張來(lái)亮，吳貴芳，劉峰春

（中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，遼寧 丹東 118000）

1 工程概述

1.1 工程概況

官地水電站位于雅礱江干流下游、四川省涼山彝族自治州西昌市和鹽源縣交界的打羅村境內(nèi)，系雅礱江卡拉至江口河段水電規(guī)劃五級(jí)開(kāi)發(fā)方式的第三個(gè)梯級(jí)電站。官地水電站工程等級(jí)為一等工程，主要水工建筑物為1級(jí)，次要建筑物為3級(jí)，臨時(shí)建筑物為4級(jí)。官地水電站樞紐建筑物主要由左右岸擋水壩、中孔壩段和溢流壩段（為碾壓混凝土重力壩）、消力池、右岸引水發(fā)電系統(tǒng)組成。

引水發(fā)電系統(tǒng)采用右岸地下廠房布置方案，主廠房布置在大壩軸線下游右岸山體內(nèi)，采用單機(jī)單管供水。廠房（含安裝間、副廠房）最大開(kāi)挖尺寸為243.44m×31.10m×76.30m （長(zhǎng)×寬×高，下同），機(jī)組安裝▽1195.80m。主廠房洞室斷面為直墻曲頂拱型，頂拱高程1235.6m，吊車(chē)梁以下廠房跨度29m，吊車(chē)梁以上廠房跨度31.1m。廠房巖錨梁巖臺(tái)位于0-28.82～0+197.72段的上下游邊墻高程1223.95～1227.3m。

1.2 工程地質(zhì)條件

巖錨梁區(qū)域?yàn)樾鋷r、節(jié)理較發(fā)育、巖石較硬、成型難。巖錨梁布置于P2β15-2層角礫集塊熔巖中，巖石堅(jiān)硬，微風(fēng)化～新鮮狀態(tài)，圍巖巖體以塊狀～次塊狀結(jié)構(gòu)為主，局部為鑲嵌或碎裂結(jié)構(gòu)。無(wú)大的斷層通過(guò)，無(wú)大的軟弱結(jié)構(gòu)面，錯(cuò)動(dòng)帶規(guī)模都較小，部分錯(cuò)動(dòng)帶延伸較長(zhǎng)。上、下游邊墻開(kāi)挖過(guò)程中地下水出露不多，在廠橫0+197.62～0+10m段，除錯(cuò)動(dòng)帶、裂隙集中發(fā)育附近較濕潤(rùn)外，其洞室較干燥；副廠房端由干燥～濕潤(rùn)，部分有浸、滴水。

1.3 工程施工特點(diǎn)

巖錨梁是地下廠房開(kāi)挖施工中難度最大、質(zhì)量要求最高的部位，巖錨梁開(kāi)挖成型的質(zhì)量將直接影響到廠房巖壁吊車(chē)的運(yùn)行安全。其施工特點(diǎn)：

（1）施工組織、質(zhì)量控制難度大。廠房巖錨梁開(kāi)挖工期緊，施工強(qiáng)度大，加大了施工組織和質(zhì)量控制的難度。

（2）爆破振動(dòng)控制要求嚴(yán)。《水工建筑物地下開(kāi)挖工程施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5099-1999）中規(guī)定水工隧洞允許爆破質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度僅為10cm/s，如不嚴(yán)格控制爆破最大單響藥量，勢(shì)必對(duì)廠房巖錨梁圍巖造成較為嚴(yán)重的影響。

（3）變形檢測(cè)工作量大 。因開(kāi)挖斷面大，加之一部分洞段層間、層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶發(fā)育，并且進(jìn)出口段圍巖條件差，這就要求監(jiān)測(cè)斷面必須布置合理，監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤，能夠及時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。

（4）巖臺(tái)開(kāi)挖質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高。開(kāi)挖輪廓線必須符合設(shè)計(jì)斷面尺寸，洞室開(kāi)挖不允許存在欠挖，平整度不超過(guò)10cm。殘留炮孔痕跡應(yīng)在開(kāi)挖輪廓面上均勻分布，炮孔痕跡保存率：完整巖石80%以上，較完整和完整性差的巖石不少于50%，較破碎和破碎巖石不少于20%；相鄰兩孔間的巖面平整，孔壁不應(yīng)有明顯的爆破裂隙；相鄰兩茬炮之間的臺(tái)階不應(yīng)大于10cm。

2 巖錨梁開(kāi)挖及控制要點(diǎn)

采用了“巖錨梁分序開(kāi)挖”和“巖臺(tái)雙光面爆破”的施工方法。

（1）基巖面清理。采用人工手風(fēng)鉆、風(fēng)鎬進(jìn)行清理，內(nèi)容包括松動(dòng)塊石清除、欠挖處理、開(kāi)鉆處斜面鑿平等。其清理的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為基巖面無(wú)浮渣、無(wú)松動(dòng)巖塊，開(kāi)孔線50cm范圍內(nèi)不平整度小于20cm。

（2）測(cè)量放樣。由熟練的測(cè)量人員專(zhuān)職負(fù)責(zé)巖壁梁開(kāi)挖測(cè)量工作，采用紅外線激光定位技術(shù)放樣。質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：精度誤差小于或等于5mm，巖臺(tái)巖壁豎向光爆開(kāi)孔點(diǎn)、斜面光爆開(kāi)孔點(diǎn)和Ⅲ3豎向光爆開(kāi)孔點(diǎn)在同一樁號(hào)上。

（3）鋼管定位樣架。巖錨梁巖臺(tái)斜面孔（5號(hào)孔）鉆孔采用測(cè)量放線后搭設(shè)樣架，巖臺(tái)垂直孔（4號(hào)孔）鉆孔可采用搭設(shè)樣架法，也可采用先導(dǎo)孔拉線控制法。樣架搭設(shè)采用φ50mm鋼管，在樣架上布置導(dǎo)向管（φ50mm鋼管，角度與巖臺(tái)一致，間距為30cm）。樣架搭設(shè)好后需進(jìn)行測(cè)量復(fù)核。斜孔鉆孔之前必須在測(cè)量放線的開(kāi)挖孔位上先施鉆一個(gè)3cm深的水平孔窩，以確保實(shí)際施鉆孔位準(zhǔn)確?？咨畈捎迷跇蛹苌喜荚O(shè)限位標(biāo)志進(jìn)行控制。

樣架搭設(shè)要求：①樣架鋼管必須選用平直無(wú)變形的優(yōu)質(zhì)鋼管，橫桿與橫桿采用一字卡連接，橫桿與立桿、樣架采用十字扣連接，橫桿、立桿與斜撐采用萬(wàn)向扣連接。②錨固桿、橫撐桿、斜撐桿間距1.75m，錨固端25～30cm。③導(dǎo)向管靠基巖面?zhèn)惹谐?5°坡口，并原則上緊貼基巖面，局部不能緊貼基巖面，要求垂直孔導(dǎo)向管距基巖面的距離不大于2cm，巖臺(tái)斜面孔導(dǎo)向管距基巖面的距離不大于5cm。④樣架搭設(shè)完畢，經(jīng)測(cè)量復(fù)核、三檢驗(yàn)收，準(zhǔn)鉆證監(jiān)理簽字后方可使用。

樣架質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：①導(dǎo)向管孔位偏差小于或等于1cm，角度偏差小于1°；限位桿高程偏差和水平度均小于或等于1cm。②樣架按設(shè)計(jì)圖紙搭設(shè)，其剛度和整體穩(wěn)定性符合設(shè)計(jì)要求。

（4）鉆孔。采用手風(fēng)鉆造孔，孔徑φ42mm。為了滿足設(shè)計(jì)要求，防止欠挖，巖壁梁開(kāi)挖頂高程EL1227.30m以上邊墻不允許欠挖，超挖控制在10cm左右。巖臺(tái)垂直鉆孔孔位比設(shè)計(jì)線外移5cm，孔深超深設(shè)計(jì)值10cm；斜向鉆孔孔位比設(shè)計(jì)開(kāi)挖線沿斜面垂直方向下移5cm。

巖臺(tái)開(kāi)挖鉆孔參數(shù)：垂直孔孔深為195cm（含超深10cm），斜孔孔深為183cm；垂直孔和斜孔的孔距均為30cm。

（5）巖錨梁下拐點(diǎn)保護(hù)。巖錨梁鉆孔完成后，裝藥前對(duì)巖臺(tái)下拐點(diǎn)進(jìn)行安全防護(hù)，針對(duì)不同巖石情況，在巖臺(tái)三角體開(kāi)挖前對(duì)下拐點(diǎn)采取不同的防護(hù)措施。對(duì)有節(jié)理、裂隙部位，采取在下拐點(diǎn)以下10cm布置1排φ25mm、L=150cm（外露15cm）、間距75cm的鎖口錨桿，∠50mm×32mm×3mm熱軋等邊角鋼 （與鎖口錨桿外露部分焊接）及下拐點(diǎn)以下100cm范圍噴5cm厚C25混凝土進(jìn)行聯(lián)合加固。巖體完整部位僅布置1排φ25mm、L=150cm（外露15cm）、間距75cm的鎖口錨桿，∠50mm×32mm×3mm熱軋等邊角鋼 （與鎖口錨桿外露部分焊接）進(jìn)行加固。

（6）裝藥爆破。施工單位只有收到監(jiān)理簽發(fā)巖錨梁巖臺(tái)開(kāi)挖爆破作業(yè)通知單后，才準(zhǔn)許進(jìn)行巖錨梁巖臺(tái)4號(hào)垂直孔和5號(hào)斜面孔的裝藥作業(yè)。Ⅲ2～Ⅲ4區(qū)裝藥爆破質(zhì)量由施工單位質(zhì)檢人員負(fù)責(zé)檢查，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理采取抽查。Ⅲ5區(qū)（即巖錨梁巖臺(tái)區(qū)）的4號(hào)垂直孔和5號(hào)斜面孔裝藥爆破，采用施工單位自檢、監(jiān)理單位終驗(yàn)，并由監(jiān)理簽發(fā)準(zhǔn)爆證的質(zhì)量控制程序：

①施工單位質(zhì)檢人員必須對(duì)4號(hào)孔和5號(hào)孔的每個(gè)光爆孔的裝藥結(jié)構(gòu)、線裝藥密度、堵塞長(zhǎng)度、起爆網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢查，并填寫(xiě)光爆孔裝藥質(zhì)量檢查記錄表。當(dāng)自檢合格后，通知監(jiān)理人員驗(yàn)收。

②現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理對(duì)4號(hào)孔和5號(hào)孔的裝藥質(zhì)量采用全部復(fù)檢終驗(yàn)。當(dāng)復(fù)檢合格后，簽發(fā)巖錨梁巖臺(tái)區(qū)開(kāi)挖爆破作業(yè)準(zhǔn)爆證。

③施工單位只有收到監(jiān)理簽發(fā)的準(zhǔn)爆證后方可聯(lián)網(wǎng)起爆。

④每排炮爆破前，施工單位應(yīng)通知長(zhǎng)江科學(xué)院進(jìn)行爆破震動(dòng)安全監(jiān)測(cè)。

3 技術(shù)保證措施

（1）施工要求。巖錨梁開(kāi)挖施工要求降槽分層開(kāi)挖至設(shè)計(jì)高程，巖臺(tái)保護(hù)層開(kāi)挖施工結(jié)束，降槽底板造孔樣架位置松渣清理至巖石基礎(chǔ)面，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理人員和作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底和培訓(xùn)。

（2）測(cè)量放樣。測(cè)量隊(duì)配備熟練的測(cè)量人員，專(zhuān)職負(fù)責(zé)巖壁梁開(kāi)挖測(cè)量工作。造孔定位樣架搭設(shè)前，測(cè)量放出所有的周邊開(kāi)孔點(diǎn)，并放出樣架定點(diǎn)位置。測(cè)量放樣要求巖臺(tái)上拐點(diǎn)豎向光爆開(kāi)孔點(diǎn)與斜面光爆開(kāi)孔點(diǎn)在同一樁號(hào)上。測(cè)量放樣結(jié)束，測(cè)量人員向現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員交底，并提交放樣記錄資料。

（3）光爆孔鉆機(jī)樣架搭設(shè)。光爆孔鉆孔樣架按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行搭設(shè)，位置以測(cè)量放樣點(diǎn)為基準(zhǔn)，要求位置準(zhǔn)確，并聯(lián)結(jié)加固牢靠。每個(gè)鉆孔位置安設(shè)鉆孔導(dǎo)向管和孔深限位管。樣架投入使用前，優(yōu)測(cè)量人員會(huì)同測(cè)量監(jiān)理進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，三檢員對(duì)樣架搭設(shè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查驗(yàn)收。樣架經(jīng)檢測(cè)驗(yàn)收后，由監(jiān)理簽發(fā)準(zhǔn)鉆證后方可進(jìn)行鉆孔作業(yè)。

（4）鉆孔。造孔前對(duì)孔位進(jìn)行編號(hào)，填寫(xiě)鉆孔責(zé)任分區(qū)表，將每孔的鉆孔質(zhì)量落實(shí)到個(gè)人。巖臺(tái)光爆孔采用導(dǎo)向鋼管控制孔向，鉆孔前，在導(dǎo)向管孔口增設(shè)配套夾片，以減小孔斜誤差。鉆桿為標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，孔深由限位鋼管（定位橫桿）控制。開(kāi)孔20cm對(duì)孔位、孔向進(jìn)行第1次檢查復(fù)核，開(kāi)孔50cm對(duì)孔位、孔向進(jìn)行第二次檢查復(fù)核，開(kāi)孔100cm對(duì)孔位、孔向進(jìn)行第三次檢查復(fù)核，及時(shí)糾正鉆孔偏差。鉆孔過(guò)程三檢員旁站監(jiān)督，并做好每孔的鉆孔記錄。

（5）光爆孔驗(yàn)收。光爆孔驗(yàn)收主要檢查孔深、孔向和孔距3項(xiàng)指標(biāo)，按照“三檢”制對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行檢查，填寫(xiě)鉆孔質(zhì)量檢查表。鉆孔偏差超標(biāo)的孔，砂漿封孔，重新造孔。鉆孔質(zhì)量檢查驗(yàn)收合格，由監(jiān)理簽發(fā)終孔證后方可裝藥。

（6）裝藥、聯(lián)網(wǎng)。光爆孔藥卷按照爆破設(shè)計(jì)要求間隔捆綁在竹片上，驗(yàn)收合格后插入孔內(nèi)，孔口堵塞嚴(yán)密，長(zhǎng)度符合爆破設(shè)計(jì)要求。按照爆破設(shè)計(jì)要求進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)、裝藥和驗(yàn)收合格簽發(fā)準(zhǔn)爆證方可實(shí)施爆破。針對(duì)不同的地質(zhì)條件，選用不同的裝藥參數(shù)和裝藥結(jié)構(gòu)。

（7）鉆爆質(zhì)量檢測(cè)和改進(jìn)。每排炮爆破后，對(duì)開(kāi)挖質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容包括超欠挖、平整度、半孔率、孔位偏差等。通過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，改進(jìn)鉆孔精度，優(yōu)化裝藥參數(shù)，不斷改善開(kāi)挖質(zhì)量。

4 開(kāi)挖施工質(zhì)量控制

（1）事前控制。開(kāi)挖前認(rèn)真做好爆破設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行必要的爆破試驗(yàn)，以選擇和確定合理的爆破參數(shù)，保證開(kāi)挖面的爆破質(zhì)量。采用先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器和先進(jìn)的測(cè)量控制手段，提高觀測(cè)效率和觀測(cè)質(zhì)量；每次爆破后均進(jìn)行開(kāi)挖細(xì)部放樣，開(kāi)挖面上用紅油漆劃出鉆孔孔位，上部應(yīng)標(biāo)定頂部標(biāo)高，下部應(yīng)標(biāo)定折點(diǎn)高程線。

（2）事中控制。開(kāi)挖中及時(shí)測(cè)量開(kāi)挖斷面，進(jìn)行測(cè)量導(dǎo)線復(fù)測(cè)，每循環(huán)進(jìn)行測(cè)量放樣時(shí)，均對(duì)上一循環(huán)開(kāi)挖斷面進(jìn)行規(guī)格檢查，并將超欠挖情況及時(shí)通知鉆孔人員，以便對(duì)鉆孔角度進(jìn)行調(diào)整，減小超挖，對(duì)欠挖的部位及時(shí)進(jìn)行處理，確保巖臺(tái)的開(kāi)挖尺寸和規(guī)格滿足設(shè)計(jì)要求。

在開(kāi)挖過(guò)程中，根據(jù)巖石變化情況，及時(shí)修正爆破參數(shù)，盡量減少超挖和不欠挖。在不良地質(zhì)洞段的巖臺(tái)開(kāi)挖要嚴(yán)格控制爆破參數(shù)，采用小藥量爆破，以確保圍巖的穩(wěn)定。鉆孔嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)鉆爆圖施工，各鉆工分區(qū)、分部位定人定位施鉆。

直面和斜面光爆孔內(nèi)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)和線裝密度進(jìn)行裝藥，各施工、爆破單位必須有施工技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)和監(jiān)控，周邊或底板光爆孔均采用不耦合裝藥，所有藥卷必須用導(dǎo)爆索串聯(lián)后綁扎在竹片上，經(jīng)檢查符合要求后才能放入光爆孔內(nèi)，嚴(yán)格控制裝藥間隔距離，技術(shù)、質(zhì)檢人員全過(guò)程監(jiān)督。

（3）事后控制。每排炮由值班質(zhì)檢員按“平、直、齊”的要求進(jìn)行檢查，并將檢查情況反饋到作業(yè)班組，以便于下次改進(jìn)。光爆孔孔間距要求為30cm，偏差不大于5cm，爆破孔偏差不大于10cm，以減少超挖和減輕對(duì)巖錨梁巖臺(tái)的破壞。

5 成型后巖臺(tái)保護(hù)

（1）巖臺(tái)部位的松渣清理以及局部欠挖處理，必須采用人工方式進(jìn)行，嚴(yán)禁采用爆破和機(jī)械等方式清撬。

（2）巖臺(tái)開(kāi)挖成型后加強(qiáng)對(duì)下拐點(diǎn)的保護(hù)，用竹跳板覆蓋下拐點(diǎn)防止臨近飛石砸壞拐點(diǎn)。

（3）在進(jìn)行斜巖臺(tái)以上邊墻支護(hù)時(shí)，用覆蓋物鋪設(shè)整個(gè)澆筑區(qū)域，嚴(yán)防回彈料殘留在斜巖臺(tái)上，錨桿注漿時(shí)若有漿液流出及時(shí)用高壓水將巖臺(tái)沖洗干凈。

（4）嚴(yán)禁在巖壁梁區(qū)域布置風(fēng)、水、電等管線。

（5）嚴(yán)禁機(jī)械操作時(shí)撞擊巖臺(tái)。

6 結(jié)語(yǔ)

官地水電站巖錨梁巖臺(tái)開(kāi)挖過(guò)程通過(guò)2個(gè)多月的實(shí)踐和努力，全部完工，共完成開(kāi)挖單元工程21個(gè)，合格率100%，其中優(yōu)良單元工程19個(gè)，單元工程優(yōu)良率90.5%。有14個(gè)開(kāi)挖單元獲得官地水電站洞室開(kāi)挖樣板工程。

[1]張紅兵，曾玲瓏，李友華。溪洛渡水電站左岸地下廠房巖壁吊車(chē)梁施工技術(shù)[J].水力發(fā)電，34,9.

[2]葉明，胡忠英。江蘇宜興抽水蓄能電站巖錨梁開(kāi)挖施工[J].水利水電施工，2005，（1）.