞作为增加施工支洞的基础条件，调整后的施工支洞为施工创造了新工作面，增加了出渣通道，加快了导流洞工程的施工进度，同时降低了工程造价。这些措施，确保了按期截流目标的实现，工程安全运行至今。