徐愛(ài)兵，李 彬

（1.中國(guó)水利水電建設(shè)集團(tuán)水電六局，丹東 118002；2.中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)國(guó)際工程有限公司，北京 100044）

1 工程地質(zhì)簡(jiǎn)述

宜興水電站地下廠(chǎng)房埋深在280～370m之間，地下建筑物沿途位于砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖地層中，其中輸水隧洞沿線(xiàn)斷層節(jié)理較發(fā)育，圍巖完整性差，大多數(shù)巖體較破碎，一般為Ⅳ-Ⅲ類(lèi)圍巖。地下廠(chǎng)房圍巖為茅山組中段（D1-2ms2）地層，巖體較破碎，大多呈微風(fēng)化。地下廠(chǎng)房南北兩端分別有較大規(guī)模的F220、F204斷層通過(guò)，其中F204在PD6洞內(nèi)的出露寬度為5～15m，斷層帶內(nèi)大多充填碎裂巖、角礫巖、糜棱巖、斷層泥；F220斷層傾角和寬度變化較大，孔洞內(nèi)揭露的物質(zhì)組成不一，性狀差異較大。廠(chǎng)房區(qū)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，地下水豐富，地下廠(chǎng)房洞室圍巖屬Ⅳ-Ⅲ類(lèi)，工程地質(zhì)條件差。廠(chǎng)房南端墻及其頂拱圍巖以Ⅳ類(lèi)為主，局部為Ⅴ類(lèi)，北端墻及其頂拱圍巖以Ⅲ類(lèi)為主，邊墻圍巖以Ⅲ類(lèi)為主。此外，廠(chǎng)房圍巖還發(fā)育有f88、f89、f86、f87等一些小斷層。

2 巖壁吊車(chē)梁開(kāi)挖方法

主廠(chǎng)房巖壁吊車(chē)梁位于廠(chǎng)房第Ⅱ?qū)?。根?jù)本工程的地質(zhì)情況，為提高巖壁梁圍巖的完整性和抗剪強(qiáng)度，增強(qiáng)開(kāi)挖效果，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在進(jìn)行廠(chǎng)房第Ⅱ?qū)娱_(kāi)挖前對(duì)其進(jìn)行圍巖預(yù)固結(jié)灌漿。

地下廠(chǎng)房巖錨梁預(yù)固結(jié)灌漿全部完成并達(dá)到至設(shè)計(jì)要求的天數(shù)后，開(kāi)始進(jìn)行巖錨梁的開(kāi)挖。

為有效地進(jìn)行巖錨梁開(kāi)挖，保證巖錨梁壁座的開(kāi)挖及成型質(zhì)量，嚴(yán)格控制其爆破布孔及裝藥量（線(xiàn)裝藥密度）非常關(guān)鍵。因此，選取廠(chǎng)房第二層下游側(cè)保護(hù)層段內(nèi)廠(chǎng)右0+30.03至廠(chǎng)右0+36.2約6m長(zhǎng)作為試驗(yàn)段，進(jìn)行了巖錨梁爆破試驗(yàn)，以檢驗(yàn)巖錨梁爆破參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性及爆破效果。

2.1 爆破參數(shù)選擇

2.1.1 炮孔布置

根據(jù)本工程的實(shí)際巖石情況，為使巖壁吊車(chē)梁部位巖壁開(kāi)挖成型良好，保證巖錨梁的開(kāi)挖質(zhì)量，巖錨梁壁座角開(kāi)挖炮孔布置及鉆進(jìn)方向如圖1所示。

2.1.2 炮孔參數(shù)選擇

根據(jù)鉆孔設(shè)備的性能，結(jié)合爆破具體情況，采用炮孔孔徑為42mm。采用φ25巖石乳化炸藥，單卷藥重125g。垂直孔及上斜孔間距均為35cm。本次試驗(yàn)垂直孔及上斜孔各鉆21孔。根據(jù)鉆孔作業(yè)的超欠挖情況，由測(cè)量實(shí)點(diǎn)、逐孔計(jì)算孔深并控制孔底高程，上傾孔要保證炮孔的鉆進(jìn)角度。炮孔采用導(dǎo)爆索引爆，堵塞長(zhǎng)為20～40cm。

2.1.3 炮孔深度

垂直炮孔和上斜炮孔深度分別列于表1和表2。

2.1.4 裝藥量

如表3和表4所示：

2.1.5 裝藥結(jié)構(gòu)

采用間隔不偶合裝藥，裝藥結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 裝藥結(jié)構(gòu)

2.2 爆破試驗(yàn)

爆破后經(jīng)測(cè)量檢查，巖錨梁試驗(yàn)段最大超挖13cm，最小超挖2cm，平均超挖4.6cm。豎直孔及上斜孔能夠保持在一條直線(xiàn)上，殘孔率達(dá)到95%以上，壁座外觀成型良好。

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)可初步確定巖錨梁開(kāi)挖相關(guān)爆破參數(shù)為：鉆孔孔徑42mm，炮孔間距30～35cm；藥卷采用φ25巖石乳化炸藥，單卷藥重125g，裝藥結(jié)構(gòu)為不偶合間隔裝藥；垂直孔線(xiàn)裝藥密度為80～90g/m，上斜孔線(xiàn)裝藥密度為95～105 g/m。

2.3 開(kāi)挖方案

垂直孔在鉆孔前由測(cè)量放出高程線(xiàn)及鉆孔孔位，并根據(jù)超欠挖情況逐孔測(cè)量并計(jì)算孔深，施工中打樁拉線(xiàn)并在鉆桿上標(biāo)明鉆孔深度以控制鉆孔深度。上斜孔在鉆孔前由測(cè)量放出鉆孔及高程線(xiàn)，并根據(jù)超欠挖情況逐孔測(cè)量并計(jì)算實(shí)際孔深。鉆孔時(shí)先用三角樣板及地質(zhì)羅盤(pán)儀確定鉆孔角度及方向后再進(jìn)鉆，施工中打樁拉線(xiàn)并在鉆桿上標(biāo)明鉆孔深度以控制鉆孔深度，并用三角樣板及地質(zhì)羅盤(pán)儀檢查并控制鉆孔角度及方向。鉆孔后由質(zhì)檢人員對(duì)鉆孔深度、角度、孔位進(jìn)行檢查，并做好記錄，不合格者重新鉆孔，合格方可進(jìn)行下一工序。

巖壁吊車(chē)梁的開(kāi)挖方案如圖3所示。

圖3 巖壁吊車(chē)梁開(kāi)挖方案

首先將中間拉槽開(kāi)挖到▽15.56m高程，兩側(cè)各預(yù)留5m保護(hù)層，①②孔采用光面爆破，與中間拉槽開(kāi)挖同時(shí)爆破。然后分兩次進(jìn)行巖錨梁壁座外側(cè)第Ⅰ、Ⅱ塊開(kāi)挖，每塊開(kāi)挖高度為4m，各布置兩排炮孔，用手風(fēng)鉆鉆垂直孔，其中③④號(hào)孔為光爆孔，間距50cm，線(xiàn)裝藥密度為180～230g/m，導(dǎo)爆索起爆。

表1 垂直孔實(shí)際孔深

表2 上斜孔實(shí)際孔深及鉆孔角度

巖錨梁壁座開(kāi)挖共布置兩排炮孔，即垂直向下的⑤號(hào)孔和上傾62.8°的⑥號(hào)孔，盡可能保證每?jī)蓚€(gè)孔在同一斷面上，如圖2所示。⑤號(hào)孔（在▽23.56m高程平臺(tái)上沿設(shè)計(jì)邊線(xiàn)）鉆孔孔距30cm，鉆孔深度嚴(yán)格控制在巖錨梁設(shè)計(jì)頂高程，要求測(cè)量人員緊密配合鉆孔施工，詳細(xì)掌握和控制超欠挖情況，逐孔計(jì)算鉆孔深度，逐孔放出點(diǎn)位，并與施工人員做好放樣交接記錄，鉆孔施工時(shí)應(yīng)拉線(xiàn)并在鉆桿上做標(biāo)識(shí)進(jìn)行鉆孔深度控制。⑥號(hào)孔鉆孔孔距為30cm，鉆孔前先在▽20.60m高程上進(jìn)行測(cè)量檢查，按設(shè)計(jì)角度詳細(xì)了解并掌握該部位的超欠挖情況后，在巖壁上逐孔放點(diǎn)位，然后由下向上打斜向爆破孔；鉆孔時(shí)，在▽23.56m高程及▽20.60m高程分別拉線(xiàn)以控制鉆孔角度，并在鉆孔過(guò)程中用三角樣板或地質(zhì)羅盤(pán)儀隨時(shí)檢查鉆孔方向和角度，鉆孔孔深按測(cè)量放樣數(shù)據(jù)逐孔控制。

光面孔采用φ25巖石乳化炸藥，單卷重量為125g，裝藥結(jié)構(gòu)為間隔不隅合裝藥，不隅合系數(shù)為1.68，藥卷用膠帶固定在竹片上，竹片靠非崩落區(qū)方向放置。崩落孔選用φ32巖石乳化炸藥，單卷重量為150g，裝藥結(jié)構(gòu)為連續(xù)裝藥。

炮孔采用導(dǎo)爆索引爆，堵塞長(zhǎng)為20～40cm。在⑤⑥號(hào)孔鉆孔結(jié)束后對(duì)其實(shí)際孔深進(jìn)行檢查，然后按線(xiàn)裝藥密度為80g/m及95g/m裝藥，兩排孔同時(shí)裝藥起爆。

表3 垂直孔裝藥量

表4 上斜孔裝藥量

3 施工過(guò)程質(zhì)量控制

為了保證高邊墻開(kāi)挖的施工質(zhì)量，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙、相關(guān)規(guī)范以及經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的施工組織方案、施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行施工，并嚴(yán)格執(zhí)行三檢制度，即施工班組一檢、施工隊(duì)二檢和質(zhì)檢部三檢，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量和確保施工安全。

1）加強(qiáng)與觀測(cè)標(biāo)的聯(lián)系，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整施工方法，如停止開(kāi)挖，全力進(jìn)行支護(hù)施工，待圍巖穩(wěn)定后再進(jìn)行下一步開(kāi)挖，必要時(shí)廠(chǎng)房分上、下游兩部分施工，先進(jìn)行上游側(cè)開(kāi)挖支護(hù)，開(kāi)挖一塊支護(hù)一塊，上游側(cè)支護(hù)結(jié)束后，再進(jìn)行下游側(cè)開(kāi)挖支護(hù)，開(kāi)挖一段支護(hù)一段。

2）爆破實(shí)行準(zhǔn)爆制度，嚴(yán)格按爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行爆破施工，質(zhì)檢部加大現(xiàn)場(chǎng)控制力度，對(duì)于超過(guò)設(shè)計(jì)藥量堅(jiān)決不允許響炮，技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際爆破效果不斷優(yōu)化爆破參數(shù)，以最大限度減少爆破振動(dòng)對(duì)圍巖的破壞。

3）錨噴隊(duì)做好現(xiàn)場(chǎng)組織，保證充足的人員投入廠(chǎng)房支護(hù)施工，同時(shí)做好多臂鉆、噴射手及注漿機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)，保持設(shè)備完好率，爭(zhēng)取開(kāi)挖一段后及時(shí)支護(hù)一段，不允許圍巖暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

4）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)，保證支護(hù)施工的及時(shí)性。

4 結(jié)語(yǔ)

由于采取了適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施和嚴(yán)格的質(zhì)量控制，巖壁吊車(chē)梁開(kāi)挖成形良好，半孔率達(dá)85%以上，開(kāi)挖后無(wú)欠挖，最大超挖10cm。通過(guò)開(kāi)挖前后的爆破松動(dòng)圈測(cè)試，巖壁吊車(chē)梁爆破形成的松動(dòng)圈半徑小于設(shè)計(jì)要求，表明了所采取的巖壁吊車(chē)梁開(kāi)挖方法能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。本文方法為同類(lèi)工程提供了借鑒和參考。

[1]康世榮, 陳東山, 劉景云, 等. 水利水電施工組織設(shè)計(jì)[M].北京: 水利電力出版社, 1990.

[2]梁炯鋆. 錨固與注漿手冊(cè)[M]. 北京: 中國(guó)電力出版社,1999.