1、呼 和 浩 特 抽 水 蓄 能 电 站 岩 壁 吊 车 梁 开 挖 及 支 护 技 术 研 究摘要，岩壁吊车梁是水电站地下发电厂房的主要结构之一，其开挖施工质量的好坏直接影响后期桥机的安全运行。呼和浩特抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁开挖在借鉴类似工程施工经验的基础上，通过现场爆破试验研究和施工过程中不断总结经验，针对不同地质条件不断调整和优化爆破参数，并采取行之有效的控制爆破技术，取得了良好的开挖效果。锚杆施工采用“先注浆后插杆”的施工工艺，在不断总结和优化施工工艺的基础上，通过加大过程控制管理，有效保证了锚杆施工质量，为今后类似工程施工具有一定参考意义。主题词：呼和浩特；抽水蓄能电站；岩壁吊
2、车梁；开挖及支护技术；研究 一 、 概 述呼和浩特抽水蓄能电站位于内蒙古自治区呼和浩特市东北部的大青山区，距离呼和浩特市中心约 20km。电站总装机容量 1200MW，装机 4 台，单机容量300MW。电站建成后接入蒙西电网，在电网中担任调峰、填谷、调频、调相、以及事故备用任务。地下厂房系统由主副厂房、安装场、母线洞、主变洞（含主变副厂房） 、主变运输洞、排水廊道、出线洞及出线场、排风洞及排风竖井、通风洞、交通洞、地面副厂房和地面油库等建筑物组成。主、副厂房和安装场呈一字形布置，开挖尺寸为 152.0m23.5m50.0m（长宽高） ，机组间距 22.0m，安装高程1280.00m。地下厂房岩
3、壁吊车梁位于厂房第二层开挖区，岩壁吊车梁岩台开挖高程为 EL1304.52EL1303.02m，高 1.5m，施工桩号为厂左 0+113.0厂右0+15.0，长 128m。二 、 地 质 条 件地下厂房布置于 f33 和 f54 两条断层之间的岩体内，厂房区的岩性主要为斜长角闪岩和片麻状黑云母花岗岩，局部夹有花岗伟晶岩和小型蚀变带。上游和下游侧有两条规模较大的断层 f54、f33 切过，地下厂房位于其间的岩体中，主要地下洞室避开了 f33、f54 断层的影响。厂房区围岩类别以类为主，局部断层破碎带处为类。厂房轴线探洞 PD912 中 类围岩占 67%，类围岩占 23%，类围岩占 10%；厂房横
4、轴线探洞 PD912-1 中类围岩占 56%，类围岩占 44%。三、施工特点、难点1、岩壁吊车梁开挖岩台水平宽度窄仅 0.75m，开挖轮廓复杂，施工质量要求高；2、岩壁吊车梁开挖精度要求较高，不允许有欠挖现象存在，尽量减少超挖，除因特殊地质原因引起的超挖外，局部超挖控制在 1820cm，斜台与垂直面的夹角大于设计角度的偏差控制在 2以内。3、相邻两孔间的岩面完整，孔壁不得有明显的爆破裂隙。4、壁座下拐点不允许超挖，控制下拐点边墙的超挖，确保岩壁吊车梁壁座准确成型。5、壁座上拐点边墙、斜台和下拐点边墙三面炮孔三线合一，最大偏差不超过2cm。6、岩壁吊车梁锚杆孔位正确与否直接关系到锚杆受力条件是否
5、符合设计要求及岩壁吊车梁内部应力是否均衡，钻孔各项参数精度要求较高。7、 岩 壁 吊 车 梁 上 倾 锚 杆 设 计 角 度 27， 采 用 先 注 浆 后 插 杆 的 施 工 工 艺 ，要 达 到 90%以 上 注 浆 饱 满 度 ， 施 工 工 艺 过 程 控 制 难 度 较 大 。四 、 施 工 程 序为 保 证 岩 壁 吊 车 梁 开 挖 质 量 ， 岩 壁 吊 车 梁 的 开 挖 采 用 了 多 重 缓 冲 、 多 重光 爆 控 制 爆 破 技 术 ， 分 层 分 块 进 行 剥 离 。 为 满 足 号 孔 钻 孔 需 要 ， 中 部 区拉 槽 至 EL1301 后 ， 首 先 对
6、区 进 行 开 挖 ， 区 分 两 部 分 剥 离 ， 区 开 挖 完成 后 ， 开 挖 区 ， 区 也 分 两 部 分 进 行 开 挖 ， 最 后 开 挖 岩 台 部 分 区 。 在 进行 逐 区 、 逐 块 开 挖 的 同 时 ， 测 量 全 程 跟 踪 控 制 开 挖 高 程 及 开 挖 范 围 。 岩 壁 吊车 梁 具 体 施 工 程 序 如 下 ：施 工 程 序 框 图开挖分层分块图六、施工方法1、开挖方法厂 房 第 二 层 中 部 拉 槽 区 采 用 D7 液 压 钻 钻 孔 ， 先 锋 槽 和 保 护 层 交 界 面 1 252180 30710 27537512 区 拉 槽 至
7、 EL1301造 号 孔 开 挖 1 区造 、 号 孔 开 挖 2， 做 好 号 孔 保 护造 、 号 孔 开 挖 1，区做好号孔保护 号 孔 装 药 开 挖 2块造 号 孔 ， 、 号 孔 同 时 起 爆 ， 开 挖 岩 台 ， 即 区锚 杆 施 工块施 工 预 裂 爆 破 ； 岩 壁 保 护 层 、 、 区 剥 离 采 用 手 风 钻 钻 孔 ， 微 差 光 面 爆破 。（ 1） 样 架 制 作 、 安 装 样架由骨架钢管和导向管组成，钢管骨架采用 DN100（d=1mm）钢管作为制作材料，导向管采用 2,5 寸钢管加工，导向管每根长 50cm，间距30cm。每榀样架长 6m，其强度、刚度
8、和稳定性均满足施工。 样架骨架由两根平行的 DN100 钢管组成，钢管间距为 1m，样架制作在现场进行。骨架在找平地面上固定以后，进行导向钢管位置放线，放线完成后，逐管进行焊接，焊接过程中避免应力集中导致样架变形。样架制作完成后，由人工抬至工作面，利用事先在边墙上搭设的插筋进行固定，插筋规格 22，间 距 3m， L=2m（ 入 岩 1m） 。 样 架 固 定 过 程 中 ， 测 量 和 技 术 人 员 全 程 跟 踪 ，保 证 样 架 安 装 精 度 满 足 要 求 。（ 2） 钻 孔 过 程 控 制 、 、 和 号 光 爆 孔 采 用 样 架 和 导 向 钢 管 控 制 孔 向 ， 钻 孔
9、 前 ， 一 个人 把 钻 ， 一 个 人 用 手 将 钻 头 紧 贴 导 向 钢 管 。 钻 杆 为 标 准 长 度 ， 孔 深 由 样 架 设置 统 一 高 程 线 控 制 。 开 孔 20cm 对 孔 位 、 孔 向 进 行 第 一 次 检 查 复 核 ， 开 孔50cm 对 孔 位 、 孔 向 进 行 第 二 次 检 查 复 核 ， 开 孔 100cm 对 孔 位 、 孔 向 进 行 第三 次 检 查 复 核 ， 及 时 纠 正 钻 孔 偏 差 ， 钻 孔 过 程 三 检 员 旁 站 监 督 ， 并 做 好 每 孔的 钻 孔 记 录 。钻 孔 验 收 主 要 检 查 孔 深 、 孔 向
10、 和 孔 距 三 项 指 标 ， 按 照 “三 检 ”制 对 每 个孔 进 行 检 查 ， 填 写 岩 锚 梁 光 爆 孔 终 孔 检 查 记 录 表 和 钻 孔 质 量 检 查 表 。 如 果 钻孔 超 深 ， 超 深 部 分 采 用 锚 固 剂 封 堵 ， 如 果 孔 位 、 孔 向 超 标 ， 采 用 水 泥 砂 浆封 孔 后 重 新 造 孔 。 钻 孔 质 量 检 查 验 收 合 格 ， 由 监 理 签 发 终 孔 证 后 方 可 装 药 。（ 3） 爆 破 设 计爆破参数表钻孔参数 装药参数孔号 孔径(mm)实际孔深(cm)孔距(cm)药径(mm)线装药密度(g/m) 42 200
11、45 32 200g 42 42 310 30 32 129 42 176 30 32 104 42 170 30 32 115辅助孔 42 号孔典型装药结构232302、锚杆施工2.1 锚 杆 施 工 方 法岩 壁 吊 车 梁 锚 杆 施 工 是 岩 壁 吊 车 梁 安 全 运 行 的 关 键 所 在 ， 施 工 过 程 中 采取 多 种 方 法 严 格 控 制 锚 杆 的 钻 孔 角 度 、 孔 位 和 灌 浆 密 实 度 ， 确 保 锚 杆 施 工 质量 。岩 壁 吊 车 梁 锚 杆 有 A、 B、 C 三 种 形 式 的 锚 杆 ， A 锚 杆 上 倾 25、 20， 32 750，
12、L 9.7m 入 岩 8m； B 锚 杆 28 1500， L 8.1m 入 岩 7m； C锚 杆 ， 下 倾 35， 28 750， L 7.1m 入 岩 6m； 。岩壁吊车梁锚杆布置图岩台开挖成型验收合格后，进行锚杆孔位放点。锚杆孔在实际开挖轮廓线上的位置，现场逐点放出，并做好标记。在钻孔时，用一个加工的刻度板固定在液压钻机滑架尾端，准确控制锚杆孔倾角。钻好的锚杆孔进行细致检查、冲洗、记录后，进行锚杆安装施工。锚杆安装为先注浆后插锚杆方式，砂浆按设计要求精确配置，用锚杆注浆机注浆。先将注浆管插入孔底，然后抽离孔底5cm 开始注浆。当操作手感到注浆管有往外推的作用时，则向外慢慢抽管，并多次往
13、回送一点，注到孔口漫溢而不留一段空口。上倾锚杆孔注满砂浆后，立即采用纱布或纸箱进行封堵，砂浆在孔内搁置 45 分钟后吊车配合人工将锚杆插入孔内，孔口用铁楔封紧，防止在砂浆终凝前锚杆松动。2.2 锚杆质量控制（1）锚杆孔水平钻孔必须垂直岩面，斜孔采用制作的角度板进行控制。锚杆孔深度不得小于设计孔深，安装时采用拉线的方式控制外露长度。（2）注浆管直径不宜过小，不得小于锚杆直径，必须插到孔底，注浆员必须一直往里推着注浆管，保证砂浆注满后反推注浆管出来。严禁人工拔管，砂浆必须注满至孔口，锚杆安装前上斜孔必须采用纱布堵住孔口。严格控制砂浆配合比及稠度。（3）下倾锚杆孔钻孔时孔深超深 20cm，以避免孔底
14、残留有高压风、水冲洗不出来岩粉造成孔深不足；锚杆安装时采取在 1015m 一段拉线的方式保证锚杆外端齐整。 15m（4）锚杆安装完后上斜锚杆孔口必须采用铁楔子封紧，砂浆终凝前不得碰动锚杆。（5）每安装完一根锚杆后就必须立即人工用水管将岩壁梁台范围内岩壁上的砂浆冲洗干净。（6）造孔前对孔位进行编号，填写钻孔责任分区表，将每孔的钻孔质量落实到个人。开孔 20cm 对孔位、孔向进行第一次检查复核，开孔 50cm 对孔位、孔向进行第二次检查复核，开孔 100cm 对孔位、孔向进行第三次检查复核，及时纠正钻孔偏差，钻孔过程三检员旁站监督，并做好每孔的钻孔记录。七、施工质量评价1、开挖质量评价岩壁吊车梁开
15、挖平均半孔率达 98%，开挖面平整度 05，壁座残孔孔壁无爆破裂隙，下拐点超挖 15cm，、和号炮孔钻孔偏差在允许范围内，基本上在一条直线上。半孔率统计表部位 桩号 炮孔号 个数 半孔率 备注上游岩壁吊车梁厂左 0+113厂右0+15、427/427100 除地质缺陷段下游岩壁吊车梁厂左 0+100厂右 0+15、384/384100除地质缺陷段上下游边墙厂左 0+113厂右0+15 1622 100 除地质缺陷段2、锚杆施工质量评价按照规范要求对岩壁吊车梁锚杆进行无损检测，检测率为 100%，检测结果如下：（1）检测锚杆中有 1057 根锚杆检测波形清晰、规则，底部无明显反射，锚固质量等级为
16、，占锚杆检测总数的 92.48%（2）检测锚杆中有 86 根锚杆局部存在砂浆灌注不密实情况，其锚固质量等级为，占锚杆检测总数的 7.52%。 检测结果表明：类锚杆占总数的 92.56%；类锚杆占 7.52%，无不合格锚杆，岩壁吊车梁锚杆施工质量总体良好，实测锚杆长度与设计长度基本吻合。八、结束语呼和浩特抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁开挖在借鉴类似工程施工经验的基础上，通过现场爆破试验研究和施工过程中不断总结经验，针对不同地质条件不断调整和优化爆破参数，并采取行之有效的控制爆破技术，取得了良好的开挖效果。锚杆施工采用“先注浆后插杆”的施工工艺，在不断总结和优化施工工艺的基础上，通过加大过程控制管理，有效保证了锚杆施工质量，为今后类似工程施工具有一定参考意义。
