地下厂房岩锚梁层开挖支护施工技术

罗超?翁凯乐

摘 要：水电站中，地下厂房的整个施工重点就在于其岩锚梁施工，尤其是岩锚梁开挖支护施工难度十分大，其对质量的要求也比较高，该施工使地下厂房实现精细化施工的主要体现。基于此，本文就某水电站地下厂房岩锚梁层开挖支護施工展开研究，首次介绍了该工程，其次对其施工方法和工艺进行了分析，最后提出了施工管理措施，希望能够为其他地下厂房的岩锚梁层开挖支护提供参考。

关键词：地下厂房;岩锚梁层开挖支护;施工技术

1 工程概况

本文以陕西镇安抽水蓄能电站地下厂房系统地下厂房第三层为研究对象。主厂房开挖尺寸为177.5m×25.5m（26.9m）×57.5m（长×宽×高）。岩壁梁以下及以上的开挖宽度分别为25.5m、26.9m。本层开挖高程范围EL.857.5m-EL.864.0m，开挖高度6.5m。施工包括厂房III层梯段爆破开挖、厂房岩锚梁开挖、支护工程这三部分内容。

根据勘察发现，厂房地下水位裂隙潜水，建筑物顶板都处于地下水位之下，岩体透水性属于微透水，地下水对混凝土无腐蚀性。通过勘察发现，厂房区岩体为花岗闪长岩，岩体坚硬，未见区域断层，主要为小断层，倾角为高倾。岩体整体比较完好，构成块体稳定性较好，但是主厂房上游便捷有些块体在开挖时由于爆破影响导致稳定性下降，需要对其进行清除和支护处理，同时，由于透水性小，地下厂房需要加强排水[1]。此外，爆破时需要注意厂房拱角区域的防护。

2 岩锚梁开挖支护施工

2.1 施工方法和工艺

2.1.1 主厂房采用分层开挖，厂房III层为岩锚梁层，开挖流程包括下卧道路段开挖、中部梯段爆破、保护层及岩锚梁开挖、支护施工。如图1。

2.1.2 爆破设计。选取钻孔设备，根据台阶高度确定开挖分区、根据岩石、台阶、孔径等因素考虑钻孔深度、并选取不同的钻孔深度，在《爆破安全规程》基础上满足最小最小填塞长度要求，确定装药长度、直径、单孔装药量、单耗、炮孔秘籍洗漱、结构以及起爆方式等[2]。最后，通过计算机选择好各分区的爆破参数。

2.1.3 洞室开挖。围岩开挖流程为施工准备→测量放线→钻孔→验孔→装药、联网→爆破→排烟→排险→出渣→系统支护，不良地段开挖需要在前后加入超前支护与加强支护，确保安全。

2.1.4 洞室支护。地下厂房第Ⅲ层以Ⅱ、Ⅲ类围岩为主，支护主要分为随机支护和系统锚喷支护。洞内采用φ28系统锚杆，配备10台YT-28手风钻钻孔、5台100B潜孔钻及1台多臂钻。

2.2 开挖质量控制

2.2.1 爆破试验

为保证岩锚梁岩台以及两侧边墙开挖体型满足设计要求，在岩锚梁开挖之前进行生产性试验。选择在同种工况，同种施工条件下进行试验，试验位置选择在厂左0+81.19-厂左0+69.19，即在下卧道路中部拉槽结束后，先按照9.5m宽进行中部拉槽，周边孔预裂爆破，形成试验区爆破工作面，试验区段长度12m，宽5m。岩锚梁开挖爆破试验时选取与拟定方案同种开挖方法，选取0.1km/m，0.15kg/m两种线装药密度，取0.25m、0.3m、0.35m三种光爆孔间距进行试验，爆破完毕后进行爆破效果分析，重新调整爆破参数后进行二次试验，最终选择最优爆破参数。如图2所示。

2.2.2 洞室观测

（1）对地质和初期支护状态进行观测，施工技术人员、监理人员和地质人员定性评价围岩地质条件以及初期支护状态，确定是否需要支护及其类型参数等;（2）进行周边位移测量，利用收敛及两侧监测围岩和不良地段，各断面布置测点，根据监理人员以及施工要求对断面数目和位置进行调整。（3）监测爆破振动，爆破时配合检测，根据爆破振动方案监测布置点，对爆破振点速度进行测定，若是超出规范需要将药量及时调整。

2.2.3 不良地段处理

根据施工规范对不进行砼衬砌的不良地质构造，可采用喷锚支护、超前固结灌浆以及及时回填置换的方式或监理人的要求进行处理。在地下洞室开挖后，根据开挖面情况，采取的适当的临时支护方案，临时支护不应对永久支护产生不利影响。

3 施工管理措施

3.1 加强质量管理

首先，开挖前需要做好技术交底工作，让施工人人员能够了解施工工序、工艺和质量要求，严格遵循设计图纸施工，施工时，施工人员不可擅自改变或取消工序，即使需要更改也需要得到技术部同意。其次，进行洞室开挖工作时，需要保护包测量点以及相关的设备，定期检查，保证测量精度和安全，钻孔和爆破工作需要及时根据地质条件来改变，保证开挖面[3]。最后，施工时需要做好质控点的检查记录，定期或不定期的对爆破材料进行抽检实验，避免不合格品用于工程。

3.2 防治质量通病

3.2.1 对于超前地质预报、测量施工通病，需要加强监测管理，做好超前地预报和监控量测。项目部也会配备专门检测人员，并定期对人员进行培训，丰富其专业知识，综合利用各种手段来探测预报，取长补短，确保测量精度。对于高风险隧道以及特殊地段需要完善探测工作，并做好应对措施。

3.2.2 对于光爆效果的防治。首先，根据围岩性质在制定爆破方案，并根据实际的爆破效果来优化调整方案，使光爆效果能够增强。其次，选择有经验的责任人对开挖范围进行划分，并对开挖断面重复测量，避免出错，同时，开挖人员需要在主编做好钻眼，提高光爆效果[4]。最后，及时分析超欠挖部位出现原因，并对钻眼方向进行调整，消除不良因素。

3.3 完善安全管理

3.3.1 做好危险源的识别，完善控制措施，定期对作业人员进行检查，保证施工现场安全，维护好施工设备，对施工人员做好安全防护教育工作，确实施工道路、危险品施工等安装规范进行，保证施工安全[5]。

3.3.2 建立安全管理机构，选择安全负责人，做好危险预知防护活动，设置专门人员来养护道路，保证路况，爆破工作必须要严格遵循国家、行业标准进行，相关人员在爆破时不可进入警戒区，爆破人员也需要具有专业资格证书和丰富的经验，保证爆破安全。

4 结语

对于地下厂房岩锚梁开挖支护施工而言，施工时要想保证洞内安全，需要提高支护质量，洞内支护需要严格遵循施工规范开展施工工作，施工前，必须要科学制定施工方案，做好质量和过程的管理，确保岩锚梁开挖支护施工质量，同时，需要保证爆破安全，做好爆破工作，为开挖工作奠定基础，并保证施工安全，做好施工现场的管理工作。

参考文献：

[1]吴晓铭，郭金婷，王小波.地下厂房岩锚梁开挖施工技术[J].四川水力发电，2010，029（0z2）：248-251.

[2]董学元，马丰云.锦屏一级水电站岩锚梁施工技术[J].隧道建设，2011（02）：93-97+103.

[3]贾惠艳.水电站地下厂房开挖支护关键技术研究[J].山西建筑，2007，033（020）：172-173.

[4]张晨.四川白鹤滩水电站地下厂房开挖施工组织设计[J].陕西水利，2018，No.213（04）：154-155.

[5]李冬冬.地下厂房岩锚梁岩壁围岩与锚杆支护宏细观特性研究[D].2019.