云南洗馬河二級賽珠水電站廠房吊車梁設計

王坤

摘 要：賽珠水電站位于云南省昆明市祿勸縣境內，是洗馬河干流規劃中的第二個梯級電站，電站采用"碾壓混凝土拱壩、壩身泄洪表孔、沖沙孔、右岸引水系統、地下廠房"的樞紐布置方案，電站額定水頭680m，引水線路全長4.81km， 具有"高水頭、長引水"的特點。賽珠電站地下廠房位于普渡河上，廠房縱軸線方向為N26.0 E，開挖尺寸60.3m×17.4m×37.1m（長×寬×高），裝有3臺單機容量34MW的立軸沖擊式水輪發電機，年發電量4.285億KW.h。

關鍵詞：賽珠水電站；吊車梁；設計

主廠房吊車梁采用巖壁式，梁長上游墻側長60.32m，下游墻側長51.32m，其中下游墻側跨交通洞段為簡支混凝土吊車梁。主廠房內安裝有1臺雙小車橋式起重機，吊車最大起吊重量為1000kN，最大動輪壓350kN。巖錨吊車梁以上廠房跨度18.8m，以下廠房跨度17.4m。巖錨吊車梁已于2007年1月澆筑完畢，現已投入運行，目前運行狀況良好。

1 吊車梁設計

1.1 圍巖工程地質條件

地下廠房圍巖為P1y厚層狀灰巖，多屬Ⅱ類圍巖，局部有Ⅲ類圍巖。巖層走向N35 ～50 W，傾向NE，傾角10 ～20 ，巖層傾山內略偏上游。廠區內地質構造相對簡單，無大斷層通過，地質條件較好。

經開挖揭露：上游墻側樁號廠橫0+15～0+22.6m段巖臺形成較差，主要是因為該部位裂隙較發育，普夾黃色粘土，巖體破碎，特別是巖臺以下2～5m處的巖體破碎嚴重；下游墻側巖體裂隙較發育。從樁號廠橫0-37.5～0-28m段為交通洞；樁號廠橫0-28～0-23m段為溶蝕帶，發育溶洞，巖體破碎，圍巖不穩定，且巖臺以下巖體破碎，巖錨梁巖臺難形成，樁號廠橫0-23～0+22.6m段，巖體整體較好，巖錨梁巖臺可形成，但局部巖體較破碎，主要是因為發育N10～20°W/SW∠55～75°和N30～65°E/SE∠75～85°兩組裂隙，把巖體切割成小塊石狀，裂隙裂縫寬大多為0.1～0.5cm，充填巖屑、方解石，局部發育溶蝕裂隙。

1.2 巖錨吊車梁結構設計

巖錨吊車梁的設計主要分為兩部分，一是吊車梁本身結構設計；二是巖錨梁錨固錨桿設計。對于前者采用連續牛腿進行計算；對于后者采用剛體極限平衡法進行計算。

1.3 巖錨吊車梁錨固設計

（一）基本假定

因巖錨梁為一超靜定結構，受到地質條件和開挖爆破等諸多不確定因素的影響，無法對其進行精確的理論計算，所以計算都只能建立在一定的假設基礎上，在不同的工程中，采用了不同的設計手段和方法。把巖錨梁視為脫離體，建立剛體平衡方程。

（二）錨固計算

巖錨梁錨固按照要求需進行額定吊重計算，超重計算和巖壁超挖計算，計算方法均采用剛體極限平衡法，根據基本假定以及梁體受力圖建立平衡方程式。

根據計算結果，結合巖石松動屈服區深度理論及工程類比經驗，本文中介紹的巖錨梁上層受拉錨桿采用兩排φ36@50cm和φ36@60cm砂漿錨桿，長度為9m，入基巖7.3m。下部受壓砂漿錨桿為φ32@1.0m，長度9m。錨桿布置見圖3。

1.4 簡支吊車梁結構設計

本文介紹的地下廠房，進廠交通洞布置在安裝間下游側，吊車梁底部至安裝間層高度7.65m，進廠交通洞開挖高度9m，吊車梁部分梁體與進廠交通洞重合，故在進廠交通洞洞段巖錨梁巖壁無法形成，根據布置需要，吊車梁在跨交通洞段按照簡支吊車梁設計，簡支吊車梁跨度8.75m，梁截面尺寸1.55m×1.77m（寬×高）。如圖4所示。

通過對橋機荷載的計算分析，找出對吊車梁最不利荷載位置，計算簡支梁內力，根據計算結果梁體受力鋼筋選用10φ28，箍筋選用φ10@20cm，同時為增強梁體的抗扭能力，在簡支梁上部布置兩排錨桿，參數與巖錨梁相同。如圖5、6所示。

（1）地質缺陷處理

主廠房上游墻側約8m長由于地質原因，巖錨梁巖臺未形成，本工程采用了在該樁號段向山體內擴挖1m，回填同巖錨梁標號的混凝土，以及增設錨桿的工程措施；下游墻側長約10m由于地質原因未形成巖臺，由于該段緊挨進廠交通洞段，處理時采取了向山體內擴挖，再將跨交通洞的簡支吊車梁延長的措施進行處理。

（2）認識及探討

巖壁吊車梁是空間整體結構，影響因素較多，在計算上，可以采用剛體平衡理論、有限元、格柵梁法、模型試驗法等。而從一些工程的觀測資料來看，吊運重件時錨桿應力增值不大，而圍巖邊墻變位影響產生的應力是主要的，以常規方法計算無法反映，因此看來計算方法有待于完善和改進。但從幾個已建的工程巖壁吊車梁的運行情況看，采用常規分析方法的設計，安全是可以得到保證的。

巖壁吊車梁對施工技術要求很高，巖壁的開挖要采用少藥量小炮，特別是巖壁傾斜角β施工時要采用光面預裂爆破及轉角區圍巖預設防裂支護錨桿等技術，以保證設計開挖線。不允許欠挖，超挖則會引起巖壁吊車梁固定錨桿應力增加。當施工中出現大于允許的超挖或β角有所變化的時，必須進行專門驗算和采取措施。巖壁吊車梁錨桿孔位、方向和深度應準確并注意防止塌孔和堵塞，孔內注漿應飽滿，否則錨桿受力將達不到預期的效果。

應充分重視錨桿施工質量，包括錨桿的材質、間距、施工誤差、注漿密實度、長度等，要做到使每根錨桿的質量完全可靠。

地下廠房設計時在條件允許的情況下進廠交通應盡量布置在廠房端部，減少進廠交通對巖錨梁的影響，降低施工難度。

2 結束語

巖壁吊車梁在水電站地下廠房設計中是被廣泛采用的技術，具有公認的優越性。通過國內多工程的實踐，積累了很多經驗和寶貴的資料，常規設計方法雖然是安全可行的，但不能完全精確的分析清楚實際的受力狀況，且巖壁吊車梁結構的受力狀況受施工質量、圍巖開挖狀況、次序、支護的及時程度等多個因素的影響，計算方法仍需要進一步完善優化。

參考文獻：

[1] 程曉鳴，趙國杰. 引黃工程北干線平魯地下泵房巖錨吊車梁設計[J]. 水利水電工程設計，2012.

摘 要：賽珠水電站位于云南省昆明市祿勸縣境內，是洗馬河干流規劃中的第二個梯級電站，電站采用"碾壓混凝土拱壩、壩身泄洪表孔、沖沙孔、右岸引水系統、地下廠房"的樞紐布置方案，電站額定水頭680m，引水線路全長4.81km， 具有"高水頭、長引水"的特點。賽珠電站地下廠房位于普渡河上，廠房縱軸線方向為N26.0 E，開挖尺寸60.3m×17.4m×37.1m（長×寬×高），裝有3臺單機容量34MW的立軸沖擊式水輪發電機，年發電量4.285億KW.h。

關鍵詞：賽珠水電站；吊車梁；設計

主廠房吊車梁采用巖壁式，梁長上游墻側長60.32m，下游墻側長51.32m，其中下游墻側跨交通洞段為簡支混凝土吊車梁。主廠房內安裝有1臺雙小車橋式起重機，吊車最大起吊重量為1000kN，最大動輪壓350kN。巖錨吊車梁以上廠房跨度18.8m，以下廠房跨度17.4m。巖錨吊車梁已于2007年1月澆筑完畢，現已投入運行，目前運行狀況良好。

1 吊車梁設計

1.1 圍巖工程地質條件

地下廠房圍巖為P1y厚層狀灰巖，多屬Ⅱ類圍巖，局部有Ⅲ類圍巖。巖層走向N35 ～50 W，傾向NE，傾角10 ～20 ，巖層傾山內略偏上游。廠區內地質構造相對簡單，無大斷層通過，地質條件較好。

經開挖揭露：上游墻側樁號廠橫0+15～0+22.6m段巖臺形成較差，主要是因為該部位裂隙較發育，普夾黃色粘土，巖體破碎，特別是巖臺以下2～5m處的巖體破碎嚴重；下游墻側巖體裂隙較發育。從樁號廠橫0-37.5～0-28m段為交通洞；樁號廠橫0-28～0-23m段為溶蝕帶，發育溶洞，巖體破碎，圍巖不穩定，且巖臺以下巖體破碎，巖錨梁巖臺難形成，樁號廠橫0-23～0+22.6m段，巖體整體較好，巖錨梁巖臺可形成，但局部巖體較破碎，主要是因為發育N10～20°W/SW∠55～75°和N30～65°E/SE∠75～85°兩組裂隙，把巖體切割成小塊石狀，裂隙裂縫寬大多為0.1～0.5cm，充填巖屑、方解石，局部發育溶蝕裂隙。

1.2 巖錨吊車梁結構設計

巖錨吊車梁的設計主要分為兩部分，一是吊車梁本身結構設計；二是巖錨梁錨固錨桿設計。對于前者采用連續牛腿進行計算；對于后者采用剛體極限平衡法進行計算。

1.3 巖錨吊車梁錨固設計

（一）基本假定

因巖錨梁為一超靜定結構，受到地質條件和開挖爆破等諸多不確定因素的影響，無法對其進行精確的理論計算，所以計算都只能建立在一定的假設基礎上，在不同的工程中，采用了不同的設計手段和方法。把巖錨梁視為脫離體，建立剛體平衡方程。

（二）錨固計算

巖錨梁錨固按照要求需進行額定吊重計算，超重計算和巖壁超挖計算，計算方法均采用剛體極限平衡法，根據基本假定以及梁體受力圖建立平衡方程式。

根據計算結果，結合巖石松動屈服區深度理論及工程類比經驗，本文中介紹的巖錨梁上層受拉錨桿采用兩排φ36@50cm和φ36@60cm砂漿錨桿，長度為9m，入基巖7.3m。下部受壓砂漿錨桿為φ32@1.0m，長度9m。錨桿布置見圖3。

1.4 簡支吊車梁結構設計

本文介紹的地下廠房，進廠交通洞布置在安裝間下游側，吊車梁底部至安裝間層高度7.65m，進廠交通洞開挖高度9m，吊車梁部分梁體與進廠交通洞重合，故在進廠交通洞洞段巖錨梁巖壁無法形成，根據布置需要，吊車梁在跨交通洞段按照簡支吊車梁設計，簡支吊車梁跨度8.75m，梁截面尺寸1.55m×1.77m（寬×高）。如圖4所示。

通過對橋機荷載的計算分析，找出對吊車梁最不利荷載位置，計算簡支梁內力，根據計算結果梁體受力鋼筋選用10φ28，箍筋選用φ10@20cm，同時為增強梁體的抗扭能力，在簡支梁上部布置兩排錨桿，參數與巖錨梁相同。如圖5、6所示。

（1）地質缺陷處理

主廠房上游墻側約8m長由于地質原因，巖錨梁巖臺未形成，本工程采用了在該樁號段向山體內擴挖1m，回填同巖錨梁標號的混凝土，以及增設錨桿的工程措施；下游墻側長約10m由于地質原因未形成巖臺，由于該段緊挨進廠交通洞段，處理時采取了向山體內擴挖，再將跨交通洞的簡支吊車梁延長的措施進行處理。

（2）認識及探討

巖壁吊車梁是空間整體結構，影響因素較多，在計算上，可以采用剛體平衡理論、有限元、格柵梁法、模型試驗法等。而從一些工程的觀測資料來看，吊運重件時錨桿應力增值不大，而圍巖邊墻變位影響產生的應力是主要的，以常規方法計算無法反映，因此看來計算方法有待于完善和改進。但從幾個已建的工程巖壁吊車梁的運行情況看，采用常規分析方法的設計，安全是可以得到保證的。

巖壁吊車梁對施工技術要求很高，巖壁的開挖要采用少藥量小炮，特別是巖壁傾斜角β施工時要采用光面預裂爆破及轉角區圍巖預設防裂支護錨桿等技術，以保證設計開挖線。不允許欠挖，超挖則會引起巖壁吊車梁固定錨桿應力增加。當施工中出現大于允許的超挖或β角有所變化的時，必須進行專門驗算和采取措施。巖壁吊車梁錨桿孔位、方向和深度應準確并注意防止塌孔和堵塞，孔內注漿應飽滿，否則錨桿受力將達不到預期的效果。

應充分重視錨桿施工質量，包括錨桿的材質、間距、施工誤差、注漿密實度、長度等，要做到使每根錨桿的質量完全可靠。

地下廠房設計時在條件允許的情況下進廠交通應盡量布置在廠房端部，減少進廠交通對巖錨梁的影響，降低施工難度。

2 結束語

巖壁吊車梁在水電站地下廠房設計中是被廣泛采用的技術，具有公認的優越性。通過國內多工程的實踐，積累了很多經驗和寶貴的資料，常規設計方法雖然是安全可行的，但不能完全精確的分析清楚實際的受力狀況，且巖壁吊車梁結構的受力狀況受施工質量、圍巖開挖狀況、次序、支護的及時程度等多個因素的影響，計算方法仍需要進一步完善優化。

參考文獻：

[1] 程曉鳴，趙國杰. 引黃工程北干線平魯地下泵房巖錨吊車梁設計[J]. 水利水電工程設計，2012.

摘 要：賽珠水電站位于云南省昆明市祿勸縣境內，是洗馬河干流規劃中的第二個梯級電站，電站采用"碾壓混凝土拱壩、壩身泄洪表孔、沖沙孔、右岸引水系統、地下廠房"的樞紐布置方案，電站額定水頭680m，引水線路全長4.81km， 具有"高水頭、長引水"的特點。賽珠電站地下廠房位于普渡河上，廠房縱軸線方向為N26.0 E，開挖尺寸60.3m×17.4m×37.1m（長×寬×高），裝有3臺單機容量34MW的立軸沖擊式水輪發電機，年發電量4.285億KW.h。

關鍵詞：賽珠水電站；吊車梁；設計

主廠房吊車梁采用巖壁式，梁長上游墻側長60.32m，下游墻側長51.32m，其中下游墻側跨交通洞段為簡支混凝土吊車梁。主廠房內安裝有1臺雙小車橋式起重機，吊車最大起吊重量為1000kN，最大動輪壓350kN。巖錨吊車梁以上廠房跨度18.8m，以下廠房跨度17.4m。巖錨吊車梁已于2007年1月澆筑完畢，現已投入運行，目前運行狀況良好。

1 吊車梁設計

1.1 圍巖工程地質條件

地下廠房圍巖為P1y厚層狀灰巖，多屬Ⅱ類圍巖，局部有Ⅲ類圍巖。巖層走向N35 ～50 W，傾向NE，傾角10 ～20 ，巖層傾山內略偏上游。廠區內地質構造相對簡單，無大斷層通過，地質條件較好。

經開挖揭露：上游墻側樁號廠橫0+15～0+22.6m段巖臺形成較差，主要是因為該部位裂隙較發育，普夾黃色粘土，巖體破碎，特別是巖臺以下2～5m處的巖體破碎嚴重；下游墻側巖體裂隙較發育。從樁號廠橫0-37.5～0-28m段為交通洞；樁號廠橫0-28～0-23m段為溶蝕帶，發育溶洞，巖體破碎，圍巖不穩定，且巖臺以下巖體破碎，巖錨梁巖臺難形成，樁號廠橫0-23～0+22.6m段，巖體整體較好，巖錨梁巖臺可形成，但局部巖體較破碎，主要是因為發育N10～20°W/SW∠55～75°和N30～65°E/SE∠75～85°兩組裂隙，把巖體切割成小塊石狀，裂隙裂縫寬大多為0.1～0.5cm，充填巖屑、方解石，局部發育溶蝕裂隙。

1.2 巖錨吊車梁結構設計

巖錨吊車梁的設計主要分為兩部分，一是吊車梁本身結構設計；二是巖錨梁錨固錨桿設計。對于前者采用連續牛腿進行計算；對于后者采用剛體極限平衡法進行計算。

1.3 巖錨吊車梁錨固設計

（一）基本假定

因巖錨梁為一超靜定結構，受到地質條件和開挖爆破等諸多不確定因素的影響，無法對其進行精確的理論計算，所以計算都只能建立在一定的假設基礎上，在不同的工程中，采用了不同的設計手段和方法。把巖錨梁視為脫離體，建立剛體平衡方程。

（二）錨固計算

巖錨梁錨固按照要求需進行額定吊重計算，超重計算和巖壁超挖計算，計算方法均采用剛體極限平衡法，根據基本假定以及梁體受力圖建立平衡方程式。

根據計算結果，結合巖石松動屈服區深度理論及工程類比經驗，本文中介紹的巖錨梁上層受拉錨桿采用兩排φ36@50cm和φ36@60cm砂漿錨桿，長度為9m，入基巖7.3m。下部受壓砂漿錨桿為φ32@1.0m，長度9m。錨桿布置見圖3。

1.4 簡支吊車梁結構設計

本文介紹的地下廠房，進廠交通洞布置在安裝間下游側，吊車梁底部至安裝間層高度7.65m，進廠交通洞開挖高度9m，吊車梁部分梁體與進廠交通洞重合，故在進廠交通洞洞段巖錨梁巖壁無法形成，根據布置需要，吊車梁在跨交通洞段按照簡支吊車梁設計，簡支吊車梁跨度8.75m，梁截面尺寸1.55m×1.77m（寬×高）。如圖4所示。

通過對橋機荷載的計算分析，找出對吊車梁最不利荷載位置，計算簡支梁內力，根據計算結果梁體受力鋼筋選用10φ28，箍筋選用φ10@20cm，同時為增強梁體的抗扭能力，在簡支梁上部布置兩排錨桿，參數與巖錨梁相同。如圖5、6所示。

（1）地質缺陷處理

主廠房上游墻側約8m長由于地質原因，巖錨梁巖臺未形成，本工程采用了在該樁號段向山體內擴挖1m，回填同巖錨梁標號的混凝土，以及增設錨桿的工程措施；下游墻側長約10m由于地質原因未形成巖臺，由于該段緊挨進廠交通洞段，處理時采取了向山體內擴挖，再將跨交通洞的簡支吊車梁延長的措施進行處理。

（2）認識及探討

巖壁吊車梁是空間整體結構，影響因素較多，在計算上，可以采用剛體平衡理論、有限元、格柵梁法、模型試驗法等。而從一些工程的觀測資料來看，吊運重件時錨桿應力增值不大，而圍巖邊墻變位影響產生的應力是主要的，以常規方法計算無法反映，因此看來計算方法有待于完善和改進。但從幾個已建的工程巖壁吊車梁的運行情況看，采用常規分析方法的設計，安全是可以得到保證的。

巖壁吊車梁對施工技術要求很高，巖壁的開挖要采用少藥量小炮，特別是巖壁傾斜角β施工時要采用光面預裂爆破及轉角區圍巖預設防裂支護錨桿等技術，以保證設計開挖線。不允許欠挖，超挖則會引起巖壁吊車梁固定錨桿應力增加。當施工中出現大于允許的超挖或β角有所變化的時，必須進行專門驗算和采取措施。巖壁吊車梁錨桿孔位、方向和深度應準確并注意防止塌孔和堵塞，孔內注漿應飽滿，否則錨桿受力將達不到預期的效果。

應充分重視錨桿施工質量，包括錨桿的材質、間距、施工誤差、注漿密實度、長度等，要做到使每根錨桿的質量完全可靠。

地下廠房設計時在條件允許的情況下進廠交通應盡量布置在廠房端部，減少進廠交通對巖錨梁的影響，降低施工難度。

2 結束語

巖壁吊車梁在水電站地下廠房設計中是被廣泛采用的技術，具有公認的優越性。通過國內多工程的實踐，積累了很多經驗和寶貴的資料，常規設計方法雖然是安全可行的，但不能完全精確的分析清楚實際的受力狀況，且巖壁吊車梁結構的受力狀況受施工質量、圍巖開挖狀況、次序、支護的及時程度等多個因素的影響，計算方法仍需要進一步完善優化。

參考文獻：

[1] 程曉鳴，趙國杰. 引黃工程北干線平魯地下泵房巖錨吊車梁設計[J]. 水利水電工程設計，2012.