巴拉水电站厂区枢纽工程地下厂房岩锚梁开挖施工技术分析

巴拉水电站厂区枢纽工程地下厂房岩锚梁开挖施工技术分析

毛晓露

中国水利水电第五工程局有限公司

摘要：在水电站地下厂房施工作业开展过程中，地下厂房岩锚梁开挖是施工的一项重点，同时也是面临的难点，开挖质量决定了岩锚梁的受力情况，也直接影响到了锚梁运行期间的安全性。在本篇文章中主要结合某项工程案例，全面论述了开挖技术要求，制定了规范性的开发施工流程，提出了相关技术从施工中的具体应用情况。

关键词：巴拉水电站厂房；枢纽工程；地下厂房；岩锚梁开挖施工技术

    地下厂房岩锚梁在开挖到特定高程实施混凝土浇筑作业，可以进一步缩减地下厂房的空间跨度，结合整体围岩性保持稳定性。其中，在地下厂房中对岩锚梁加以应用，既可以提升资源利用率，而且也可以为后期吊装以及机组运行提供规范性的工作平台，从根本上促使岩锚梁施工技术被广泛应用到了水电站地下厂房中。
1、工程案例

地下发电厂房位于日部吊桥上游约3.9km的脚木足河右岸花岗岩体内，地下厂房总长142.04m，顶拱跨度25m，岩壁吊车梁下部跨度23m，高度53.42m,从里至外依次布置副厂房、主机间及安装间，长度分别25.02m、81m、36.02m。

岩壁吊车梁位于地下厂房CⅡ开挖分层内，高程位于EL 2701.23m～EL 2698.35m，桩号范围为(厂横)0-050.02～(厂横)0+067，设计长度为117.02m，岩壁吊车梁岩台上拐点设计高程EL 2699.78m，下拐点设计高程EL 2698.35m，岩台开挖高度1.43m，开挖宽度1m，岩台斜面与厂房边墙夹角为35°。地下主厂房开挖高程至2694m，岩台开挖全部结束，开挖揭示岩性为花岗岩，以微新风化为主，局部呈弱风化，岩石坚硬；主要发育优势节理以NNW和NWW方向为主，个别洞段发育随机节理，同时在局部洞段发育NWW向节理密集带；顶拱和上游墙地下水相对发育，活动性中等，局部以线状出水为主，个别股状流水。但是在开挖过程中，厂房二层上、下边墙及岩台局部段因受不利节理组合影响，出现局部垮塌现象，且伴上、下游边墙偶见岩体出现剥离、片帮现象。结合现场实际测量断面数据，大多岩台成型不甚理想，并没有达到预期设计岩台成型断面要求，岩台缺失普遍。主厂房岩壁吊车梁及新增扶壁墙为永久外露面结构，外观质量要求高，怎样确保混凝土外观质量是施工中的重点。岩壁吊车梁混凝土为高约束区混凝土，混凝土厚度较大，如何控制温度裂隙是施工中的重点。

2、巴拉水电站厂区枢纽工程地下厂房岩锚梁开挖施工技术应用要点

岩壁吊车梁位于地下厂房CⅡ开挖分层内，高程位于EL2701.23m～EL2698.35m，桩号范围为(厂横)0-050.02～(厂横)0+067，设计长度为117.02m，岩壁吊车梁岩台上拐点设计高程EL2699.78m，下拐点设计高程EL2698.35m，岩台开挖高度1.43m，开挖宽度1m，岩台斜面与厂房边墙夹角为35°。其中，巴拉水电站厂区枢纽工程地下厂房岩锚梁开挖施工技术应用要点如下所示。

2.1开挖设计技术要求
2.1.1主厂房一般边墙开挖的开挖要求

第一，不允许对直立边墙进行欠挖，各级台阶外张量不应当大于20cm，错台的宽度应当控制在20cm左右。第二，保证开挖岩壁的稳定性和完善性。靠近两个炮孔之间的岩层不平整度必须低于15cm。第三，预裂和光面爆破钻孔角度偏差不应当超出1°。允许孔深误差则是控制在5cm左右。

2.1.2岩锚梁壁面开挖要求

第一，壁面质量。①具体的开挖轮廓应当与标准要求相符合，避免出现岩锚梁壁面欠挖现象，将超挖控制在10cm之内。针对于台斜面的两个转角点，必须确保轮廓尺寸以及为岩的完整性。完成岩壁开挖以后有效的修整岩壁的斜面，清除爆破以后产生的松动岩石。水平面和斜面的夹角必须低于设计值，偏小值则是低于3°。②加大爆破振动的控制力度，具体检测的地面爆破影响深度必须低于20cm。第二，钻孔和爆破。①岩锚梁保护层部分应当遵循分区分层的基本开挖原则，以光面爆破开挖为主，钻孔直径不应当超出50mm。②在开挖岩锚梁斜台前期阶段中，需要做好岩锚梁斜岩石边缘岩体的预加固作业，从根本上保持斜岩石开挖平衡性以及完善性。采取仰斜孔光面爆破的方式对岩锚梁斜岩以上部分加以开挖处理，或者应用其他合理的方式加以开挖，严格控制装孔直径。③在实施岩锚梁部位岩石开挖爆破作业期间，需要合理的控制爆破的装药数量，避免岩锚梁部位围岩的完善性受到影响，从而产生爆破裂缝。

2.2岩锚梁混凝土浇筑程序

考虑温度及混凝土收缩变形影响和施工浇筑能力，对岩锚梁设置了施工缝，为保证剪力有效传递，施工缝缝面设置键槽及插筋，缝面及键槽面用压力水、风砂枪或刷毛机刷毛，纵向钢筋跨缝连接。上游边墙岩锚梁在完成相应扶壁墙浇筑后3天拆除扶壁墙施工排架及模板后，启动岩锚梁仓位准备，按照承重支架搭设（含外侧施工排架搭设）→底模安装、调试→钢筋制安→预埋件安装→侧模施工排架上升及侧模安装、校正→混凝土浇筑→排架及模板拆除的顺序作业。总体上采取由3#主机间、安装间两侧向中间浇筑的顺序，可同步开展两个仓位备仓及浇筑作业。

2.3基本要点
    第一，基岩面清理以及放样。采取反铲初步清理基岩面，针对于影响样架搭设和钻孔的部分，可以采取人工手风钻进处理完成清理工作以后，避免基面发生松懈的岩石或者出现杂质，可以使用侧方仪精准的对精度加以检测，全面控制测量的误差。
    第二，搭建样架。为了确保施工进度有效开展，可以在加工厂提前制作完成导管模块，从施工现场对其进行拼接和固定。现场搭建完骨架以后，将样架模块在骨架上拼装固定。现场实际基岩面高低不平，为了提升钻孔的开孔精度，可以设置两个套管导向管，下部一个套管，上部一个套管。然后深入导向管内实施钻孔作业。
2.4钻孔施工

开钻前，施工人员按锚杆的设计角度认真调整钻机，按放样好的孔位开孔，开钻时利用加工好的特定直角三角板认真复核钻孔方向，仰角锚杆与水平面形成的夹角同设计值的偏差不大于3°控制，保证钻孔角度与设计要求相符。钻进5~10cm以后，再次复测钻孔角度。此外，施工人员还要根据设计孔深，在钻杆上做好标记，以保证孔深满足设计和规范要求。钻孔完成后，质检人员对已钻锚杆孔的孔位、孔深、孔向进行检测，并形成检查记录。发现不符合要求的孔，作废孔处理，重新进行钻孔。锚杆孔按三检制组织验收，三检合格后，将钻孔成果提交监理单位进行验收。

3、结语：

从以上论述来看，水电站厂房枢纽工程地下房岩锚梁开挖施工作业十分重要，因为对于该项施工提出的要求比较高。在施工过程中，应当秉承具体情况具体分析的基本原则，对爆破施工有效设计，加大各个环节施工质量的控制力度，优化和改进爆破参数，从而达到岩锚梁开挖施工作业高质量开展的目的。文章中结合工程案例专门探讨了开挖技术，以此为工程施工积累丰富的经验，确保开挖施工符合标准要求。

参考文献：

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