淺談水電站地下廠房巖錨梁巖臺開挖的施工技術

摘要：在水電站地下廠房的施工過程中，巖錨梁是施工的重點和難點，尤其是巖錨梁巖臺的開挖施工，不管是施工難度，還是質量要求都是非常高的，同時，也是施工水平情況的集中表現?；诖耍恼聦λ娬镜叵聫S房巖錨梁巖臺開挖的施工技術進行了探討。

關鍵詞：水電站；地下廠房；巖錨梁；巖臺開挖；施工技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV541 文章編號：1009-2374（2015）03-0119-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0249

1 工程概述

烏弄龍水電站引水發電系統位于右岸，總裝機容量990MW（4臺機組）。地下廠房（含副廠房和安裝間）最大開挖尺寸為：189m×26.7m（24.5m）×70.25m，頂部高程為1855.15m，底部高程為1784.90m；頂拱為半徑R1618cm和R453cm的“三心拱”。

廠房巖壁吊車梁巖臺布置在廠橫0+000～廠右0+174段上下游墻。按照廠房開挖分層情況，巖臺位于廠房第Ⅲ層（EL1838.50～EL1832.00）。巖臺開挖施工如圖1所示：

2 巖壁吊車梁開挖施工總程序

根據廠房Ⅲ層開挖施工總體程序安排：①區為中部拉槽施工，②③區為巖臺保護層施工，④區為巖臺開挖。廠房巖錨梁巖臺的開挖應安排在預留保護層完成后進行。巖錨梁巖臺采用手風鉆造孔，“密孔小藥量爆破，短進尺”開挖；巖錨梁巖臺開挖分3區施工（見圖1的②③④區），②③區為巖臺保護層開挖。其中：④區巖錨梁上拐點垂直光爆孔造孔應超前②區開挖（采用Φ40PVC管進行保護），斜面光爆孔按超挖5cm造孔；③區光爆孔按欠挖5cm造孔。巖臺開挖前應首先進行巖臺下拐點直立邊墻兩排鎖口錨桿、初噴鋼纖維混凝土以及角鋼防護施工。

3 開挖施工的主要施工方法及要求

3.1 測量放樣

測量放樣時，將誤差控制在5mm以內，在同一個樁號上設置斜面光爆開孔點、巖臺豎向光爆開孔點、③區保護層豎向光爆開孔點。

鉆孔樣架的搭設由測量隊按照設計高程和位置放樣，并在邊墻上每隔3m給出高程。由項目部施工管理部及開挖大隊根據測量放樣點搭設樣架，完成后及時測量驗收，重點檢查導向管的間距、角度以及孔深控制鋼管的位置是否滿足設計要求。

3.2 樣架搭設

對于巖臺上、下拐點設計輪廓線位置以及巖臺斜面孔必須采用搭設鋼管樣架的方式，以控制鉆孔精度：（1）鉆孔樣架全部采用Φ48無縫鋼管和焊管搭設，主要由支撐管、連接管、導向管以及孔深控制鋼管三部分組成；鋼管與鋼管之間采用扣件進行連接。鋼管使用沒有發生變形的鋼管，使用一字卡對各個橫桿進行連接，使用萬向扣連接斜撐和立桿、橫桿，使用十字扣連接樣架；（2）斜面導向管安裝前采用手風鉆（孔徑42mm）按照設計孔位進行預開孔，預開孔的孔深5cm左右；（3）樣架導向管的布置間距、角度必須與設計中的鉆孔布置一致；（4）鉆孔樣架定位立桿孔位偏差≤1cm，將導向桿的定位偏差控制在1cm以內，將排架斜支撐之間的距離控制在2m以內；（5）搭設好樣架后，進行復核、驗收，并由監理簽字確認后才可以繼續使用。

3.3 巖臺下拐點加固保護

工程施工要求在距離廠房巖錨吊車梁巖臺的下拐點20cm位置增加兩排Φ25、L=3m@75cm的鎖腳錨桿（外露長度10cm），根據揭露的地質圍巖情況采用∠50×50×3mm角鋼對鎖腳錨桿進行通長焊接加固，如圖2所示；同時再在下拐點以下1m范圍內進行初噴鋼纖維混凝土（厚5cm）施工。如揭露圍巖斷層面較大，根據現場監理指令可采取固結灌漿等措施。

3.4 鉆孔

工程采用YT-28氣腿鉆造孔，孔徑Φ42mm。巖臺開挖光爆孔質量控制標準：開孔誤差≤1cm，垂直和斜面光爆孔孔底錯位≤2cm，孔深偏差≤3cm，孔距偏差≤2cm，光爆孔（較設計輪廓線）外偏≤2°（不允許內偏）。其他鉆孔質量控制標準：周邊孔孔位偏差≤5cm，輔助孔和主爆破孔孔位偏差≤10cm。

巖臺豎向光爆孔和斜面光爆孔均采用鉆孔樣架進行控制，所有施工樣架必須通過測量隊及現場監理工程師的驗收簽證，方可投入正常使用。造孔前對孔位進行編號，填寫鉆孔責任分區表，使各個鉆孔的資料可以具體到人。開鉆前，當班施工員和質檢員采用鋼卷尺、坡度尺、水平尺對準備投入使用的鉆孔排架進行鉆前校核檢查，經檢查無變形和移位后方可開鉆。為了降低孔斜誤差，在鉆孔前，導向管孔口要設置配套夾片。利用限位鋼管控制孔的深度。開孔20cm后，檢查一次孔向和孔位。開孔50cm后，再次檢查孔向和孔位，開孔100cm對孔位、孔向進行第三次檢查復核，對于出現的誤差要立即糾正，安排檢測人員站在孔旁進行監督，并將鉆孔的記錄工作做好。

3.5 廢孔及孔深超深處理

光爆孔要求做到孔向互相平行，同樁號位置的上、下拐點豎向光爆孔和巖臺斜面光爆孔一一對應。要求做到邊鉆孔、邊檢測，不合格的孔應及時安排補鉆。對于鉆孔孔位偏差大于允許值的廢孔和鉆孔超深部位，采用水泥砂漿或錨固藥卷在起爆前進行回填封堵。

3.6 裝藥起爆

根據其他地下電站廠房巖錨梁開挖施工的成功經驗，巖臺開挖的分段長度，初擬按15～20m一段進行控制；實際施工階段應結合圍巖地質情況和爆破監測數據做進一步的優化和調整。單段巖臺爆破的段與段之間的搭接長度擬按2m控制，預留空孔不裝藥，以減少前一循環對后一循環的巖面和光爆孔的破壞。

4 結語

工程施工完成后，施工質量達到了設計要求，得到了業主、監理、設計人員等施工參與方的支持和肯定，取得了良好的施工效果，值得同類工程借鑒引用：（1）分成四個工序進行巖壁吊車梁開挖是合理的；（2）巖壁吊車梁采用保護層分層開挖有效地減小了巖壁吊車梁巖壁被拉裂現象發生；（3）為保證巖錨梁下拐點完整性，巖錨梁保護層時下拐點處按欠挖5cm進行處理；保護層開挖后，對巖臺下拐點進行加強支護（即在下拐點直立邊墻兩排鎖口錨桿、初噴鋼纖維混凝土）以及角鋼防護施工，確保在巖臺爆破時，不會拉裂下拐點；（4）為保證巖臺開挖不出現欠挖現場，采取結構線超挖5cm施鉆措施；（5）使用斜孔搭設樣架、垂直孔的施工工藝進行光爆孔的施工，可以達到開挖施工的要求；（6）采用鋼導管進行導向使豎直、斜面成型平整度及超欠挖相對較好；（7）套管里增加剛墊片，提高光爆孔鉆孔精度；（8）為保證巖錨梁成型質量，巖錨梁在①②區開挖后，根據巖錨梁保護層開挖后揭露的圍巖，分別對巖錨梁不良地質段及Ⅲ、Ⅳ類圍巖進行固結灌漿，斷層帶及裂隙發育區采取樹脂錨桿錨固；（9）開挖爆破過程中，組織開展爆破測評，動態調整爆破參數，針對性的設計每一個茬炮，對裝藥量和裝藥結構進行調整和控制，確保開挖面的美觀性和平整性。

參考文獻

[1] 爆破安全規程（GB6722-2004）[S].北京：中國標準出版社，2004.

[2] 水電水利工程巖壁梁施工規程（DL/T5198-2004）

[S].北京：中國標準出版社，2004.

[3] 陶頌霖.鑿巖爆破[M].北京：冶金工業出版社，2002.

作者簡介：劉俊杰（1985-），男，湖北人，葛洲壩第六工程有限公司助理工程師，研究方向：水電施工管理。

（責任編輯：陳 倩）