[摘要]回龙电站地下厂房设计开挖尺寸为112m×42m×16m(长×高×宽)，采用岩壁吊车粱新型结构形式。厂房结构布置自上而下共分6层，结构复杂；施工面相互交叉，干扰因素多，爆破施工安全隐患大。通过精心组织，结合优质的施工技术和周密的措施，较好地完成了开挖任务。图1幅，表3个。[关键词]地下厂房岩壁吊车梁光面控制爆破爆破参数开挖1概述回龙电站地下厂房围岩岩性为中、细粒花岗岩，岩石完整，设计开挖尺寸为112m×42m×16m(长×高×宽)，采用岩壁吊车梁新型结构形式，厂房岩壁吊车梁单长42m，合计长84m，壁角为30°。岩壁吊车梁基础开挖成型的好坏，是保证吊车梁承载结构得以实现的基础，特别是岩壁角的成型，直接影响到吊车梁的承载能力。地下厂房结构布置自上而下共分为6层，总的开挖顺序是：先开挖与高压出线洞同地面高程的I层，进行厂房顶拱预应力树脂锚杆及拱顶喷混凝土支护施工；再开挖Ⅲ层与交通洞同地面高程的局部作为后续Ⅱ层溜碴出碴通道；第三开挖Ⅱ层和岩壁吊车梁及Ⅲ层其余部分；最后开挖Ⅲ层以下的Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ层。Ⅰ层和Ⅲ层的开挖，利用出线洞和进厂交通洞作为通道，钻孔和出碴均比较方便，结构布置上也比较单一，常规控制爆破技术，就不再阐述。下面着重介绍厂房Ⅱ层和岩壁吊车梁及下部Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ层的开挖施工技术及措施。2地下厂房Ⅱ层开挖2．1施工顺序地下厂房Ⅱ层(含岩壁梁)及Ⅲ层开挖施工流程为：厂房Ⅱ层中心槽开挖 厂房Ⅱ层①区开挖→厂房Ⅱ层②区开挖→厂房Ⅱ层③区开挖→厂房Ⅲ层开挖。其中岩壁吊车梁及Ⅱ层按开挖顺序依次分为3个区，具体分区位置(见图1)。2．2施工质量控制措施1)测量放样：要求每排炮必须进行测量放样工作，并做现场放样交底工作。2)钻孔控制：根据测量放样进行钻孔施工，钻孔的孔深和角度按开挖分层高度和开挖设计边线的有关尺寸要求执行。①设计开挖边线垂直孔控制：在拟开挖厂房边墙的上部经测量放出1排水平高程线并钻设插筋，拉上线并经测量复测后作为控制高程定位线，以此来控制钻孔孔深。垂直孔的角度控制采用垂球和测量校核的方法控制。②岩壁梁30°角斜向设计开挖边线斜孔控制：在岩壁梁岩台面下部测量放出2排不同水平高程线并钻设插筋，拉上线并经测量复测、计算、调整至不同高程的2条线所确定平面达到设计岩壁梁岩台面角度，以此2条线作为控制钻孔的角度和孔深。③钻孔孔距控制：厂房Ⅱ层③区开挖的垂直孔和岩台面的斜孔孔距原则上要求控制在30cm，其它部位开挖的钻孔孔距一般要求控制在40～60cm，同时要求根据开挖的实际效果进行适当调整。④验孔及特殊情况处理：钻孔完成后在装药前，技术人员负责验孔工作，特别是厂房Ⅱ层③区开挖要逐孔检查，质检人员负责抽查。如有不合格钻孔，需要在设计开挖线上重新钻孔，新钻孔距废孔距离≤10cm，并将废孔用水泥砂浆掺速凝剂封堵。如有超深钻孔可用潮湿岩粉填塞超深部分并捣实，对于围岩破碎部位，要适当加密钻孔。3)装药联网控制：厂房Ⅱ层①、②、③区开挖爆破采用光面爆破控制技术，炸药采用4号抗水炸药。崩落孔采用直径φ32药卷，以非电雷管引爆；设计开挖边线的周边孔采用直径φ25光爆药卷，以导爆索引爆。对于围岩破碎部位，要适当减小装药量。厂房Ⅱ层①、②、③区开挖周边孔爆破参数(见表1)。图1厂房岩壁吊车梁及相应Ⅱ、Ⅲ层开挖施工顺序剖面示意图表1厂房Ⅱ层①、②、③区开挖周边孔爆破参数3岩壁吊车梁开挖3．1施工方法的选择1)针对本工程的特点及参考其他工程经验，开始时考虑全部采用垂直孔施工，以保证钻孔的质量、保证吊车梁基础壁面平整；施工中由于节理、围岩构造等原因影响，厂房Ⅱ层设计开挖边线的开挖效果不理想，并存在一定的超挖现象。因此，通过现场试验沿设计开挖线改用水平造孔进行开挖爆破，开挖爆破效果略有好转，于是决定地下厂房Ⅱ、Ⅲ层边墙开挖沿设计开挖线改用水平造孔进行开挖爆破。2)采用手风钻施工，钻孔外插脚小，减少超欠挖值。3)可适当加大钻孔密度，减少单孔装药量，降低局部药量，减少对围岩的振动破坏，保证基础的完整性和成型，改善吊车梁的受力条件，减少特殊处理工程量。3．2施工程序岩壁吊车梁设计在EL459．95～455．00高程的厂房第Ⅱ层，开挖范围内为保证岩壁吊车梁开挖成型，采用了中间中心槽开挖，予留4m保护层，滞后30～50m开挖。中间槽采用深孔爆破。保护层开挖采用浅孔光面爆破方法进行施工，分为3层，依次开挖。3．3测量放样由洞外工程控制网引入对主厂房施工的控制点，每次放样前后都要用校验点进行校验，以保证测量放样的准度。测量放样误差要求必须在1cm以内，严格控制施工高程及施工角度。3．4钻孔施工严格控制边线和高程，具体作法是：按照测量给定的施工线，先定出开孔线，然后在本次施工段两端钻孔，安上拉线架，由给定的高程在两端线间拉上一直线；由于此直线的高程是一定的，以保证本次爆破孔底高程是一定的。钻孔时，以直径为准，钻孔的深度全部一致，使孔底全部在一个高程上，每个钻孔的垂直度控制，全部采用两个方向吊锤法控制，孔距由专人现场画孔，按点钻孔，不得随意改变。钻孔完成后逐一检查，有不合格孔重新钻孔，开孔在原直线上移动，距废孔距离不得大于10cm，并将废孔用水泥砂浆封堵，达到24h龄期后方可进行爆破。3．5装药爆破每一序爆破的钻孔分两类，一类为爆破孔，另一类为光爆孔。爆破孔装药孔装药采用φ32乳化炸药连续装药。单孔药量控制在指定参数内，非电毫秒雷管起爆。光爆孔装药采用0．5个φ32药卷，单孔药量控制在200g／m以内，导爆索引爆，原则上避开与中心槽开挖同时起爆，以免爆破发生干扰，影响爆破效果。爆破后对留下的半孔痕进行检查，检查内容包括：半孔率、孔的角度差、孔底高程差。保护层开挖是岩壁梁成功的关键所在，为确保开挖面平整，应控制超欠挖，尽量减少钻爆对岩壁的扰动。岩壁吊车梁保护层开挖分3部分进行，为确保岩壁成型，施工中精雕细刻，整个开挖全部采用YT28手风钻钻孔，首先开挖①区垂直孔光面爆破，装炮后开始开挖②区；②区、③区开挖为岩壁梁斜面开挖，对岩壁梁整体成型至关重要，在施工中严格控制钻孔角度及装药量(一般线装药密度不超过150g)。岩壁梁开挖成型后，对岩壁成型部位进行修理，各面修整不放炮，全部采用手工进行修理。4地下厂房Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ层(EL448．45～435．90m)的开挖地下厂房Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ层的结构比较复杂，设计了大量的支护工作。主要工程量：石方开挖为1．35万m3，喷C20混凝土为176m3，φ25@120cmL=5m张拉锚杆17根，φ22@1．5×3mL=3m系统砂浆锚杆367根、φ22@1．5×3mL=5m系统砂浆锚杆367根，φ48@4．5×6mL=5m系统排水孔42个。4．1施工程序吸取地下厂房Ⅰ～Ⅲ层开挖施工的经验，厂房Ⅳ～Ⅵ层开挖采用边开挖边支护施工，以利厂房高边坡的安全稳定。采用分区、分层施工，从上至下边开挖边进行支护施工的原则。分区、分层开挖施工(见表2)。表2分区、分层开挖表①厂房Ⅳ层开挖：主线是先从副厂房端墙开始进行宽度为8m的中心槽开挖至安装间与主变室的交接处，再从副厂房端墙开始进行宽度为8m的中心槽开挖10m后，其两侧4m宽的边墙保护层跟进开挖。副线是主变室Ⅳ层开挖从主变室端墙的下游侧开始至主变室与安装间的交接处。副厂房端墙侧5．5m宽度及主变室52m范围内的沟槽开挖根据厂房Ⅳ层主线和副线开挖情况穿插进行。②厂房Ⅴ层开挖：施工主线是从副厂房段厂纵0-19．5m处开始进行8m宽中心槽开挖至安装间与主变室的交接处，再从副厂房开始进行宽度为8m的中心槽开挖10m后，其两侧4m宽的边墙保护层跟进开挖。副线是主变室Ⅴ层开挖从主变室端墙的下游侧开始至主变室与安装间的交接处。厂房Ⅴ层开挖结束时，副厂房和主变室的沟槽要全部开挖完成。③厂房Ⅵ层开挖：施工主线是从主厂房厂纵0-6．5m处开始进行8m宽中心槽开挖至主厂房厂纵0 20．2m，其两侧4m宽的边墙保护层跟进开挖。开挖要求形成主厂房建基面。4．2开挖方法与出碴方式1)开挖方法厂房EL448．45～435．9开挖钻孔采用气褪式手风钻造孔，人工装药，炸药采用2号岩石(抗水)炸药，非电毫秒雷管引爆，在厂房边墙及永久建基面部位采用光面爆破；要求设计开挖边线不允许欠挖并严格控制超挖。每层厂房边墙开挖面出露后及时按设计图纸进行支护施工，即支护施工与该层开挖施工穿插进行。支护锚杆钻空采用气褪式手风钻造孔，人工安装锚杆，喷混凝土采用1台KSP-6型湿喷机进行施喷。施工通风采用自然通风散烟方式。爆破参数：中心槽开始开挖时，爆破孔间排距暂按1．0m×1．0m执行，在施工过程中根据岩石情况和爆破效果逐步调整爆破孔间排距至1．2m×1．5m。孔深视具体情况确定，堵塞长度不小于50cm。厂房边墙及建基面孔距视围岩情况确定，一般不超过50cm，采用间隔装药方式，确保爆破半孔率满足技术条款规定要求。建基面保护层开挖时，保护层厚度不小于50cm(沟槽除外)，并采用小药量光面爆破技术进行开挖。2)出碴方式厂房Ⅳ层开挖出碴施工：采用1台PC220SE-6液压挖掘机装10t自卸车出碴，充分利用液压挖掘机的挖深能力及爬坡能力来拟补厂房分层开挖高差的出碴施工需要。厂房Ⅳ层开挖时，在安装间与1号交通洞相交部位最后挖除并利用石碴垫出5m宽12％的碎石斜坡道至副厂房段，以利厂房Ⅴ层开挖出碴施工。厂房Ⅴ层开挖时，要求在安装间与1号交通洞相交部位预留Ⅴ层的高度即保留出碴施工交通通道，并在Ⅴ层开挖结束后形成12％的碎石斜坡道至主厂房段内。厂房Ⅵ层开挖时，石碴落入厂房Ⅵ层底部，利用反铲的施工能力尽量将多余的石碴掏挖出来装自卸车出碴。其余石碴在厂房下游侧的尾水管洞人工装农用自卸车出碴，或根据形成的桥机投产进行吊装出碴。4．3施工安全控制由于地下厂房Ⅱ层有已浇筑达28d的主厂房和主变室岩壁吊车梁混凝土，且距厂房Ⅳ层开挖最近的距离为7．15m；厂房内还有主变室和主厂房桥机以及安装好的观测仪器。在爆破开挖时必须确保以上混凝土结构和仪器设备的安全，做好防护。1)施工人员必须经过培训并持证上岗，施工前必须进行安全教育，使全体施工人员树立“安全第一、预防为主”的思想。2)开挖爆破安全技术措施厂房EL448．45～435．9开挖施工采用控制爆破技术，严格控制装药量。操作时要经过爆破计算，采用多分段的方法，严格控制单响(瞬发)药量在规定范围内。根据本工程施工所需防护物和设施的重要性，爆破地震效应技术标准为：振动速率V≤10cm/s，加速度α<3g，位移A<0．1cm。根据爆破地震效应通常用的经验公式V=K(Q1/3/R)a，则Q=[(V／K)1/a×R]3来计算不同距离的装药量，其中，K、a数值根据类似工程和开挖区不同的岩性确定：K=100、a=1．4，V=10cm/s。开挖爆破允许药量和爆破振动速度及破坏混凝土标准要求(见表3)。表3爆破距离与允许药量、爆破振动速度要求表3)开挖爆破施工时，应对主厂房和主变已安装的桥机采取必要的防护措施。4)对于地下厂房Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ层的观测仪器防护，采取如下措施：厂房顶拱的观测电缆和观测箱按设计要求加装防护槽钢；厂房岩壁梁下的电缆移至梁上并加盖竹跳板防护；靠近厂房Ⅳ层的电缆采用汽车轮胎和竹跳板进行防护；严格控制开挖爆破参数，特别是控制单响装药量，尽量减小飞石。5结语回龙电站地下厂房在其结构布置复杂结构的条件下开挖施工，由于采取了科学的爆破技术并进行了严谨的施工组织，开挖质量得以保证，施工进度合理，无安全质量事故，为后续混凝土等项目的施工提供了良好的条件。