去學水電站地下廠房巖錨梁開挖施工技術

王　斌

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，四川 成都　610091)

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去學水電站地下廠房巖錨梁開挖施工技術

王斌

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，四川 成都610091)

介紹了四川碩曲河去學水電站地下廠房巖壁梁保護層的開挖、鉆爆施工方法以及合理的鉆爆參數和開挖質量控制方法等，可供類似項目施工借鑒。

地下廠房；巖錨梁；開挖爆破；去學水電站

1　工程概述

四川去學水電站位于定曲河最大支流碩曲河干流上，左岸地下廠房洞室分布高程為2 106.4～2 144.9 m，埋深160 m左右。廠房斷面為城門洞形，開挖尺寸為84 m×20.4 m×48.8 m。其中主機間開挖尺寸為42 m×20.4 m×48.8 m(長×寬×高)，安裝間開挖尺寸為26 m×20.4 m×23.8 m(長×寬×高)，副廠房開挖尺寸為16 m×20.4 m×34.97 m(長×寬×高)。

巖錨梁開挖高程為2 135.2～2 126.88 m，開挖高度8.32 m，位于廠房第Ⅱ層開挖之中。其中巖臺開挖高程為2 131.98～2 129.38 m，開挖高度2.6 m。單側巖錨梁開挖長度為68.15 m。巖錨梁開挖主要工程量約為3 705 m3(68.15 m×3.5 m×8.32 m)。

廠址區出露地層巖性主要為玄武質熔結角礫巖、薄層灰巖，局部為玄武質熔結角礫巖與玄武質熔結凝灰巖互層，受區域變質影響，巖體內存在綠泥石化的蝕變帶，其出露位置和規模均為隨機分布。主、副廠房頂拱主要分布有F304、F316、F701等3條斷層。

2　巖錨梁開挖程序

為使巖錨梁部位巖壁開挖成型良好，在廠房第Ⅱ層開挖時采用中部拉先鋒槽梯段爆破，保護層開挖跟進的施工方法。用預裂爆破方法控制好保護層開挖邊線，保護層單側寬3.5 m，分層開挖高度為8.32 m(高程2 135.20～2 126.88 m)。巖錨梁保護層及巖臺共分4個區進行開挖：①②③區為保護層開挖，從上至下依次進行，最后進行④區巖錨梁巖臺的開挖，巖臺豎向光爆孔、輔助孔超前造孔，與②區保護層造孔同時完成，巖臺巖壁直墻面與斜面雙面光爆一次成型。為保證④區巖臺開挖豎向光爆孔開孔位置的平整度，便于有效的控制④區爆破孔孔深，①區保護層開挖時，底部設置水平光爆孔。

3　保護層各區及巖臺鉆爆設計參數

巖壁梁保護層開挖滯后先鋒槽施工30 m后進行。采用YT-28手風鉆輔以樣架進行造孔，造孔孔徑為42 mm。爆破段長15～20 m，在交界線上布置一排孔距為30 cm的豎直及斜向隔斷空孔，以避免由于端部掀動破壞而使下一循環爆破鉆孔在交接處無法實施，進而影響開挖質量。在巖臺開挖施工前，選擇巖臺保護層②區作為試驗段進行了模擬巖臺開挖試驗，獲取合適的爆破參數和施工工藝以指導生產。

(1)保護層①區爆破參數設計。

①區(高程2 135.2～2 132.7 m)采用邊墻打豎向光爆孔。為便于垂直鉆機架鉆，該層邊墻豎直孔計劃超挖15 cm。該層層底打水平光爆孔。主爆孔孔深2～2.2 m，孔距1～1.5 m，邊墻豎直光爆孔孔深2.5 m，孔距40 cm，光爆孔初擬線裝藥密度為90 g/m，圍巖破碎節理發育時可對爆破參數進行適當調整；水平光爆孔孔深3.5 m，孔距60 cm，線裝藥密度為90 g/m，圍巖破碎節理發育時可對爆破參數進行適當調整。光爆孔采用豎直孔及水平孔樣架控制鉆孔方向和孔斜，水平光爆孔鉆孔時，保持孔位在同一高程線上。

(2)保護層②區爆破參數設計。

②區(高程2 132.7～2 130.2 m)主爆孔孔深2.5 m，孔距1～1.5 m。光爆孔孔深2.5 m，孔距40 cm，光爆孔采用豎直孔樣架控制鉆孔方向和孔斜，光爆孔線裝藥密度為90 g/m。

(3)保護層③區爆破參數設計。

③區(高程2 130.2～2 126.88 m)主爆孔孔深3.5 m，孔距1～1.5 m。光爆孔孔深3.5 m，孔距40 cm，光爆孔采用豎直孔樣架控制鉆孔方向和孔斜，線裝藥密度為90 g/m。

(4)④區(巖臺)爆破參數設計。

④區為巖臺開挖，采用垂直巖臺軸線方向、分別沿巖臺斜面鉆孔和巖臺上、下直立墻面造垂直孔的小藥量光面爆破的方法施工。豎向光爆孔孔深2.15 m，孔距根據圍巖類別及節理發育情況不同選擇35 cm和30 cm兩種?？拙?5 cm時線裝藥密度為70 g/m，孔距30 cm時線裝藥密度為70 g/m；斜面光爆孔孔深1.36 m，孔距根據圍巖類別及節理發育情況不同選擇35 cm和30 cm兩種。孔距35 cm時線裝藥密度為90 g/m，孔距30 cm時線裝藥密度為70 g/m。為保證巖臺爆破鉆孔精度，有效控制巖臺爆破開挖質量，巖臺豎直和斜向光面爆破孔采用鋼管搭設鉆孔樣架精確控制鉆孔方向和孔斜，豎直孔孔底回填5 cm柔性墊層，以防止對巖臺上拐點造成破壞。

4　巖臺開挖關鍵工序控制措施

(1)鉆孔樣架的搭設。

先由測量放樣人員放出所有的周邊開孔點和樣架定點位置(開挖邊線按照比設計開挖線超5 cm施放)并用紅油漆標識，然后據所放點位搭設樣架。樣架搭設采用φ48鋼管，樣架框架形成后，定位鋼管(包括立桿、水平桿、斜向桿)固定并測量無誤后，人工將加工好的導向管架抬至鉆孔樣架上，靠攏定位鋼管，將導向管架的橫桿與定位立桿穩固連接。樣架搭設施工流程為：測量放線→框架搭設形成→定位立桿、斜向桿及水平桿調整定位→已加工好的導向管架靠攏定位立桿及水平桿固定→測量復測→導向管架復測無誤后整個樣架固定牢固→報驗；樣架搭設要求導向管靠基巖面側切成45°坡口，原則上緊貼基巖面，局部不能緊貼基巖面，垂直孔導向管距基巖面的距離不大于2 cm，巖臺斜面孔導向管距基巖面的距離不大于5 cm。 鉆孔樣架定位立桿孔位偏差≤1 cm，導向桿定位偏差≤1 cm，角度偏差小于 1°，排架斜支撐間距≤2 m。

(2)巖臺下拐點加固措施。

在巖錨梁上部和側面保護層開挖完成后，注意觀察結構面的節理和裂隙的走向，對影響巖錨梁開挖質量的地質段進行以下處理：

①采取在整個巖錨梁段下拐點以下10 cm布置一排(φ25，L=1.7 m(外露20 cm)，間距75 cm的鎖口錨桿、∠50 mm×50 mm×3 mm熱軋等邊角鋼(與鎖口錨桿外露部分焊接)及下拐點以下100 cm范圍噴5 cm厚C20混凝土進行聯合加固。

②對巖面比較破碎的部位在開挖前進行灌漿和打樹脂錨桿處理，以保證巖錨梁的開挖質量。

(3)鉆孔角度的控制。

巖臺光爆孔采用導向鋼管控制孔向，以減小孔斜誤差。鉆桿為標準長度，孔深由限位鋼管(定位橫桿)控制。開孔20 cm對孔位、孔向進行第一次檢查復核，開孔50 cm對孔位、孔向進行第二次檢查復核，開孔100 cm對孔位、孔向進行第三次檢查復核，及時糾正鉆孔偏差，鉆孔過程質檢員旁站監督并做好每孔的鉆孔記錄。

(4)鉆孔深度控制。

鉆孔前，在豎向光爆孔孔位外側、傾斜光爆孔孔位下方緊鄰孔口邊緣固定一根通長角鋼，角鋼必須嶄新、無彎曲并保證水平放置，然后測出角鋼邊緣的高程，則：

豎向光爆孔孔深LC=HC-H

式中H為巖壁梁上拐點高程,2 130.581 m；HB為巖壁梁斜孔角鋼高程；HC為巖壁梁豎直孔角鋼高程。

孔深確定后，在鉆桿上做出相應標記，當鉆桿上的標記達到角鋼邊緣時，即可停止鉆孔。

鉆孔深度宜超深10 cm，以確保折角點無欠挖。深度檢查采用以20 m為一段的兩端孔立上標志桿，在巖壁梁臺上方、外側50～100 cm處標記、拉線，然后量測的方法。孔偏淺則重新施鉆，孔偏深則在孔底墊巖粉。

5　不良地質段的處理方法

(1)遇斷層、破碎帶時，根據現場實際情況采取預注漿方法固結圍巖，并在已開挖部位布設加

強錨桿支護。開挖時采取加密鉆孔、減小藥量的方式進行鉆孔爆破。

(2)對地下水活動較嚴重地段，采取小導管預注漿或全封閉深孔固結止水注漿的措施進行綜合治理。

6　結　語

本工程巖錨梁開挖質量及成型效果受到了政府相關部門和業主、監理、設計人員及施工參與方的贊揚，對我們在施工過程中的做法，譬如對巖臺下拐點進行加強支護(即在下拐點直立邊墻施作一排鎖口錨桿、有條件可初噴鋼纖維混凝土)以及角鋼防護施工，確保了在巖臺爆破時不會拉裂下拐點；為保證開挖平整度及殘孔率控制優化了裝藥結構；為確保巖臺開挖不出現欠挖，現場采取結構線超挖5 cm施鉆的措施；采用鋼管搭設鉆孔樣架及鋼導管導向定位的措施精確控制鉆孔方向和孔斜；孔深采用定長鉆桿及限位橫桿控制等措施得到了同行專家們的肯定，值得類似工程借鑒。

(責任編輯：李燕輝)

2016-05-20

TV7;TV554;TV52

B

1001-2184(2016)04-0120-02

王斌(1973-)，男，湖北新洲人，高級工程師，學士，從事水利水電工程施工技術及項目管理工作.