地下厂房开挖及支护施工技术略谈

1、    地下厂房开挖及支护施工技术略谈    赖明辉 张羽【摘要】本文以乐昌峡水利枢纽地下厂房开挖及支护施工为低例，对地下厂房开挖及支护、 施工通道，特别是岩锚梁的成工施工技术进行分析，对以后地下厂房岩锚梁施工具有指导意义。【关键词】地下厂房开挖及支护 岩锚梁施工1.工程简介乐昌峡水利枢纽地下厂房所在位置的地面高程为200m290m，厂房顶部岩石最小厚度约为46m，侧向岩石最小厚度约为38m。从右到左（发电水流方向）依次布置主机间、安装间（副厂房）和主变室，呈一字形排列。主机间尺寸为63.56m×19.0m（长×宽），机组安装高程为8

2、8.0m，主机间高约50.075m，内装3台单机容量为44mw水轮发电机组。安装间尺寸为30.2m×19.0m（长×宽），副厂房布置在安装间下层。安装间尺寸为30.2m×19.0m（长×宽）。主变室尺寸为30.2m×19.0m，主变及gis布置在主变室内，主变室与发电机层同层，gis室布置在主变室上层。上层与排风出渣洞地面同高程为117.00m，中层高程为99.25m，下层高程75.67m。高压电缆洞采用竖井加平洞的出线方案，出线场布置在左坝头下游，与坝顶同高程，平面尺寸为25.0m×14.25m（长×宽）。对外交通采用双车

3、道隧洞方案，从安装场下游侧引出，与利用左岸旧铁路改造成而成的进厂道路相连。2.厂房开挖及支护分层分区根据厂房的结构特点、通道条件，主厂房开挖高度50.075m，自上而下共分六层，采用逐层开挖及支护的施工方法。第层高程124.50m高程115.25m，高度9.25m，第层为顶拱层；第层高程115.25m高程107.25m，高度8.0m，第层为至岩壁吊车梁层；第层高程107.25高程99.65m，高度7.6m，第层为操作层；第层高程99.65高程90.62m，高度9.03m，第层为操作层至水轮机层；第层高程99.62高程82.62m，高度8.0m，第层为水轮机涡壳层；第层高程82.62高程74.4

4、2m，高度8.2m，第层为尾水管层。副厂房及主变室随主厂房分层开挖，开挖至第层时结束。厂房开挖及支护分层分区图见图2-1。3.厂房开挖及支护施工通道布置第、层开挖利用排风出渣洞作为施工通道。第层预留斜坡道部分，利用交通洞爬坡至第层底板的斜坡道作为施工通道，进行第层剩余部分的开挖及支护。第、层开挖利用交通洞作为施工通道；第、层开挖利用尾水洞作为施工通道。前期利用1#尾水隧洞向主厂房引支洞，在第v层开挖3m×3m溜渣井道与支洞连通，形成出渣通道；后期利用1#尾水隧洞直接出渣。4.厂房开挖及支护施工方法第层（顶拱）开挖：采用中导洞（6m×8.5m）领先掘进、两边跟进扩大的开挖方式

5、。采用三臂凿岩台车钻孔，光面爆破，0.7m3反向铲处理危岩和清底。3m3装载机配15t自卸汽车，经排风洞出渣。第层开挖：以通风出渣洞作为施工通道，采用中心拉槽超前，两侧保护层开挖跟进的施工方式，中心拉槽为宽11.0m的先锋槽，領先5m8m，采用150型潜孔钻进行深孔梯段毫秒爆破，两侧保护层由三臂凿岩台车与手风钻配合钻孔， 3m3装载机挖装15t自卸汽车经通风洞出渣，第层预留斜坡道部分，利用交通洞爬坡至第层底板的斜坡道作为施工通道出渣。第层开挖：采用先周边预裂爆破，后深孔梯段爆破的施工方式，150型潜孔钻打垂直孔，3m3装载机挖装15t自卸汽车经交通洞出渣。第层开挖：以交通洞作为施工通道，施工方

6、法与第层相同。第层开挖：以尾水隧洞作为施工通道，采用150型潜孔钻进行深孔梯段毫秒爆破，溜渣井落渣至尾水管底部，3m3装载机挖装15t自卸汽车经尾水洞出渣。第层开挖：以尾水隧洞作为施工通道，三臂凿岩台车钻孔，光面爆破，3m3装载机配15t自卸汽车出渣。5.岩锚梁施工技术要点（1）厂房高边墙及岩锚梁对爆破质点振动速度要求非常严格（小于7cm/s），每层中部槽挖前必须进行中槽两侧和周边设计轮廓线预裂，增加爆破距离，从而尽可能减小爆破振动对高边墙围岩及支护结构的影响；岩锚梁锚杆造孔滞后于层预裂不小于30.0m进行；岩壁梁混凝土达设计强度后，预留层保护层采用手风钻钻孔，分层浅孔梯段爆破开挖，按短进尺、

7、弱爆破、及时支护和梯次开挖的原则施工。（2）岩锚梁部位的开挖及锚杆施工是地下厂房施工的难点和重点，必须精心施工，确保岩台成型好，不允许欠挖，超挖小于20cm，控制岩台斜面与水平面的夹角与设计值相比应偏小，但不小于3°。控制岩锚吊车梁岩台爆破松动范围在20cm以内。在开挖及锚杆施工中，测量放线、钻孔、装药连线及锚杆施工的钻孔、清洗、注浆、安装锚杆等各道工序必须在前一道工序验收合格后，方可进行下道工序的施工。（3）岩锚梁位于厂房第开挖层内，岩锚梁部位的开挖采用预留保护层的开挖方式，保护层与中部槽挖采取预裂爆破分开，中部先行，用液压潜孔钻垂直钻孔梯段爆破，超前两侧保护层开挖约2030m，保

8、护层厚度为4.05.0m。（4）严格控制下直墙外侧垂直钻爆的单响药量，下直墙面预裂孔造孔时将采取以下措施保证钻孔精度：轻型潜孔钻机采用轨道式定型样架固定，样架轨道沿预裂线布置；采用“三次校杆法”保证钻孔精度，即：在刚开钻时只旋转不冲击，等冲击器钻进岩层后，第二次进行校核，待第一根钎钻进岩层后，再进行第三次校核钻杆精度，满足要求才能继续钻进；在第一节钻杆上加两组扶正器，保证钻杆钻进的精度。孔与孔之间平行，孔底偏差小于10cm，保证预裂孔钻孔精度。岩台三角体上直墙面及斜面光爆孔间距2025cm，钻孔深度及角度测量仪器严格控制。梯形岩台光爆采用钻密孔（孔距3035cm）、特制小直径药卷间隔装药，高精度非电雷管起爆。（5）岩锚梁施工中，按规范要求采用红外线激光定位技术放样，精确测放轮廓线，钻孔方位角采用地质罗盘控制，水平钻孔用水平尺控制水平度、斜面倾斜孔仰（倾）角及深度用几何法控制，开孔前用全站仪测定每一孔位应钻深度。（6）岩锚梁深孔受力锚杆设置钻孔样架的施工做到认真细致，锚杆孔根据超挖情况重新计算，并用全站仪准确测量定位，锚杆采用凿岩台车造孔，锚杆孔上、下偏差不大于±50mm，左右偏差不大于±100mm，仰角锚杆孔深误差不大于锚杆长度的1%，俯角锚杆孔深大于设计孔深100mm左右，仰角锚杆与水平面形成的夹角同设计值相比偏大，但不超过3°。6.结语乐昌峡水利