淺談水電站地下廠房巖錨梁巖臺(tái)開(kāi)挖的施工技術(shù)

摘要：在水電站地下廠房的施工過(guò)程中，巖錨梁是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，尤其是巖錨梁巖臺(tái)的開(kāi)挖施工，不管是施工難度，還是質(zhì)量要求都是非常高的，同時(shí)，也是施工水平情況的集中表現(xiàn)。基于此，文章對(duì)水電站地下廠房巖錨梁巖臺(tái)開(kāi)挖的施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：水電站；地下廠房；巖錨梁；巖臺(tái)開(kāi)挖；施工技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TV541 文章編號(hào)：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(fā)電系統(tǒng)位于右岸，總裝機(jī)容量990MW（4臺(tái)機(jī)組）。地下廠房（含副廠房和安裝間）最大開(kāi)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(tái)布置在廠橫0+000～廠右0+174段上下游墻。按照廠房開(kāi)挖分層情況，巖臺(tái)位于廠房第Ⅲ層（EL1838.50～EL1832.00）。巖臺(tái)開(kāi)挖施工如圖1所示：

2 巖壁吊車梁開(kāi)挖施工總程序

根據(jù)廠房Ⅲ層開(kāi)挖施工總體程序安排：①區(qū)為中部拉槽施工，②③區(qū)為巖臺(tái)保護(hù)層施工，④區(qū)為巖臺(tái)開(kāi)挖。廠房巖錨梁巖臺(tái)的開(kāi)挖應(yīng)安排在預(yù)留保護(hù)層完成后進(jìn)行。巖錨梁巖臺(tái)采用手風(fēng)鉆造孔，“密孔小藥量爆破，短進(jìn)尺”開(kāi)挖；巖錨梁巖臺(tái)開(kāi)挖分3區(qū)施工（見(jiàn)圖1的②③④區(qū)），②③區(qū)為巖臺(tái)保護(hù)層開(kāi)挖。其中：④區(qū)巖錨梁上拐點(diǎn)垂直光爆孔造孔應(yīng)超前②區(qū)開(kāi)挖（采用Φ40PVC管進(jìn)行保護(hù)），斜面光爆孔按超挖5cm造孔；③區(qū)光爆孔按欠挖5cm造孔。巖臺(tái)開(kāi)挖前應(yīng)首先進(jìn)行巖臺(tái)下拐點(diǎn)直立邊墻兩排鎖口錨桿、初噴鋼纖維混凝土以及角鋼防護(hù)施工。

3 開(kāi)挖施工的主要施工方法及要求

3.1 測(cè)量放樣

測(cè)量放樣時(shí)，將誤差控制在5mm以內(nèi)，在同一個(gè)樁號(hào)上設(shè)置斜面光爆開(kāi)孔點(diǎn)、巖臺(tái)豎向光爆開(kāi)孔點(diǎn)、③區(qū)保護(hù)層豎向光爆開(kāi)孔點(diǎn)。

鉆孔樣架的搭設(shè)由測(cè)量隊(duì)按照設(shè)計(jì)高程和位置放樣，并在邊墻上每隔3m給出高程。由項(xiàng)目部施工管理部及開(kāi)挖大隊(duì)根據(jù)測(cè)量放樣點(diǎn)搭設(shè)樣架，完成后及時(shí)測(cè)量驗(yàn)收，重點(diǎn)檢查導(dǎo)向管的間距、角度以及孔深控制鋼管的位置是否滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 樣架搭設(shè)

對(duì)于巖臺(tái)上、下拐點(diǎn)設(shè)計(jì)輪廓線位置以及巖臺(tái)斜面孔必須采用搭設(shè)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(wú)縫鋼管和焊管搭設(shè)，主要由支撐管、連接管、導(dǎo)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(jìn)行連接。鋼管使用沒(méi)有發(fā)生變形的鋼管，使用一字卡對(duì)各個(gè)橫桿進(jìn)行連接，使用萬(wàn)向扣連接斜撐和立桿、橫桿，使用十字扣連接樣架；（2）斜面導(dǎo)向管安裝前采用手風(fēng)鉆（孔徑42mm）按照設(shè)計(jì)孔位進(jìn)行預(yù)開(kāi)孔，預(yù)開(kāi)孔的孔深5cm左右；（3）樣架導(dǎo)向管的布置間距、角度必須與設(shè)計(jì)中的鉆孔布置一致；（4）鉆孔樣架定位立桿孔位偏差≤1cm，將導(dǎo)向桿的定位偏差控制在1cm以內(nèi)，將排架斜支撐之間的距離控制在2m以內(nèi)；（5）搭設(shè)好樣架后，進(jìn)行復(fù)核、驗(yàn)收，并由監(jiān)理簽字確認(rèn)后才可以繼續(xù)使用。

3.3 巖臺(tái)下拐點(diǎn)加固保護(hù)

工程施工要求在距離廠房巖錨吊車梁巖臺(tái)的下拐點(diǎn)20cm位置增加兩排Φ25、L=3m@75cm的鎖腳錨桿（外露長(zhǎng)度10cm），根據(jù)揭露的地質(zhì)圍巖情況采用∠50×50×3mm角鋼對(duì)鎖腳錨桿進(jìn)行通長(zhǎng)焊接加固，如圖2所示；同時(shí)再在下拐點(diǎn)以下1m范圍內(nèi)進(jìn)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(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理指令可采取固結(jié)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(tái)開(kāi)挖光爆孔質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：開(kāi)孔誤差≤1cm，垂直和斜面光爆孔孔底錯(cuò)位≤2cm，孔深偏差≤3cm，孔距偏差≤2cm，光爆孔（較設(shè)計(jì)輪廓線）外偏≤2°（不允許內(nèi)偏）。其他鉆孔質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：周邊孔孔位偏差≤5cm，輔助孔和主爆破孔孔位偏差≤10cm。

巖臺(tái)豎向光爆孔和斜面光爆孔均采用鉆孔樣架進(jìn)行控制，所有施工樣架必須通過(guò)測(cè)量隊(duì)及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師的驗(yàn)收簽證，方可投入正常使用。造孔前對(duì)孔位進(jìn)行編號(hào)，填寫(xiě)鉆孔責(zé)任分區(qū)表，使各個(gè)鉆孔的資料可以具體到人。開(kāi)鉆前，當(dāng)班施工員和質(zhì)檢員采用鋼卷尺、坡度尺、水平尺對(duì)準(zhǔn)備投入使用的鉆孔排架進(jìn)行鉆前校核檢查，經(jīng)檢查無(wú)變形和移位后方可開(kāi)鉆。為了降低孔斜誤差，在鉆孔前，導(dǎo)向管孔口要設(shè)置配套夾片。利用限位鋼管控制孔的深度。開(kāi)孔20cm后，檢查一次孔向和孔位。開(kāi)孔50cm后，再次檢查孔向和孔位，開(kāi)孔100cm對(duì)孔位、孔向進(jìn)行第三次檢查復(fù)核，對(duì)于出現(xiàn)的誤差要立即糾正，安排檢測(cè)人員站在孔旁進(jìn)行監(jiān)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(hào)位置的上、下拐點(diǎn)豎向光爆孔和巖臺(tái)斜面光爆孔一一對(duì)應(yīng)。要求做到邊鉆孔、邊檢測(cè)，不合格的孔應(yīng)及時(shí)安排補(bǔ)鉆。對(duì)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(jìn)行回填封堵。

3.6 裝藥起爆

根據(jù)其他地下電站廠房巖錨梁開(kāi)挖施工的成功經(jīng)驗(yàn)，巖臺(tái)開(kāi)挖的分段長(zhǎng)度，初擬按15～20m一段進(jìn)行控制；實(shí)際施工階段應(yīng)結(jié)合圍巖地質(zhì)情況和爆破監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的優(yōu)化和調(diào)整。單段巖臺(tái)爆破的段與段之間的搭接長(zhǎng)度擬按2m控制，預(yù)留空孔不裝藥，以減少前一循環(huán)對(duì)后一循環(huán)的巖面和光爆孔的破壞。

4 結(jié)語(yǔ)

工程施工完成后，施工質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，得到了業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)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(gè)工序進(jìn)行巖壁吊車梁開(kāi)挖是合理的；（2）巖壁吊車梁采用保護(hù)層分層開(kāi)挖有效地減小了巖壁吊車梁巖壁被拉裂現(xiàn)象發(fā)生；（3）為保證巖錨梁下拐點(diǎn)完整性，巖錨梁保護(hù)層時(shí)下拐點(diǎn)處按欠挖5cm進(jìn)行處理；保護(hù)層開(kāi)挖后，對(duì)巖臺(tái)下拐點(diǎn)進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)（即在下拐點(diǎn)直立邊墻兩排鎖口錨桿、初噴鋼纖維混凝土）以及角鋼防護(hù)施工，確保在巖臺(tái)爆破時(shí)，不會(huì)拉裂下拐點(diǎn)；（4）為保證巖臺(tái)開(kāi)挖不出現(xiàn)欠挖現(xiàn)場(chǎng)，采取結(jié)構(gòu)線超挖5cm施鉆措施；（5）使用斜孔搭設(shè)樣架、垂直孔的施工工藝進(jìn)行光爆孔的施工，可以達(dá)到開(kāi)挖施工的要求；（6）采用鋼導(dǎo)管進(jìn)行導(dǎo)向使豎直、斜面成型平整度及超欠挖相對(duì)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(zhì)量，巖錨梁在①②區(qū)開(kāi)挖后，根據(jù)巖錨梁保護(hù)層開(kāi)挖后揭露的圍巖，分別對(duì)巖錨梁不良地質(zhì)段及Ⅲ、Ⅳ類圍巖進(jìn)行固結(jié)灌漿，斷層帶及裂隙發(fā)育區(qū)采取樹(shù)脂錨桿錨固；（9）開(kāi)挖爆破過(guò)程中，組織開(kāi)展爆破測(cè)評(píng)，動(dòng)態(tài)調(diào)整爆破參數(shù)，針對(duì)性的設(shè)計(jì)每一個(gè)茬炮，對(duì)裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和控制，確保開(kāi)挖面的美觀性和平整性。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)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(zé)任編輯：陳 倩）