某水电站岩锚梁岩台开挖施工技术

XXX水电站岩锚梁岩台开挖施工技术TheConstructionTechnologyForExcavatingTheRockAnchorBeamOfTheLaXiWaWaterElectricityStationxx1概述XXX水电站位于XX省XX县与XX县交界的XX河干流上，属大（Ⅰ）型一等工程，永久性主要水工建筑物为一级建筑物。该电站主厂房属特大型地下厂房，宽30m，长311.75m，高74.84m。主要赋存岩体为微风化~新鲜花岗岩，中粗粒结构，块状构造，岩石强度高，岩体致密坚硬，以构造裂隙为主。由于厂房断面较大，开挖施工共分九层进行，岩锚梁位于厂房第Ⅲ层，高程为▽2252.983～▽2250.330m，桩号范围厂右0+277.75~厂左0+17，单侧长294.75m。由于岩锚梁位于厂房中上部位，其施工进度直接影响厂房下部的开挖及支护施工，属厂房施工的关键部位；另外，岩台面是岩锚梁的支撑基础，在运行期间要承受较大的动荷载，对岩台成型及开挖爆破振动等精度要求较高。因此在施工之前必须制定详细的、切实可行的施工工艺及指导方案。2施工程序根据厂房总施工进度安排，在厂房第Ⅲ层开挖前，为了提前施工6条母线洞，已在厂房第Ⅳ层开挖了施工导洞，该导洞位于厂房第Ⅳ层中部，与主、副进厂交通洞相连通，桩号为厂右0+13.742～厂右0+237.15，开挖断面为8×7m（宽×高）的城门洞型，底板高程为▽2234.5m；另外，根据施工组织设计，厂房第Ⅲ层开挖分层高度为7.0m，高程由▽2254.00～▽2247.00m。因此，厂房第Ⅳ层导洞顶部至第Ⅲ层底板岩层厚为5.5m。为了确保施工安全，先在厂房第Ⅲ层右端与主进厂交通洞相对应位置进行中部抽槽，并将厂房Ⅳ层导洞顶板拉通，开挖石渣部分回填进导洞内，形成厂房Ⅲ层至主进厂交通洞的斜坡道；之后从右向左进行中间拉槽开挖，拉槽开挖宽度为20.5m，上、下游侧分别预留4.5m、5m保护层（距下边墙分别为3.4m和3.9m）；当中间拉槽开挖超前25m左右时，进行保护层开挖，保护层开挖时上边墙为岩台开挖预留0.9m光爆层；最后开挖岩锚梁岩台面。3岩台开挖试验在主厂房岩锚吊车梁施工之前，为了确定岩锚梁基岩爆破参数，验证岩锚梁开挖工艺，根据《XXX水电站地下厂房岩锚梁施工及承载试验技术要求》，进行了地下厂房岩锚吊车梁岩台开挖生产性试验。根据厂房Ⅲ层开挖总体程序，在厂右0+277.75~厂右0+246.25段进行预留保护层及岩台开挖爆破试验。在厂右0+241.75处先进行中间抽槽开挖，然后向厂右进行梯段爆破，两侧预裂，中间抽槽，两侧预裂边线距边墙距离为9m，分别在距边墙5~9m范围进行岩锚梁的开挖爆破试验工作。（1）预裂爆破试验参考厂Ⅱ层预裂爆破试验摸索出的经验，抽槽时预裂参数为：预裂孔深8m（即超深1m），孔口堵塞1m、孔底1.5m装药密度1.8kg/m、中间线装药密度500~600g/m、上部2m减弱装药，孔距0.8m。（2）预留保护层开挖爆破试验由于水平钻孔操作困难，不便控制超欠挖，每排炮间有错台，受工作面限制，施工速度慢，故上下边墙采用垂直孔及岩台斜面采用自下拐点向上拐点斜向钻孔的方法进行试验，根据岩台所在高程，分两层进行保护层开挖，总体上分3区进行，先开挖1区，再开挖2区，最后开挖3区。见爆破试验分区布置示意图。1区采用光面爆破，2区采用两种爆破方式：预裂爆破以及光面爆破，3区采用光面爆破。赤第刑1谷次岩锚梁岩台扩光面爆破试验越区域：厂珠右他0+209张~塔厂舌右档0+215.肺5低，厂织下新0+13.5春5遮~预厂瑞下提0+14.缩5吩。主要试验岩爸台光面爆破参妖数及施工工艺贸。造第赤1商次岩锚梁岩台船光面爆破试验陕参数见下表：铸表址1物败好第乔1发次岩锚梁岩台宁光面爆破试验帐参数继分区浅孔径恨/mm船孔距党/cm逢抵抗购线虎/cm研孔深狗/m申单孔药量际/g勿线装药密其度径/g/m妖堵塞长度壮/cm雕备注跟③宇42狼100清45至2.14汪480佣/航50江垂直主爆孔继42瑞35部50惰2.14悦165芽77疼50纠上边墙垂直光穗爆孔敲42岁35镰50挂2.00族155毯78惊50谁岩台面上向光手爆孔章岩台面上向斜请孔沿样架斜面菌进行钻孔，严瓦格控制孔距、伴方位角、倾角手、孔深。装药服时把单孔设计属装药量均匀地消绑在导爆索上羞送入孔内，垂建直主爆孔孔内宵装隶Ms俊1嫂非电雷管，上自边墙垂直光爆困孔、岩台面上奥向光爆孔分别手用导爆索联接崭，分别巩用惭MS盟3南、袜Ms哭5牌非电雷管连接逢。旅爆破后发现此牌区域的岩石较抛破碎，但仍形登成了较好的岩饥台面，半孔率险在趁90谎%柳以上，同时也扮发现个别上向类斜孔超深，岩术台面上的残留毫半孔稍有起伏亲。溉第孤2损次岩锚梁岩台骄光面爆破试验督区域：厂竟右乎0+254啄~车厂灾右潜0+26辨0恩，厂亡下扶0+10.0斑~留厂丧下敬0+14.县5黎。本次试验的绞重点是严格控盒制钻孔工艺，缩特别是岩台面觉的上向斜孔的廊方位角、倾角积、孔深等。另兵外，爆破参数丘、起爆网路也额将作适当调整局。锚梁岩台光劳面爆破试验参怕数见下表：厦表巩2泄哭末第躺2智次岩锚梁岩台默分区光面爆破妈试验参数灾分区吧孔径恭/mm宽孔距驳/cm薯抵抗甩线圆/cm交孔深线/m漆单孔药量皂/g嘴线装药密研度针/g/m似堵塞长度掘/cm植备注惩①娇42居120北100兽2.6雨1600腐/凭100支垂直主爆孔瞧42项100茶100腊2.6蹦1400兰/倘120懂垂直缓冲孔侧42铃40刃60宣2.6牛260清100基30乏垂直光爆孔进②丹42塌100验90著3.5习1530犹/欠150太垂直主爆孔豪42哪30旷70赤3.5狭350医100脱30莲下边墙垂直光歉爆孔记③浇42象30铃90趣2.14价150席70秋50垒上边墙垂直光眠爆孔谅42盯30森90策2.0康120尤60活50旦岩台面上向光宏爆孔副③杰42遵30舟90单2.14晶138允65俱50寇上边墙垂直光侄爆孔感42侍30牢90圆2.00柱110留55乒50晌岩台面上向光抽爆孔跟保护伪层采①漏、千②住区的爆破参数奏经厂什房赔I亿、只I战I批层实践证明是赢合理的，爆破独试验过程本报促告不再赘述，浪重点对帽③亚区试验的过程论进行阐述。白第烫2情次岩台爆破试株验分两种参数进进行，并取消侨了牲第窜1硬次试验中的垂傅直主爆孔，起腥爆网路调整为链上边墙、台面份上向斜孔同段栽起爆，这样调的整的目的使得燕上边墙、台面邻上向斜孔的光婶爆层基本一致脸，即光面爆破灵的抵抗线一致委，有利于孔间燃形成很好的光赖爆面。技钻上边墙光爆蜘孔时，由全站邮仪测量放样，呈确定高程和光抛爆面的方向，场用样架统一钻瞎孔深度、间距祝、方向，从而举确保光爆孔的任孔底在同一高瓦程、光爆孔在定同一平面且间看距一致。慌钻岩台面上向刃斜孔时，对样盯架用全站仪进粗行定位，严格膀控制孔距、方待位角、倾角、蛋孔深。遥装药时把单孔形设计装药量均朴匀地绑在导爆获索上送入孔内名，上边墙垂直耗光爆孔、岩台度面上向光爆孔居分别用导爆索烦联接，报用聚Ms约1蜡非电雷管同段溜起爆。拼爆破后岩台面繁成型非常好，田半孔率热在痰95旅%统以上，岩台面熊上的残留半孔挡几乎没有起伏居差。两种爆破弦参数的试验效猎果基本没有差党别，说明两种械爆破参数均可矮用于岩台爆破锣中。图3岩台开挖试验效果图图3岩台开挖试验效果图猫4雨点施工方法技4.1栽军开挖分层高度循的确定案根据《水电水损利工程岩壁梁屑施工规程驴》爽DL/T51肥9刻8还－晚200母4洁规定岩锚梁岩或台开挖排炮孔丙深不宜超过范3m肝，结合厂竞房糖Ⅲ柱层开挖分层高怪度，为了便于较岩锚梁岩台的贸开挖施工，分贞两层进行开挖束，第一层高度倦为遣2.6m拆，第二层高度笛为丝4.4m窄。该分层高度介不仅能满足岩绞台开挖所需的型空间，还减少圾了因过高而须解搭设施工排架熄作为工作平台扛的各种费用。霞4.2尾愧岩台开挖您岩锚梁岩台高刷程丧为垫▽叠2251.8棚58m循~唉▽魂2250.1载77m栗，高度为痒1.681m泄，斜面倾角匠为道33.2披7坛度。通过施工制预裂预留的岩巡锚梁开挖部位钉保护层厚度：庆厂上为姜4.5m滨、厂下为满5.0m锡。参岩锚梁岩台开评挖方法就是如通何爆除保护层思岩石，并使岩容锚梁的岩台面横、岩台上边墙泰、岩台下边墙舰形成良好的光拨爆面。液剪号恭开挖顺序斜在吸取国内地闪下厂房岩锚梁悉成功开挖经验摩的基础上，根壁据皂XX沿X爬工程地下厂房嫁岩石性质、地伪质构造特点，存决定保护层分储三区采用手风舌钻孔开挖：剖①胶区开挖至缘▽锁2251.4虾m绑，上边墙奏为帅③哀区预留也0.9m孔的光爆层；邀②窗区开挖至迁▽缓2247.0既m诚；宁③羡区岩台面及上食边墙部分舌。渠浙工革岩台开挖方法窝①悦区采垄用手风钻造垂枯直孔进行梯尸段稼-恰光面爆破；位②养区采光用手风钻钻垂些直孔进行梯葱段悄-询光面爆破（下慢边墙进行光面登爆破）；书③保区岩台面及上驾边墙光面爆破造，上边墙用手载风钻钻垂直孔喉、岩台面用施颠工样架从律▽非2250.1厚77m党按岩台面设计煤角度钻上向斜枝孔，孔底均碑至尸▽造2251.8倒58m条，垂直孔与斜扮向孔在同一断税面且相互贯通万，一个垂直孔刷与其相应的斜财向孔称为一组洁，每组孔的垂昂直孔与斜向孔梁同时起爆。爆秒破采用非电毫忙秒导爆管雷管妙微差爆破，弱察光爆成型。蚕避及航爆破参数确定卧根据岩锚梁岩互台开挖爆破试绵验，通过类比练法确定岩锚梁决岩台各区开挖躁按伍表筋2当所列爆破参数向进行爆破。哲5躬登施工工艺旁（剩1拍）测量放样菜在每一循环开赤始，根据设计喘开挖要求进行夏钻孔测量放样蜓，保证钻孔开箩孔偏差不超过邮10mm子（不允许欠挖聚）。（2）钻孔拔钻孔精度是保虚证爆破效果最杀重要的因素之符一。开孔偏差述不超过跃10mm她（不允许欠挖殃）。无论垂直荡孔还是斜孔，跃钻孔偏斜度应束控制在喝10mm所/m呢以内（同样不逮允许欠挖）。市钻孔深度应严渗格控制，不允庆许超深。捡在岩锚梁岩台越的各区开挖中心，鉴于实际岩替面的凸凹不平氧，为保证钻孔屿孔位、孔向、搞孔深正确，在候每一施工段采忧用钢管搭设样瓣架进行造孔，齐以控制垂直光扩面的孔深和孔伪向。唤在造岩台斜面巩的上倾孔时使嗓用样架，在下谱边墙每刘隔内3~援5m坏打滔50cm咱深的插筋，并柳用管扣件与已问加工好的钢管贸架相连，使整斥体样架与设计病边墙面之间保删持冬约隐10~洒20cm继的距离，然后驰再固定斜面架赵。斜面架的两码根钢管之间的零间距碗为股1.0~公1.2m稿。斜面架与样屑架之间也用钢巾管扣件加固。其通过全站仪精驼确测量，使样街架斜面的倾角皆与设计岩台面党的倾角保持一码致。（3）装药礼登赞装药前对所有脊光爆孔进行孔踢深及角度校核剑，对超深的孔晚，在孔底回填忌石粉以保证孔谁深，对孔向偏即差较大的孔，极作废孔处理，敲在附近另外造慧孔。光爆孔均怕采用间隔不耦言合装药结构，隶底部加强，上朴部减弱，按照辉确定的线装药卡密度控制间隔红距离。装药时料，在竹片上绑梦扎导爆索、小割直径药卷的方闲式疫，并保证装药连到位。（4）堵塞串伏颜堵塞采用钻屑寒，在堵塞前先坟用纸团或其它臂柔性物质成团管入孔，以达到远防止堵塞料漏丸入装药段即可宇，堵塞段应稍树加捣实。（5）联网驰每个孔采用导水爆索入孔连通为，通过非电毫偏秒导爆管雷管子分段起爆，控绍制最大单响药爱量，以保证质浅点振动速度满需足要求。窝6妥骨施工期监测热施工期监测主卵要进行爆破振错动监测和围岩赔松动圈测试。取岩锚梁岩台开远挖轮爆破振动监测许布健置部5慢个测点，每个桂测点布置垂直更、径向、切向缸三个方向的振角动速度传感器能，住采径用藏TOPBO搁X磨振动信号自记逝仪计进行记录，并织用爆破振动专观用软件对测试档波形进行处理末分析，得到相尸应测点处的爆江破振动速度。根由单段药量、覆测点距爆源的鸡距离及振速进辞行回归计算，灿得到相应爆破犯方式的爆破振诚动传播规律。贷从典型试验实诉测资料的对比湿分析中得出：帐在有预裂缝的飞条件下与预裂陡和主爆孔在同财一起爆网路进搞行的深孔梯段祥爆破测到的振瓣速相差较大，熟特别到是乖V迟├欠、缺V吐┴滚两个方向的振夕速，有预裂缝俘的振速比无预奥裂缝的振速降扔低近一半完，境V帆║峰方向的振速有摸所降低，但幅夹值不大，约降醉低话30挠%街。综合以上分膜析，在有预裂嫩的情况下，爆饮破产生的振动捷速度可降清低黑30%~50怜%消。捞从围岩声波测月试的资料分析联得出：距边捏墙攀4且～煤5根m改处的预裂爆破简对围岩没有影句响或影响很小寄，正常装药段挣对保护层破坏摆产生的影响深莲度小于捐1m镜，加强装药狼段对保护层破有坏产生的影响悦深