小湾水电站地下厂房系统工程是一个洞室纵横交错，平、斜、竖相贯、庞大复杂的地下洞室群，要实现快速开挖支护需认真研究、合理布置施工通道、科学设计通风散烟方案，形成相对独立又联系的各施工体系,科学选择施工程序，有效运用“新奥法”原理，适时系统支护，按“小洞穿大洞、先洞后墙”原则，采取“边墙预裂、薄层分半”开挖方法，尽早形成通风系统，超前实施安全监测，有效监测分析、反演计算，以实现大跨度地下厂房快速开挖。

    1工程概况

    小湾水电站装机容量6x700MW。该电站引水发电系统工程是一个超大型地下洞室群工程，在不到0.3km2的区域里布置近百条洞室，总长度近17km，这些洞室纵横交错，平、斜、竖相贯，形成庞大而复杂的地下洞室群。整个系统分引水、厂房及尾水三大系统。具体有主副厂房、主变室、调压室三大洞室和六条引水压力管道、六条母线洞、两条尾水洞以及交通洞、运输洞、出线洞和通风洞等地下建筑物组成的一个庞大地下洞室群及进水口、尾水出口、开关站、地面控制楼、通风洞口等地面建筑物组成。

    该地下厂房系统从河床侧向山体侧依次布置有空调机房、安装间侧副厂房、安装间、主厂房、副厂房，开挖尺寸为298.40mx30.6mx79.38m。设置有吊顶岩锚梁及岩锚吊车梁，其上部厂房开挖跨度为30.6m，下部开挖跨度28.3m，最大开挖高度84.88m，是目前世界最大的地下厂房之一。厂房里端墙外侧布设有Φ8.8m主排风，外端墙侧布设Φ10.5m电梯井，其上游侧6条压力管道贯入，下游侧分别在厂房中部、底部有6条母线洞及6条尾水支洞穿过，主变室平行布置在厂房下游侧，与厂房间净距为49.7m。尾水管后延扩大段开挖跨度达22.5m，从而，导致相间岩柱隔墩仅有10.5m，其挖空率达68.18%，该部位工程安全问题尤为突出。

    该系统布置地段分布的地层主要为时代不明的中～深变质岩系（M）及第四系（Q）。地下厂房、母线洞及主变室地段分布的岩层为MIV-1层黑云花岗片麻岩夹薄层透镜状片岩，新鲜完整的片麻岩、片岩均属坚硬岩石。主要构造线走向与厂房、主变室、尾水闸门室的轴线夹角约45°，陡倾角断层倾向上游，有利于顶拱的稳定，但对边墙（尤其是厂房下游边墙）的稳定将会产生不利的影响。在逐层开挖时，须对由几组结构面形成的潜在不稳定楔形体及时进行锚固。III级断层F5、F11、F10、F27在该地段通过。Ⅳ级结构面发育，规模较大的Ⅳ级结构面主要有f11、f14等。Ⅴ级结构面发育，主要为成组发育的节理和随机节理，对厂房顶拱危害较大，必须及时喷锚支护。

    设计支护的基本参数为：顶拱Φ28（Φ32）@2.0mx2.0m，L=4.5m（9m），梅花型交错布置，喷C30钢纤维砼厚0.2m，遇断层及破碎带打125KN级Φ32@1.0mx1.0m，L=9.0m预应力锚杆，加钢筋肋拱喷锚支护。边墙打设锚杆Φ25（Φ32）@2.0mx2.0m，L=4.5m（9m），梅花型交错布置，喷C20维纤维砼厚0.15m，遇断层及破碎带挂网Φ6.5@0.2mx0.2m，锚杆加密为1.5mx1.5m，局部打设125KN级Φ32@1.0mx1.0m，L=9.0m预应力锚杆。洞口交叉处设有两排Φ32，L=9.0m的预应力锁口锚杆。上、下游边墙分别共布置8排、9排1000KN、1800KN级的预应力锚索，基本间距为@5mx5m。