岩锚梁开挖技术研讨

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1、西龙池抽水蓄能电站地下厂房岩锚梁开挖施工技术林山李长春朱海涛（中国水利水电第四工程局西龙池项目部）【摘要】西龙池抽水蓄能电站地下厂房岩锚梁开挖施工，采用双向光面控制爆破技术一次开挖成型，就该工程岩锚梁开挖时机选择、钻孔精度的控制、爆破设计方案等进行论证，检测结果表明，所采用的施工方案科学、有效、满足设计开挖要求。【关键词】地下厂房岩锚梁岩台开挖技术西龙池抽水蓄能电站1工程概况西龙池抽水蓄能电站主厂房岩锚梁岩台以上开挖跨度为23.50m，以下为22.25m，总长度为133.30m，总高度为49.00m。主

2、厂房内布置一台2x100t桥式起重机，采用岩壁轨道梁型式，岩锚梁顶部高程为748.70m，岩锚梁断面见图1。图1岩锚梁细部结构地下厂房围岩属于张夏组互层状的极薄层—薄层状灰岩、中层厚—厚层鲕状灰岩与似极薄层—薄层状紫红色钙质石英砂岩，呈互层状，细层很薄，岩层产状平缓，层间结合力不强，易产生岩体脱顶、板裂、弯曲或折断；厂房边墙受厂房区所发育的断层、裂隙和层理及纹理的相互切割，易形成不稳定体，厂房开挖时边墙可能发生局部岩体塌滑、掉块。为此，岩锚梁施工前，已采用支撑拱法施工完成主厂房顶拱部分，顶拱开挖采用中导

3、洞掘进法，顶拱采用ф32mm长7.2m、7.6m、5.2m的树脂锚杆、20cm厚钢纤维混凝土喷护及ф50mm深4.0m排水孔、对穿锚索、内锚锚索、钢拱肋等措施支护完成。岩锚梁上部为已开挖完成顶拱直立墙，下部为依次采用抽槽和侧向保护层光面爆破形成的直立墙体，岩锚梁开挖时周边临空条件较好。2岩体开挖设计要求和施工技术思路岩锚梁岩体部位岩壁开挖时，需控制好岩锚梁斜台及周围3.0m范围内的开挖爆破，确保按设计的轮廊开挖成形，减少爆破对保留岩体的振动影响。在岩锚梁开挖前，将厂房开挖施工（高程748.70m～高程7

4、43.00m）即岩锚梁层进行分区分序，共分3区。在岩锚梁层（高程748.70m～高程743.00m）中部掏槽（1区）开挖前，应先沿主厂房上下侧进行预裂爆破，根据地下洞室开挖规范要求：预裂爆破孔孔距离不应大于钻孔直径的8倍。施工时采用的潜孔钻机的钻孔直径为10.0cm，则确定预裂孔孔距为80.0cm，并且根据图2开挖分区图，预裂孔距上下游边墙的距离为3.0m。预裂线距上下侧边墙之间应采用手风钻进行光面爆破进行开挖。岩锚梁斜台以上部分可采用水平光面爆破或其他可靠方316法进行开挖，且钻孔直径不大于50.0m

5、m。无论采用何种爆破方式应严格控制最大一段起爆药量，按照地下厂房技术要求规定：其允许产生安全质点振速小于7.0m/s。轮廊面上残留炮孔痕迹应均匀分布，其残孔率除地质缺陷外微新岩石应大于90%，弱风化岩石应达80%以上。轮廊面上超挖控制在17.0cm以内，不允许欠挖。岩锚梁岩台开挖需解决如下技术问题：（1）岩台采取何种方式爆破、如何保证成形质量、所选开挖方案是否确保爆破后围岩稳定；（2）需解决岩锚梁岩台与厂房抽槽、侧向保户层开挖之间的关系，特别是岩台施工的最佳时机的选定问题；（3）对地下厂房工期要求较紧的

6、项目如何最大限度地缩短岩锚梁岩台开挖工期。经分析国内外相关地下厂房如龙滩，桐柏等工程施工实例和我局施工的泰安抽水蓄能电站的岩锚梁施工的实际经验，结合一般地面工程光面控制爆破等的相关理论，本工程施工基本思路为：（1）岩台开挖要有效减少超挖、减少爆破振动，需采用取小孔距、小孔径、密钻孔、均布装药一次成形方式。（2）岩锚梁岩台爆破钻孔设备采用孔径大于50.0cm以上的钻机时，其成孔精度及偏差较大，其次炸药难以设置在炮孔中央。因此需采用操作简便、效率较高的孔径小于50.0cm的手风钻等设备。（3）按常规建筑物基

7、础采取的水平光面或预裂爆破方式开挖，钻孔深度超过3.0m以后，孔底偏差、“漂孔”现象较小。同时施工将不受爆破掌面限制，一次能够投入较多设备，加快施工进度。（4）为的有效减少厂房抽槽（1区）和侧向保护层（2区）爆破的影响，岩锚梁岩台爆破时需确保其有明确的临空面，其施工最佳时期为：抽槽（1区）、侧向保护层（2区）开挖高程需将至岩锚梁岩台台口以下3.5m左右，岩台起坡边线1.5m以上的直立边墙开挖完成。控制好侧向保护层厚度选择，上层侧向保护层光爆孔孔底高程超过岩锚梁岩台台口以下1.0m以上，避免保护层光爆孔孔

8、底加强装药对台口造成隐性拉伤、破坏，使台口产生掉块等。（5）采用双光面控制爆破技术将岩锚梁岩台一次“切割”成形，这是控制岩锚梁岩台成形的关键。3爆破试验根据拟定的施工思路，岩锚梁正式开挖前，在主厂房岩锚梁所在的上下游边墙上选择适合部位进行爆破试验。试验内容为：钻孔机具、定位方式、火工材料的选择、爆破叁数的选定、以及开挖时机等。试验结果表明：采用孔径ф42.0mm手风钻搭设定位导向架可有效控制钻孔方位及精度。光爆孔孔距在30.0～35.0cm