从70~80年代,中水东北勘测设计研究有限责任公司设计了3个地下电站厂房并均投入运行。回龙山地下电站厂房1972年建成,厂房尺寸为66×17.2×38m(长×宽×高,下同);镜泊湖地下电站厂房1976年建成,厂房尺寸为79.7×13.75×27m;白山地下电站厂房1984年建成,厂房尺寸为121.5×25×54.2m。
这些厂房的布置紧凑,洞室集中。回龙山地下厂房布置在一个单薄的山脊中,两侧沟谷深切,岩石的强度很高,利用沟谷出露的岩石露头作为各施工支洞的洞口,支洞的长度均很短,且施工支洞略加改造均成为电站副厂房的永久洞室。所以工程量少,周围自然面貌基本未被破坏。
白山地下厂房在建设当时,为国内水电地下厂房规模最大。地下洞室布置密集,共有44个洞室空间交叉布置在主厂房周围,构成密集的地下洞室群,洞室间围岩厚度小,主变室和主厂房间岩墙厚度仅16.5m,为主厂房跨度的0.66倍,实为当时少有。
地下厂房及其它洞室的支护结构,改变了50~60年代均用钢筋混凝土结构支护的方法,而普遍采用了喷混凝土--锚杆支护的新结构,新工艺。这样做工程安全,材料省、施工速度快。过去,把洞室围岩单纯作为需要结构支护的荷载,而70年代根据自身的实践和国外的实践,总结出的理论认为:洞顶及洞壁岩石经过适当加固后,可以把岩体当做为能承受荷载的结构,而不是需要结构支承的荷载。所谓适当的加固措施,就是在岩体中适量的插锚杆,锚杆间挂钢丝网并在拱顶和岩壁喷一层薄薄的混凝土。一些试验资料证明,其具有很高的抗力强度。
进入80年代,更可以用有限元法在计算机上精确的算出岩体各部位的应力和应变。再辅以各种岩体变形的监测和予报手段。就使喷锚支护理论具备了科学基础而广泛被人们利用。
在地下厂房吊车梁结构的设计上也有所突破。在回龙山电站地下厂房设计中,吊车梁结构采用岩台式吊车梁,当时在国内为首创;镜泊湖电站地下厂房采用了肋拱悬吊式吊车梁结构,按吊车吨位当时是国内第一位;白山电站尾闸门室采用了岩壁牛腿式吊车梁。
上述这些吊车梁结构均可减少地下厂房岩石开挖跨度,且施工程序上方便很多,在厂房上部岩石开挖完后却可以引成吊车梁并装吊车,大为方便了厂内的施工运输。此项设计1987年获水电部科技进步二等奖。
目前,国内几个大型地下厂房采用岩壁吊车梁,可以进一步减少厂房开挖跨度,说明此项技术又进一步向前发展了。
中水东北勘测设计研究有限责任公司设计并于70年代投入运行的大直径引水隧洞,也达到了较高的技术水平。回龙山引水隧洞建于较风化的凝灰岩中,横断尺寸为11.2×11.2m2城门型,全部用喷锚衬砌结构支护。太平哨水电站两条引水隧洞长各为500余米,横断面尺寸10.2×10.2m2,隧洞喷混凝土面积仅占全部面积的28.2%,这在当时是国内大型引水隧洞喷锚面积百分数最少的隧洞之一。其余为不喷不衬岩壁。隧洞采用光面爆破施工方法,洞壁的平均起伏差仅有11.5cm,隧洞岩石超挖量为5.82~5.27%,半孔痕迹保留率达64%。
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