呼和浩特抽水蓄能电站岩壁吊车梁开挖及支护技术研究

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1、呼和浩特抽水蓄能电站岩壁吊车梁开挖及支护技术研究摘要，岩壁吊车梁是水电站地下发电厂房的主要结构之一，其开挖施工质量的好坏直接影响后期桥机的安全运行。呼和浩特抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁开挖在借鉴类似工程施工经验的基础上，通过现场爆破试验研究和施工过程中不断总结经验，针对不同地质条件不断调整和优化爆破参数，并采取行之有效的控制爆破技术，取得了良好的开挖效果。锚杆施工采用“先注浆后插杆”的施工工艺，在不断总结和优化施工工艺的基础上，通过加大过程控制管理，有效保证了锚杆施工质量，为今后类似工程施工具有一定参考意义。主题词：呼和浩特

2、；抽水蓄能电站；岩壁吊车梁；开挖及支护技术；研究一、概述呼和浩特抽水蓄能电站位于内蒙古自治区呼和浩特市东北部的大青山区，距离呼和浩特市中心约20km。电站总装机容量1200MW，装机4台，单机容量300MW。电站建成后接入蒙西电网，在电网中担任调峰、填谷、调频、调相、以及事故备用任务。地下厂房系统由主副厂房、安装场、母线洞、主变洞（含主变副厂房）、主变运输洞、排水廊道、出线洞及出线场、排风洞及排风竖井、通风洞、交通洞、地面副厂房和地面油库等建筑物组成。主、副厂房和安装场呈一字形布置，开挖尺寸为152.0m×23.5m×50.0

3、m（长×宽×高），机组间距22.0m，安装高程1280.00m。地下厂房岩壁吊车梁位于厂房第二层开挖区，岩壁吊车梁岩台开挖高程为EL1304.52～EL1303.02m，高1.5m，施工桩号为厂左0+113.0~厂右0+15.0，长128m。二、地质条件地下厂房布置于f33和f54两条断层之间的岩体内，厂房区的岩性主要为斜长角闪岩和片麻状黑云母花岗岩，局部夹有花岗伟晶岩和小型蚀变带。上游和下游侧有两条规模较大的断层f54、f33切过，地下厂房位于其间的岩体中，主要地下洞室避开了f33、f54断层的影响。厂房区围岩类别以Ⅱ～Ⅲ类

4、为主，局部断层破碎带处为Ⅳ类。厂房轴线探洞PD912中Ⅱ类围岩占67%，Ⅲ类围岩占23%，Ⅳ类围岩占10%；厂房横轴线探洞PD912-1中Ⅱ类围岩占56%，Ⅲ类围岩占44%。三、施工特点、难点1、岩壁吊车梁开挖岩台水平宽度窄仅0.75m，开挖轮廓复杂，施工质量要求高；2、岩壁吊车梁开挖精度要求较高，不允许有欠挖现象存在，尽量减少超挖，除因特殊地质原因引起的超挖外，局部超挖控制在18~20cm，斜台与垂直面的夹角大于设计角度的偏差控制在2°以内。3、相邻两孔间的岩面完整，孔壁不得有明显的爆破裂隙。4、壁座下拐点不允许超挖，控制下

5、拐点边墙的超挖，确保岩壁吊车梁壁座准确成型。5、壁座上拐点边墙、斜台和下拐点边墙三面炮孔三线合一，最大偏差不超过2cm。6、岩壁吊车梁锚杆孔位正确与否直接关系到锚杆受力条件是否符合设计要求及岩壁吊车梁内部应力是否均衡，钻孔各项参数精度要求较高。7、岩壁吊车梁上倾锚杆设计角度27°，采用先注浆后插杆的施工工艺，要达到90%以上注浆饱满度，施工工艺过程控制难度较大。四、施工程序为保证岩壁吊车梁开挖质量，岩壁吊车梁的开挖采用了多重缓冲、多重光爆控制爆破技术，分层分块进行剥离。为满足⑥号孔钻孔需要，中部Ⅰ区拉槽至EL1301后，首先对

6、Ⅱ区进行开挖，Ⅱ区分两部分剥离，Ⅱ区开挖完成后，开挖Ⅲ区，Ⅲ区也分两部分进行开挖，最后开挖岩台部分Ⅳ区。在进行逐区、逐块开挖的同时，测量全程跟踪控制开挖高程及开挖范围。岩壁吊车梁具体施工程序如下：施工程序框图Ⅰ区拉槽至EL1301造①号孔开挖Ⅱ1区造②、⑤号孔开挖Ⅱ2，做好⑤号孔保护造③、④号孔开挖Ⅲ1，区做好④号孔保护④号孔装药开挖Ⅲ2块造⑥号孔，⑤、⑥号孔同时起爆，开挖岩台，即Ⅳ区锚杆施工块开挖分层分块图六、施工方法1、开挖方法厂房第二层中部拉槽Ⅰ区采用D7液压钻钻孔，先锋槽和保护层交界面施工预裂爆破；岩壁保护层Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ

7、区剥离采用手风钻钻孔，微差光面爆破。（1）样架制作、安装①样架由骨架钢管和导向管组成，钢管骨架采用DN100（d=1mm）钢管作为制作材料，导向管采用2,5寸钢管加工，导向管每根长50cm，间距30cm。每榀样架长6m，其强度、刚度和稳定性均满足施工。②样架骨架由两根平行的DN100钢管组成，钢管间距为1m，样架制作在现场进行。骨架在找平地面上固定以后，进行导向钢管位置放线，放线完成后，逐管进行焊接，焊接过程中避免应力集中导致样架变形。样架制作完成后，由人工抬至工作面，利用事先在边墙上搭设的插筋进行固定，插筋规格Ф22，间距3

8、m，L=2m（入岩1m）。样架固定过程中，测量和技术人员全程跟踪，保证样架安装精度满足要求。（2）钻孔过程控制②、④、⑤和⑥号光爆孔采用样架和导向钢管控制孔向，钻孔前，一个人把钻，一个人用手将钻头紧贴导向钢管。钻杆为标准长度，孔深由样架设置统一高程线控制。开孔20cm对孔位、