(杨兴洪)河南宝泉抽水蓄能电站地下厂房岩锚梁开挖技术.docx

河南国网宝泉抽水蓄能电站BQP/C4标地下厂房岩锚梁施工技术杨　兴　洪（中国水利水电第七工程局有限公司四川成都 611730）【摘　要】成功的掌握岩锚梁设计理论和设计原则，熟练应用岩锚梁施工技术，不仅可以大量节约工程投资，而且可以缩短工期，减小厂房跨度，提高边墙稳定性。本文详细阐述了宝泉抽水蓄能电站地下厂房岩锚梁开挖程序、钻孔布置、药量控制、岩台成型技术、锚杆等施工方法。【关键词】地下厂房岩锚梁施工宝泉抽水蓄能电站常规设计厂房桥机的行车大梁皆采用柱式支承结构，对于地下厂房有条件利用岩壁锚杆锚固支承行车大梁而取消柱式支承，称岩壁锚固桥机轨道梁（简称岩锚梁）。从实质上讲，岩锚梁是一种悬臂梁结构，因此施工中对岩壁成型及锚杆质量均要进行严格控制。一、工程概况宝泉抽水蓄能电站位于河南省辉县市远郊，是一座日调节纯抽水蓄能电站。主副厂房和主变洞均设在地下，厂房内安装四台可逆式水轮机，单机发电容量在30万KW，总发电装机容量在120万KW。电站主要的枢纽建筑物布置有上水库、下水库、输水系统、地下厂房、地面开关站等建筑物组成。地下厂房及安装间位于下水库左岸的狼山山体内，顶拱高程186.525m，上覆岩体厚430~540m。厂房轴线N20°W，地下厂房区围岩涉及的地层主要为太古界登封群（Ar）、中元古界汝阳群（Rt22ry）及新生界第四系（Q4）。围岩为致密坚硬的花岗岩状片麻岩，无断层通过，节理不发育，局部发育，岩体较完整~完整，纵波速为4200~5800m/s，RQD值为90%以上，围岩为基本稳定~稳定性好的Ⅱ~Ⅰ类岩体，工程地质条件良好。岩锚吊车梁位于主厂房及安装间第Ⅱ层内，其长度为129.0m。岩台宽度70cm，高程为173.89~172.2m。二、岩锚梁施工1、开挖施工顺序为保证岩锚梁开挖成型，在厂房第Ⅰ层开挖结束后，即开始进行第Ⅱ层的预裂爆破。在此基础上，厂房第Ⅱ层主要分两层开挖。先进行中部块Ⅱ1-①的开挖，接着开挖第②块，后进行Ⅱ2块的线预裂（预裂面高程为175.00m）及③块的开挖施工，最后进行岩壁吊车梁两侧3m厚块体的开挖，其顺序为先进行④、⑤块的开挖，然后进行⑥块岩台成型开挖。Ⅱ1-②的钻孔方向为水平向，开挖方向从安装间到主厂房。详细开挖顺序见下图。2、开挖施工方法（1）、厂房Ⅱ-1层开挖施工方法厂房Ⅱ-1层开挖高程范围为EL.177.50~175.00，开挖高程2.5m。该层主要开挖项目为中部拉槽开挖和两侧保护层开挖。Ⅱ-1层槽挖①区采用边线预裂、中间松动爆破。边线预裂由于潜孔钻高度受限，故采用手风钻造孔，孔径42mm，孔深2.8m，孔距60~80cm。松动爆破采用液压潜孔钻造孔，炮孔孔径为φ90，孔深2.8m，间排距1.5m×1.4m，梅花型布置，起爆网络采用“V”型联接方式。周边2.5m厚保护层②区的开挖采用YT28手风钻垂直造孔爆破，边墙光面爆破。该层中部槽挖①的施工方法见下图：（2）、厂房Ⅱ-2层开挖施工方法厂房Ⅱ-2层开挖高程范围为EL.175.00~169.50，开挖高程5.5m。该层主要开挖项目为中部拉槽开挖和岩锚梁岩台保护层开挖。厂房Ⅱ-2层开挖自厂房右端墙开始进行拉槽开挖，并预留石渣填筑形成坡度为12%、宽7.5m的施工通道至第Ⅱ层开挖的底部。第Ⅱ-2层的中部拉槽③超前施工，保护层④、⑤滞后约20m跟进。岩锚梁岩台⑥的开挖跟进两侧保护层⑤的开挖进行。厂房Ⅱ-2层中部槽挖③部分采用液压潜孔钻垂直造孔，炸药采用2#岩石φ70乳化炸药，非点毫秒雷管分段起爆。造孔孔径φ90mm，孔深6.0m,间排距2.5m×2.0m，矩形布孔，为消除台阶底盘抵抗线过大而造成爆破后底板不平，留下岩坎，根据现场施工情况在台阶底部用手风钻造掘底孔，掘底孔和台阶孔错开布置并与台阶孔第一段同时起爆。开挖方法如下图厂房第Ⅱ-2层周边保护层④、⑤开挖采用YT28手风钻垂直造孔周边光面爆破，内侧松动爆破。（3）、岩锚梁岩台开挖施工方法岩锚吊车梁部位的开挖施工是地下厂房施工的重点，必须采用多个试验方案比选，精雕细刻，确保岩台成型质量好，不允许欠挖，控制岩台斜面角度偏差在1.5°以内。开挖的测量放线、钻孔、装药联线等各道工序必须是在前一道工序验收合格后，方可进行下道工序的施工。为保证岩锚梁岩台成型，开挖时采用控制爆破技术，开挖前精心进行爆破设计和试验。岩锚梁部位的开挖采用预留保护层的开挖方式，中部开挖加一排预裂爆破孔分开，中部先行开挖，用液压潜孔钻垂直钻孔梯段爆破，超前两侧保护层开挖约20~30m，保护层厚度3.0m左右，施工中根据爆破试验调整。岩锚梁下直墙外预留保护层用手风钻垂直钻爆，下直墙所在面垂直光爆。开挖时必须按爆破震动实验确定的爆破参数严格控制下直墙外侧垂直钻爆的单响药量，钻孔时保证下直墙面光爆孔垂直，孔与孔之间平行，孔底偏差小于10cm。