黑麋峰抽水蓄能电站地下厂房岩锚梁岩台开挖

摘要：岩锚梁的岩台开挖是岩锚梁施工的关键技术。施工时，不仅要确保岩台开挖前后的稳定，而且也要确保岩台在开挖完毕后的外观成型质量，同时还要确保在后序开挖过程中不对已浇筑的岩锚梁自身结构的稳定性产生影响。黑麋峰岩锚梁岩台开挖后，成型规则，棱角分明，施工中爆破造成的裂隙影响深度符合设计要求，表明岩台的开挖是成功的。

关键词：抽水蓄能电站 地下厂房 岩锚梁 开挖

1、概述

黑麋峰抽水蓄能电站地下厂房采用岩锚吊车梁，吊车梁承载两台2×300t/10t桥机。岩锚梁是利用一定深度的长锚杆，把混凝土梁体牢牢锚固在岩石上，岩锚梁的全部荷载通过长锚杆传到岩体上，它充分利用了围岩的承载能力。因此，对岩锚梁岩台的开挖技术要求极高。

主厂房地质构造较简单，主要有NEE向陡倾角断层F43、F61和NNE向陡倾角断层F39通过，其中F43、F61断层与厂房轴线大角度相交，交角为70°，破碎带宽度分别为20～50和30；局部发育中、缓倾角结构面，且少数延伸较长。围岩以Ⅱ2类围岩为主，约占80%，断层F43、F61、F39通过的部位为Ⅳ2～V1围岩，约占10%，局部为Ⅲ1～Ⅲ2类围岩，约占10%。

2、岩锚梁岩台开挖

应用工程地质体控制论，采用有效的调控技术，经过反馈调节，适时控制岩体变形，调整围岩整体强度，改善岩体应力状态，维护和改善环境稳定性，以期使工程地质体的工程能力得到充分发挥，从而获得地质系统的最佳效益。

岩锚梁岩台开挖，不仅要确保岩台开挖前后的稳定，而且也要确保岩台在开挖完毕后的外观成型质量，同时还要确保在后序开挖过程中不对已浇筑的岩锚梁自身结构的稳定性产生影响。

2.1 与岩台开挖相关的合理分层

主厂房最大宽度为27m，最大开挖高度为59.9m，共分七层开挖。岩锚梁岩台位于主厂房开挖的第二层，上拐点高程39.838m，下拐点高程38.23m。受岩台开挖、锚杆施工所需空间、梁体混凝土施工及下层开挖对梁体的震动等因素制约，必须对与岩台开挖相关的1、2、3层确定合理的分层高度。它直接影响着岩锚梁及整个地下厂房的施工质量和工期。

第一层，锚杆最大长度9m。为了使各种钻孔角度均能满足系统锚杆安装的需要，其合理开挖高度为9.5m(高程53.4～43.9m)。根据爆破震动现场测试，爆破的破坏范围在1.5m内。为了减小开挖爆破对岩台的震动影响，保证岩锚梁开挖后的浇筑质量，第三层开挖前需进行施工预裂。

第二层开挖的底板标高，根据岩锚梁受拉锚杆所用施工设备的施工需要，确定底板高程35.9m较为合理。

第三层顶部标高为35.9m，距岩锚梁开挖底部2.33m。第3层开挖前，标高35.9m以上开挖部位均进行锚喷支护。第三层开挖对岩锚梁岩台部位的岩体稳定性影响不大，问题的关键在于如何确保岩锚梁自身结构的稳定性，不因爆破产生对梁体的破坏。爆破对梁体的破坏主要是由于爆破产生的地震波通过岩体传到梁体上造成的。主爆区越近，其危害越大。为了进一步减小爆破对岩体的震动影响，第三层边墙部位在岩锚梁砼浇注前进行施工预裂，预裂线距侧墙3米。

2.2 岩锚梁岩台开挖

岩台开挖前，首先以岩锚梁下拐点设计偏距为标准，进行厂房第2层开挖的施工预裂。岩锚梁岩面以上预留1.5米的保护层。岩面开挖成型采用垂直孔和斜孔装药爆破成型。

为确保岩锚梁岩台开挖质量，针对不同的地质情况，选取不同的试验参数，首先进行岩锚梁岩台开挖的模拟爆破试验，并对不同开挖方法的结果进行比较，然后确定比较合理的开挖参数和开挖方法。

2.2.1 岩锚梁岩台开挖模拟爆破试验

岩台开挖模拟试验地点选在厂房第二层左端墙预留的3米保护层上。第二层层高8米，可继续分层进行岩锚梁岩台开挖模拟爆破试验。锚梁岩台开挖模拟爆破试验，依据现场揭示的不同地质条件进行不同类型爆破模拟试验，爆破参数见表1。

2.2.2 岩锚梁岩台开挖

通过模拟开挖试验模拟岩台外观成型质量看出，岩台上部的边墙采用竖向造孔，岩台台面采用沿设计角度进行钻孔爆破最为理想，外观成型质量最有保证。通过爆破模拟试验，岩台开挖光面、预裂爆破参数确定如下：

岩台开挖采用YT-28型手风钻人工作业。岩台宽度0.75米，岩面长度0.827米。竖向造孔依据岩面以上预留1.5米保护层，采用1.5m的钻杆进行钻孔，根据现场揭示的地质条件进行光面或预裂爆破；岩台台面采用沿设计角度依据测量结果确定孔深造孔，爆破参数依据现场地质情况和每次爆后效果，不断进行优化调整。

黑麋峰抽水蓄能电站岩锚梁单边长度，为减小爆破震动影响，保证岩锚梁开挖质量，具体开挖过程中进行分块开挖，每块开挖长度10米。每次开挖前，依据上炮爆后效果，爆破参数不断进行优化调整。

岩台台面采用沿设计角度依据测量结果确定孔深造孔。手风钻造孔前，按照岩台台面角度，采用φ48钢管搭设与岩台岩面角度一样的排架，手风钻钻杆放在上面，进行钻孔作业。同时根据爆破模拟试验成果分析，开孔孔位低于设计高程5cm，从而避免了两孔间因爆破漏斗作用存在的欠挖现象。具体钻孔作业过程中，钻杆与排架紧密接触，保证岩面开挖后的岩面角度与岩面设计角度相符。爆破网络采用非电毫秒延期导爆雷管控制爆破，火雷管击发起爆。炸药采用二级岩石乳化炸药。光面爆破和预裂爆破采用毛竹片绑扎导爆索串接炸药空气间隔不耦合装药。

通过上述措施，提高了岩台开挖精度，减少了岩台的超欠挖。

3、质量、安全保证措施

1）建立质量管理网络，明确岩锚梁施工的质量责任部门和责任人员。

2）岩锚梁施工前，由技术部门编制详细具体的作业指导书，并组织技术质量交底，使相关的施工和管理人员能明确施工组织设计意图和质量要求。

3）测量控制点设在安全可靠的地方，并做好保护，防止机械破坏，建立定期复核制度，配备性能先进的测量仪器，保证测量控制点的精度。

4）每个开挖循环，均由测量放样定出岩锚梁开挖设计轮廓线，保证开孔位置精确。

5）爆破时严格控制单段起爆药量，防止岩锚梁周边岩台受到爆破震动破坏。

6）建立以项目经理为首的安全管理体系，明确岩锚梁施工的安全生产责任人，落实安全生产责任制。

7）编制安全施工措施，并向相关施工人员进行安全技术交底，使施工人员明确理解各部位施工的安全要点。

8）加强火工材料的管理，严格火工材料的领、用、退制度。

9）每次爆破之后，都必须进行安全处理、撬挖作业。定期检查清除已挖洞室的岩壁浮石。

4、结论

黑麋峰抽水蓄能电站地下主厂房岩锚梁岩台开挖成型规则，棱角分明，光面爆破和预裂爆破的残孔率在96%以上。施工中爆破造成的裂隙影响深度较小，满足设计规定值，表明岩台及相关部位的开挖方法和确定的参数是正确的。