浅谈水电站地下厂房岩锚梁岩台开挖的施工技术

摘要：在水电站地下厂房的施工过程中，岩锚梁是施工的重点和难点，尤其是岩锚梁岩台的开挖施工，不管是施工难度，还是质量要求都是非常高的，同时，也是施工水平情况的集中表现。基于此，文章对水电站地下厂房岩锚梁岩台开挖的施工技术进行了探讨。

关键词：水电站；地下厂房；岩锚梁；岩台开挖；施工技术 文献标识码：A

中图分类号：TV541 文章编号：1009-2374（2015）03-0119-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0249

1 工程概述

乌弄龙水电站引水发电系统位于右岸，总装机容量990MW（4台机组）。地下厂房（含副厂房和安装间）最大开挖尺寸为：189m×26.7m（24.5m）×70.25m，顶部高程为1855.15m，底部高程为1784.90m；顶拱为半径R1618cm和R453cm的“三心拱”。

厂房岩壁吊车梁岩台布置在厂横0+000～厂右0+174段上下游墙。按照厂房开挖分层情况，岩台位于厂房第Ⅲ层（EL1838.50～EL1832.00）。岩台开挖施工如图1所示：

2 岩壁吊车梁开挖施工总程序

根据厂房Ⅲ层开挖施工总体程序安排：①区为中部拉槽施工，②③区为岩台保护层施工，④区为岩台开挖。厂房岩锚梁岩台的开挖应安排在预留保护层完成后进行。岩锚梁岩台采用手风钻造孔，“密孔小药量爆破，短进尺”开挖；岩锚梁岩台开挖分3区施工（见图1的②③④区），②③区为岩台保护层开挖。其中：④区岩锚梁上拐点垂直光爆孔造孔应超前②区开挖（采用Φ40PVC管进行保护），斜面光爆孔按超挖5cm造孔；③区光爆孔按欠挖5cm造孔。岩台开挖前应首先进行岩台下拐点直立边墙两排锁口锚杆、初喷钢纤维混凝土以及角钢防护施工。

3 开挖施工的主要施工方法及要求

3.1 测量放样

测量放样时，将误差控制在5mm以内，在同一个桩号上设置斜面光爆开孔点、岩台竖向光爆开孔点、③区保护层竖向光爆开孔点。

钻孔样架的搭设由测量队按照设计高程和位置放样，并在边墙上每隔3m给出高程。由项目部施工管理部及开挖大队根据测量放样点搭设样架，完成后及时测量验收，重点检查导向管的间距、角度以及孔深控制钢管的位置是否满足设计要求。

3.2 样架搭设

对于岩台上、下拐点设计轮廓线位置以及岩台斜面孔必须采用搭设钢管样架的方式，以控制钻孔精度：（1）钻孔样架全部采用Φ48无缝钢管和焊管搭设，主要由支撑管、连接管、导向管以及孔深控制钢管三部分组成；钢管与钢管之间采用扣件进行连接。钢管使用没有发生变形的钢管，使用一字卡对各个横杆进行连接，使用万向扣连接斜撑和立杆、横杆，使用十字扣连接样架；（2）斜面导向管安装前采用手风钻（孔径42mm）按照设计孔位进行预开孔，预开孔的孔深5cm左右；（3）样架导向管的布置间距、角度必须与设计中的钻孔布置一致；（4）钻孔样架定位立杆孔位偏差≤1cm，将导向杆的定位偏差控制在1cm以内，将排架斜支撑之间的距离控制在2m以内；（5）搭设好样架后，进行复核、验收，并由监理签字确认后才可以继续使用。

3.3 岩台下拐点加固保护

工程施工要求在距离厂房岩锚吊车梁岩台的下拐点20cm位置增加两排Φ25、L=3m@75cm的锁脚锚杆（外露长度10cm），根据揭露的地质围岩情况采用∠50×50×3mm角钢对锁脚锚杆进行通长焊接加固，如图2所示；同时再在下拐点以下1m范围内进行初喷钢纤维混凝土（厚5cm）施工。如揭露围岩断层面较大，根据现场监理指令可采取固结灌浆等措施。

3.4 钻孔

工程采用YT-28气腿钻造孔，孔径Φ42mm。岩台开挖光爆孔质量控制标准：开孔误差≤1cm，垂直和斜面光爆孔孔底错位≤2cm，孔深偏差≤3cm，孔距偏差≤2cm，光爆孔（较设计轮廓线）外偏≤2°（不允许内偏）。其他钻孔质量控制标准：周边孔孔位偏差≤5cm，辅助孔和主爆破孔孔位偏差≤10cm。

岩台竖向光爆孔和斜面光爆孔均采用钻孔样架进行控制，所有施工样架必须通过测量队及现场监理工程师的验收签证，方可投入正常使用。造孔前对孔位进行编号，填写钻孔责任分区表，使各个钻孔的资料可以具体到人。开钻前，当班施工员和质检员采用钢卷尺、坡度尺、水平尺对准备投入使用的钻孔排架进行钻前校核检查，经检查无变形和移位后方可开钻。为了降低孔斜误差，在钻孔前，导向管孔口要设置配套夹片。利用限位钢管控制孔的深度。开孔20cm后，检查一次孔向和孔位。开孔50cm后，再次检查孔向和孔位，开孔100cm对孔位、孔向进行第三次检查复核，对于出现的误差要立即纠正，安排检测人员站在孔旁进行监督，并将钻孔的记录工作做好。

3.5 废孔及孔深超深处理

光爆孔要求做到孔向互相平行，同桩号位置的上、下拐点竖向光爆孔和岩台斜面光爆孔一一对应。要求做到边钻孔、边检测，不合格的孔应及时安排补钻。对于钻孔孔位偏差大于允许值的废孔和钻孔超深部位，采用水泥砂浆或锚固药卷在起爆前进行回填封堵。

3.6 装药起爆

根据其他地下电站厂房岩锚梁开挖施工的成功经验，岩台开挖的分段长度，初拟按15～20m一段进行控制；实际施工阶段应结合围岩地质情况和爆破监测数据做进一步的优化和调整。单段岩台爆破的段与段之间的搭接长度拟按2m控制，预留空孔不装药，以减少前一循环对后一循环的岩面和光爆孔的破坏。

4 结语

工程施工完成后，施工质量达到了设计要求，得到了业主、监理、设计人员等施工参与方的支持和肯定，取得了良好的施工效果，值得同类工程借鉴引用：（1）分成四个工序进行岩壁吊车梁开挖是合理的；（2）岩壁吊车梁采用保护层分层开挖有效地减小了岩壁吊车梁岩壁被拉裂现象发生；（3）为保证岩锚梁下拐点完整性，岩锚梁保护层时下拐点处按欠挖5cm进行处理；保护层开挖后，对岩台下拐点进行加强支护（即在下拐点直立边墙两排锁口锚杆、初喷钢纤维混凝土）以及角钢防护施工，确保在岩台爆破时，不会拉裂下拐点；（4）为保证岩台开挖不出现欠挖现场，采取结构线超挖5cm施钻措施；（5）使用斜孔搭设样架、垂直孔的施工工艺进行光爆孔的施工，可以达到开挖施工的要求；（6）采用钢导管进行导向使竖直、斜面成型平整度及超欠挖相对较好；（7）套管里增加刚垫片，提高光爆孔钻孔精度；（8）为保证岩锚梁成型质量，岩锚梁在①②区开挖后，根据岩锚梁保护层开挖后揭露的围岩，分别对岩锚梁不良地质段及Ⅲ、Ⅳ类围岩进行固结灌浆，断层带及裂隙发育区采取树脂锚杆锚固；（9）开挖爆破过程中，组织开展爆破测评，动态调整爆破参数，针对性的设计每一个茬炮，对装药量和装药结构进行调整和控制，确保开挖面的美观性和平整性。

参考文献

[1] 爆破安全规程（GB6722-2004）[S].北京：中国标准出版社，2004.

[2] 水电水利工程岩壁梁施工规程（DL/T5198-2004）

[S].北京：中国标准出版社，2004.

[3] 陶颂霖.凿岩爆破[M].北京：冶金工业出版社，2002.

作者简介：刘俊杰（1985-），男，湖北人，葛洲坝第六工程有限公司助理工程师，研究方向：水电施工管理。

（责任编辑：陈 倩）