谈云南马鹿塘水电站二期工程地下厂房洞室开挖施工与管理
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作者: 农定明
摘?要：云南马鹿塘水电站二期工程地下厂房规模大，开挖层数多，开挖工程量巨大。针对其开挖施工方案，着重分析了其难点和重点以及特殊情况，提出了相应的处理对策。
关键词：地下厂房；开挖；施工管理
1．工程概况
马鹿塘水电站二期工程地下厂房位于猛洞河口上游0.28km处的盘龙河右岸山体内，厂址区山体雄厚，地形完整，仅在上、下游发育有小冲沟，自然山坡稳定。厂址区岩性为眼球状花岗质黑云混合片麻岩夹少量白岗岩，公路以下陡坡上基岩多裸露。地下主、副厂房埋深约150m～160m，围岩为新鲜岩体，构造、节理不发育。仅在厂房顶拱处推测有一条属Ⅲ级结构面断层通过，断层角较陡，且埋深位置较大，断层规模较小，估计影响范围极为有限。洞室围岩节理面平粗多闭合，具块状～整体结构，属Ⅰ类围岩。
主副厂房开挖支护主要工程量如下表1。
2．开挖措施
地下厂房共分为六层进行开挖，Ⅰ层：从厂顶1#施工支洞进入，为顶拱开挖，轮廓开挖质量要求高，喷锚支护和观测仪器埋设量大，结合施工通道及设备的能力，开挖高度定为6.991m。Ⅱ层：从1#施工支洞进入，该层是岩壁吊车梁所在的部位，开挖施工质量要求较高，是地下厂房施工的难点，为方便岩壁吊车梁施工，开挖高度定为7.4m。Ⅲ层：从进厂交通洞进入，为了保护已经浇筑完毕的岩锚梁砼，采用预先进行边墙预裂，梯段开挖的施工方式，层高定为6.0m。Ⅳ层：从进厂交通洞降12%下去进行开挖，然后退挖，根据液压反铲可以退挖4m深，其碴料可以完全通过交通洞进行运输，层高定为8.0m。Ⅴ层：利用引水隧洞进行出碴，层高为5.4m，如引水隧洞受其标段影响无法利用时，则利用3#施工支洞进行出碴，从3#施工支洞升坡12%上来进行开挖。Ⅵ层：利用3#施工支洞进行出碴，层高为8.5m，其中底部预留1.5m作为保护层开挖。
严格控制开挖质量是确保厂房系统围岩稳定的重要保证。为此应遵循“重地质、弱爆破、早封闭、勤量测”的施工方针，超前地质预报工作是控制开挖质量的前提和保证，施工中每循环的爆破参数的设计均应根据开挖工作面前方围岩的实际情况进行修正，超前地质预报可用地质探洞等手段进行。
3．爆破原则
爆破施工包括孔位放样、钻孔、清孔、装药、连线、爆破、散烟除尘、找顶、出碴等工序，在地下洞室爆破施工中，为保证爆破安全和获得良好的爆破效果，要求爆破作业严格按照爆破设计进行施工。
主副厂房围岩为Ⅰ类围岩，施工时支护可以滞后于中导洞或主爆破区开挖面60米，实现与开挖平行交叉作业；对于断层或节理破碎带则采用随机锚杆支护或提前预支护（视地质情况），开挖后及时进行喷锚支护，确保围岩稳定。
爆破参数的合理选择是开挖质量控制的重要环节，施工时应根据拟定的爆破参数进行工艺性爆破参数实验，从而总结出适合各个开挖工作面的爆破参数，用于指导各作业面的施工，在每个爆破循环均应绘出爆破参数施工图以便调整，始终保持每个循环的爆破作业的单耗控制在最优工况范围内。
对于钻孔环节应严格控制钻进的孔深、孔的倾斜角度，保证孔口施作在设计开挖轮廓线上，孔底落在拟定面上。为达到以上要求，必须做到定人定孔定钻，严格实施工艺控制，以确保钻孔精度。对于厂房光爆孔要求做到孔径间距相等，孔向互相平行，孔底处于同一高程上。特殊要求控制的孔要求做到边钻孔，边检测，不合格的孔补钻，严禁在不合格的孔中装药放炮。不合格的孔在爆破前封堵。
光面爆破要求达到以下要求：（1）留炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布；（2）孔痕迹保存率：完整岩石在80%以上，较完整和完整性差的岩石不少于50%，较破碎和破碎岩石不少于20%；（3）相邻两孔间的岩面平整，孔壁没有明显的爆破裂隙；
4．喷锚支护施工措施
4.1?砂浆锚杆施工
长度为5m以下的锚杆采用“先注浆后插杆”的程序施工，长度为5m以上锚杆采用“先插杆后注浆”的程序施工。砂浆采用搅拌机拌制，GZJ-30C型挤压式注浆泵注浆，直至孔口返浆与进浆浓度一致时，灌浆结束。锚杆安装后，孔口加钢筋楔固定紧、封严，砂浆终凝前不允许扰动锚杆。在浆液达到70%的设计强度前，距岩石锚杆10m范围内不得进行爆破作业。
4.2?预应力锚杆施工
预应力锚杆为在地下主、副厂的随机锚杆，共有100根，其中φ32，L=18m的50根，φ28，L=9m的50根，使用水泥基锚固剂。
4.3?喷砼施工
地下主、副厂房喷混凝土采用湿喷法工艺，拟采用砼搅拌车运输混凝土，喷砼机喷混凝土。喷砼遵循先侧墙后顶拱的顺序，自下而上分层分片施喷，有挂网的部位按初喷砼→挂网→复喷砼的程序施工。喷射施工时，喷枪口的加水压力要满足施工加水量的要求。采用湿喷作业时，速凝剂应在喷嘴处加入喷射混凝土中。喷嘴至井壁的垂直距离宜为0.6～1.2m；喷嘴应按螺旋形轨迹一圈压半圈的方向沿横向移动，层层喷射，确保厚度，使混凝土均匀密实，表面平整；喷嘴与喷射面尽量保持垂直，以减少回弹，确保混凝土的质量。料斗内的混合料应保持足够的存料，以保证施工作业时向喷射机连续均匀地供料；喷层厚度应均匀，混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移溜淌现象。
洞内支护，宜随挖随支护，支护至开挖面的距离一般不得超过4米。如遇岩层破碎、风化严重时，应尽量缩小支护工作面。
施工期间，在不良地质地段每班应设专人随时检查，当发现支护变形或损坏时，应立即整修和加固；当变形或损坏情况严重时，应先将施工人员撤离现场，再行加固。
5．结语
马鹿塘水电站二期工程地下厂房地质条件复杂，开挖工程量浩大，本文对其施工过程中的重点和难点进行了分析，并提出和总结了相应的对策，在实际施工中取得了较好的成效，为类似工程提供了参考和借鉴。
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