地下廠房巖錨梁層開挖支護施工技術

羅超?翁凱樂

摘 要：水電站中，地下廠房的整個施工重點就在于其巖錨梁施工，尤其是巖錨梁開挖支護施工難度十分大，其對質量的要求也比較高，該施工使地下廠房實現精細化施工的主要體現。基于此，本文就某水電站地下廠房巖錨梁層開挖支護施工展開研究，首次介紹了該工程，其次對其施工方法和工藝進行了分析，最后提出了施工管理措施，希望能夠為其他地下廠房的巖錨梁層開挖支護提供參考。

關鍵詞：地下廠房;巖錨梁層開挖支護;施工技術

1 工程概況

本文以陜西鎮安抽水蓄能電站地下廠房系統地下廠房第三層為研究對象。主廠房開挖尺寸為177.5m×25.5m（26.9m）×57.5m（長×寬×高）。巖壁梁以下及以上的開挖寬度分別為25.5m、26.9m。本層開挖高程范圍EL.857.5m-EL.864.0m，開挖高度6.5m。施工包括廠房III層梯段爆破開挖、廠房巖錨梁開挖、支護工程這三部分內容。

根據勘察發現，廠房地下水位裂隙潛水，建筑物頂板都處于地下水位之下，巖體透水性屬于微透水，地下水對混凝土無腐蝕性。通過勘察發現，廠房區巖體為花崗閃長巖，巖體堅硬，未見區域斷層，主要為小斷層，傾角為高傾。巖體整體比較完好，構成塊體穩定性較好，但是主廠房上游便捷有些塊體在開挖時由于爆破影響導致穩定性下降，需要對其進行清除和支護處理，同時，由于透水性小，地下廠房需要加強排水[1]。此外，爆破時需要注意廠房拱角區域的防護。

2 巖錨梁開挖支護施工

2.1 施工方法和工藝

2.1.1 主廠房采用分層開挖，廠房III層為巖錨梁層，開挖流程包括下臥道路段開挖、中部梯段爆破、保護層及巖錨梁開挖、支護施工。如圖1。

2.1.2 爆破設計。選取鉆孔設備，根據臺階高度確定開挖分區、根據巖石、臺階、孔徑等因素考慮鉆孔深度、并選取不同的鉆孔深度，在《爆破安全規程》基礎上滿足最小最小填塞長度要求，確定裝藥長度、直徑、單孔裝藥量、單耗、炮孔秘籍洗漱、結構以及起爆方式等[2]。最后，通過計算機選擇好各分區的爆破參數。

2.1.3 洞室開挖。圍巖開挖流程為施工準備→測量放線→鉆孔→驗孔→裝藥、聯網→爆破→排煙→排險→出渣→系統支護，不良地段開挖需要在前后加入超前支護與加強支護，確保安全。

2.1.4 洞室支護。地下廠房第Ⅲ層以Ⅱ、Ⅲ類圍巖為主，支護主要分為隨機支護和系統錨噴支護。洞內采用φ28系統錨桿，配備10臺YT-28手風鉆鉆孔、5臺100B潛孔鉆及1臺多臂鉆。

2.2 開挖質量控制

2.2.1 爆破試驗

為保證巖錨梁巖臺以及兩側邊墻開挖體型滿足設計要求，在巖錨梁開挖之前進行生產性試驗。選擇在同種工況，同種施工條件下進行試驗，試驗位置選擇在廠左0+81.19-廠左0+69.19，即在下臥道路中部拉槽結束后，先按照9.5m寬進行中部拉槽，周邊孔預裂爆破，形成試驗區爆破工作面，試驗區段長度12m，寬5m。巖錨梁開挖爆破試驗時選取與擬定方案同種開挖方法，選取0.1km/m，0.15kg/m兩種線裝藥密度，取0.25m、0.3m、0.35m三種光爆孔間距進行試驗，爆破完畢后進行爆破效果分析，重新調整爆破參數后進行二次試驗，最終選擇最優爆破參數。如圖2所示。

2.2.2 洞室觀測

（1）對地質和初期支護狀態進行觀測，施工技術人員、監理人員和地質人員定性評價圍巖地質條件以及初期支護狀態，確定是否需要支護及其類型參數等;（2）進行周邊位移測量，利用收斂及兩側監測圍巖和不良地段，各斷面布置測點，根據監理人員以及施工要求對斷面數目和位置進行調整。（3）監測爆破振動，爆破時配合檢測，根據爆破振動方案監測布置點，對爆破振點速度進行測定，若是超出規范需要將藥量及時調整。

2.2.3 不良地段處理

根據施工規范對不進行砼襯砌的不良地質構造，可采用噴錨支護、超前固結灌漿以及及時回填置換的方式或監理人的要求進行處理。在地下洞室開挖后，根據開挖面情況，采取的適當的臨時支護方案，臨時支護不應對永久支護產生不利影響。

3 施工管理措施

3.1 加強質量管理

首先，開挖前需要做好技術交底工作，讓施工人人員能夠了解施工工序、工藝和質量要求，嚴格遵循設計圖紙施工，施工時，施工人員不可擅自改變或取消工序，即使需要更改也需要得到技術部同意。其次，進行洞室開挖工作時，需要保護包測量點以及相關的設備，定期檢查，保證測量精度和安全，鉆孔和爆破工作需要及時根據地質條件來改變，保證開挖面[3]。最后，施工時需要做好質控點的檢查記錄，定期或不定期的對爆破材料進行抽檢實驗，避免不合格品用于工程。

3.2 防治質量通病

3.2.1 對于超前地質預報、測量施工通病，需要加強監測管理，做好超前地預報和監控量測。項目部也會配備專門檢測人員，并定期對人員進行培訓，豐富其專業知識，綜合利用各種手段來探測預報，取長補短，確保測量精度。對于高風險隧道以及特殊地段需要完善探測工作，并做好應對措施。

3.2.2 對于光爆效果的防治。首先，根據圍巖性質在制定爆破方案，并根據實際的爆破效果來優化調整方案，使光爆效果能夠增強。其次，選擇有經驗的責任人對開挖范圍進行劃分，并對開挖斷面重復測量，避免出錯，同時，開挖人員需要在主編做好鉆眼，提高光爆效果[4]。最后，及時分析超欠挖部位出現原因，并對鉆眼方向進行調整，消除不良因素。

3.3 完善安全管理

3.3.1 做好危險源的識別，完善控制措施，定期對作業人員進行檢查，保證施工現場安全，維護好施工設備，對施工人員做好安全防護教育工作，確實施工道路、危險品施工等安裝規范進行，保證施工安全[5]。

3.3.2 建立安全管理機構，選擇安全負責人，做好危險預知防護活動，設置專門人員來養護道路，保證路況，爆破工作必須要嚴格遵循國家、行業標準進行，相關人員在爆破時不可進入警戒區，爆破人員也需要具有專業資格證書和豐富的經驗，保證爆破安全。

4 結語

對于地下廠房巖錨梁開挖支護施工而言，施工時要想保證洞內安全，需要提高支護質量，洞內支護需要嚴格遵循施工規范開展施工工作，施工前，必須要科學制定施工方案，做好質量和過程的管理，確保巖錨梁開挖支護施工質量，同時，需要保證爆破安全，做好爆破工作，為開挖工作奠定基礎，并保證施工安全，做好施工現場的管理工作。

參考文獻：

[1]吳曉銘，郭金婷，王小波.地下廠房巖錨梁開挖施工技術[J].四川水力發電，2010，029（0z2）：248-251.

[2]董學元，馬豐云.錦屏一級水電站巖錨梁施工技術[J].隧道建設，2011（02）：93-97+103.

[3]賈惠艷.水電站地下廠房開挖支護關鍵技術研究[J].山西建筑，2007，033（020）：172-173.

[4]張晨.四川白鶴灘水電站地下廠房開挖施工組織設計[J].陜西水利，2018，No.213（04）：154-155.

[5]李冬冬.地下廠房巖錨梁巖壁圍巖與錨桿支護宏細觀特性研究[D].2019.