英语原文共 13 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

1. 地下厂房

7.1厂房类型变化的工程概况及原因

（a）项目概况

Genale-Dawa水电站（GD3 HPP）位于埃塞俄比亚南部的格纳莱河-达瓦河流域的第三个梯级水电站。属于热带雨林区，在北纬5°38′N和东经39°43′E.工程项目区距离首都亚的斯亚贝巴约400公里，距离肯尼亚大约200公里，距离索马里约100公里。这是一个引水式水电项目，水库集水面积的10445km2，最低蓄水位1080m左右，装机容量254MW，3台84.7mw水轮发电机组将安装。该项目具有92.5m3/s年均排放，总库容25.7亿msup3;，有效库容23.1msup3;，水库为多年调节性能。GD-3水电站主要由坝地区结构、引水系统和厂房结构的结构。

（b）厂房类型变化的原因

GD3水电站厂房布置设计是从2011年5月到10月进行。根据项目的实际情况与尾水地貌变化综合考虑，路线和扩大编组站优化，比较在项目投资方面进行，结构简化，易于操作和维修。因此，半地下厂房被认为有更多的优势并且2011年8月11日正式提交了重地计划的重大变更报告。此外，对“半地下厂房方案”的基本设计进行了补充勘探与设计。

从2011年10月13日到10月17日，召开了第一次设计联络会议，并要求业主代表要求设计师在厂房类型，进行项目投资、建设规划和布局条件等方面的更详细、全面的比较和选择。2011年12月16日，水利水电站系统的比较与选择完成。在该报告中，进行了详细的比较计划布局，项目投资和建设规划。最后得出以下结论：“半地下厂房 高压隧道”方案能使布局更加合理，施工更容易，施工期更好，项目投资更经济。因此，该计划被建议。2011年11月7日，厂房系统的基本设计报告完成并提交审批。

2012 年从一月到二月，根据多个传媒产业，设计师和业主代表提出半地下厂房方案，地下厂房方案适用于技术角度和厂房布局类型，这不是一个技术问题，但业主代表的意见，厂房的最终布局类型应该由埃塞俄比亚电力公司决定。

2012年5月18日，EPC承包商的建议（zggas GD-3 SZ [ 2012 ] 15号）通过，最后埃塞俄比亚电力公司确认选择地下厂房布置方案。因此，一个地下厂房的基本设计可能在5月和6月之间进行。下面的章节是对地下厂房方案设计的说明。

7.2设计标准和参考文献

设计标准主要是美国陆军工程兵部队的相关技术标准。设计基本上是按照雇主的设计合同文件，并参照可行性研究设计报告。主要设计标准包括：

[ 1 ] em1110-2-2104钢筋混凝土水工结构的强度设计；

[ 2 ] ACI318-02建筑规范要求混凝土结构（2002版）；

[ 3 ] em1110-2-2102土木结构的止水等成型接头材料；

[4 ] EM 1110-2-2300土石坝的总体设计和施工方面的考虑，美国陆军工程兵团,2004,07；

[5]EM 1110-2-1601防洪渠道水力设计，美国陆军工程兵团,1994，06,30；

[ 6 ] em1110-2-2400结构设计，美国陆军工程兵团，院评估，2003,06；

[ 7 ] em1110-2-6050液压混凝土结构抗震分析和反应谱，美国陆军工兵部队。1999，06；

[ 8 ] em1110-2-6051水工混凝土结构动力时程分析，美国陆军工兵部队。2003，12；

[ 9 ] em1110-2-1806民用工程项目的抗震设计和评估，美国陆军工兵部队。1995,07。

7.3工程地质条件

a）地形地貌

厂房区的地面是倾斜的，坡度为25°~ 30°,地表海拔1025m~ 980m左右，植被以相对稀疏的灌木和乔木为主。

b）地层岩性

在厂房区地表覆盖着残积物、洪积物，主要是棕黄色粉土，厚0.5m~ 2m，下伏基岩为太古界片岩和伟晶状花岗岩。根据对基岩裸露在周边钻孔和道路边坡岩性的统计，大约60% ~ 65%片岩和35% ~ 40%伟晶状花岗岩分布在这个地区。新鲜的片岩和伟晶岩是结构紧凑的刚性硬岩。

c）岩石风化

岩石的风化作用较浅，一般来说，深埋在对HW区下限深度为10m ~ 15m，MW区22m ~ 30m，地下厂房洞室群主要分布着新鲜岩石。岩石的接触部位不同，风化和蚀变作用也不同。

d）主要的不连续性

根据现有的地质调查资料，目前未发现在厂房区内有影响厂房布局的构造带。由于厂房面积接近PG和PG /AG地层的接触带和地壳运动的影响，在厂房区可能存在大的变形，这将通过进一步的钻探、平硐调查确定。对厂房的北部，有东北向断裂带F1和F3，以55°~ 60°/东南ang;45°~ 60°的发生，和NEE向断裂带F2，以70°~ 75°/东南ang;70°~ 80°发生。据推测，在厂房区主要断层沿东北 ~NEE向延伸。

厂区片理片岩的发生是在290°~ 340°/ SWang;40°~ 65°。

据附近的厂房TBM入口平台道路边坡的统计，在厂房区主要节理裂隙分布如下：

1）65°~ 80°/东南，西北ang;80°~ 90°；

2）25°~ 60°/东南ang;60°~ 85°；

3）310°~ 340°/ 西南，东北ang;75°~ 90°。

根据厂区的主要结构面统计，第一优先平面为片理面，第二为65°~ 80°/ SE和NWang;80°~ 90°处产生的节理面。参考节理玫瑰图和赤平投影图。

图7.3-1节理玫瑰图和厂房区赤平投影图

e）厂房区工程地质初步评估及处理建议

地下厂房枢纽主要位于新鲜岩石，60% ~ 65%片岩和35% ~ 40%伟晶状花岗岩，都属于刚性硬岩。岩石具有均匀完整性，围岩等级主要为Ⅱ级，少数几个为Ⅳ级。在厂房区，岩石水平承载能力差；地下水不丰富，地下水水位比较高，所以岩石渗透率低。然而，仍有可能沿断层或裂隙发生集中涌水现象。

7.4厂房位置和轴向的选择

在满足地下厂房复杂上覆岩层厚度（含侧岩厚度）的前提下，主厂房布置靠近下游侧，最大限度缩短斜拉索长度。厂房附近地形坡度为20°~30°。地下厂房位于新鲜太古宙片岩和伟晶状花岗岩，岩性交替，地层厚度变化较大。风化的交替通常是在无法触及的地方发现的。此外，节理裂隙发育，但岩石的完整性相对较差。厂房区主厂房位置应选择岩性单一的岩石区域，并满足要求。主洞室群选址应避开不利的地质体，如大型断裂、低性能以及可能的蚀变带等。

地形是非常开放的，厂房附近没有高陡的地形。地下厂房垂直埋深是110 ~ 150m。初步估计，厂房区地应力主要来自上覆岩层的自重应力，不控制地下厂房轴向的选择。对地下厂房轴向的选择，主要是考虑了轴向和片岩的片理之间的大交叉角，以及轴向和优势结构面之间的大交叉角。此外，综合考虑水的运输和发电线路，提出了厂房的轴向是东西方向。

7.5洞室间距选择

地下厂房位于TBM入口门户平台的右侧，垂直埋深约110m ~ 150m，主厂房和主变电洞依次从上游到下游沿水流方向发电。三个主洞室和一个访问通道连接主厂房和主变电洞，平行位于主厂房和主变电洞之间。根据工程经验和一般规律，地下洞室之间的岩柱厚度不应小于相邻洞室平均宽度的1～1.5倍。基于对洞室规模的分析研究，机电设备和工程的工程地质条件布置，确定了最大开挖宽度应为主厂房洞室24.08m，主变电洞室19.30m，主厂房和主变电洞之间的间距为30.35m，是1.38倍相邻洞室的平均开挖宽度。基于对洞室规模的分析研究，在主洞室和现阶段的地质条件，机电设备布置，宜选择主要地下厂房和主变电洞之间的距离为30.35m。

7.6厂房区布局

根据埃塞俄比亚省地震烈度区划，GD3水电站项目区属于低烈度区。自1988十一月起，亚的斯亚贝巴大学地震台进行了GD3水电站坝址的观察与评价。基于这样的观察和评估，最大设计地震加速度峰值为0.12g，运行基准地震峰值加速度为0.06g，相应的地震基本烈度为VI级。因此，这个项目是为了抵制VI级地震基本烈度在左岸布置输水系统和发电系统，以及包括地下结构和地上结构的厂房区的主结构。地下厂房为尾型。地下厂房枢纽主要由主厂房、主变电洞、主洞室及辅助洞室比如出入隧道，通风和排烟隧道（也作为施工支洞），空调风洞和高压电缆轴倾斜。上部结构主要包括控制中心楼和调车场，这是集中设置在主厂房下游侧开挖和回填的缓坡。主厂房布置在一条线上，在110.00m 东西方向和最小竖直埋深的纵轴上。从右到左，安装间、单位湾，左副厂房依次排列，长度分别28.20m，50.00m和16.00m。对主厂房尺寸78.20mtimes;23.00mtimes;44.48m（Ltimes;Wtimes;h）和384.7mw弗兰西斯水轮发电机组安装在厂房。单位间隔16.50m和设定高程海拔838.00m单小车桥式起重机，并将200t /15t额定起重能力，设置于厂房。开挖跨度24.80m以上岩锚吊车梁和23.00m以下岩锚吊车梁。安装湾的开挖跨度、拱顶形式和拱顶开挖标高与机器大厅相同。安装间设置在岩石地基，海拔848.20m地面高程，与发电机层地面高程相同。左侧辅助厂房开挖跨度与机房相同，左侧辅助厂房拱顶形式和拱顶开挖标高略小于机房。

主变洞位于下游的主厂房并且三个ssp-110000 / 400变压器提供能量。主变电洞室有一个垂直埋深约122.60m，和64.55mtimes;19.30mtimes;24.00m开挖尺寸（Ltimes;Wtimes;H）。主变电洞室地面标高848.20m左右，安装间相同，只是在安装间易于维护主变压器。

三个主洞室设置在主变电洞室与主厂房之间，开挖尺寸30.35mtimes;5.00mtimes;5.00m（长times;宽times;高）。这些主洞室是单体楼，底板标高海拔848.20m，发电机层高程相同。各种电气设备，如断路器、母线、励磁变压器等，均设置在母线槽内，其两端分别连接主厂房和主变压器。

在主厂房和主变洞之间的通道最大开挖尺寸30.35mtimes;3.00mtimes;2.50m（长times;宽times;高）。连接室只有一层，848.20m高程，并用它作为主厂房和主变电洞室之间的通道。

在安装湾的右边，通道通往发电厂。访问隧道全长657.20m明确6.50mtimes;6.00m截面尺寸（宽times;高），7.3%的一个全面的纵向梯度和坡向的洞穴。转轮设置在隧道入口。

敞开式调车场、中央控制楼副厂房、柴油发电机房、消防水泵房、绝缘油处理室和维修车间设置在温和地区280m，主变洞下游。为调车场提供了专用道路。

以某个多用途隧道为准则，结合永久性和临时性的溶洞、地下洞室群、排风系统、排烟口等2个洞室（主厂房洞室和主变室）。出入隧道也将作为主要的进气通道，和施工支洞③作为排气隧道主厂房和主变洞施工过程中，作为整个厂总排风隧道的HPP操作期间。

倾斜的高压电缆轴安装在主变洞高压电缆上下游侧，长度212.00m、坡度16.7%和最大断面开挖尺寸5.00mtimes;5.00m（宽times;高）。

详情参考编号（eth-gd3-bd-07-d08）和（eth-gd3-bd-07-d01 ~ 07）厂房布置。

7.7主厂房布局

安装间，机厅和地下副厂房布置在主厂房洞室从右到左，主厂房洞室开挖的总长度是83.20m。三心圆拱是选定洞室拱顶、拱开挖高程海拔分别是872.40m 871.95m（辅助厂房）。单小车桥式起重机，额定起重能力200t／15t在机电设备安装并提供维护主厂房，860.20m轨顶高程海拔岩锚梁作为起重机的支撑结构。开挖跨度24.80m以上岩锚吊车梁和23.00m以下岩锚吊车梁。厂房各部件的尺寸和标高是由设备的电气和机械学科所决定的。详情参考表7.7.1（表中的尺寸大小是明确的结构尺寸）：

表7.7.1单位和控制厂房尺寸主要参数