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抽水蓄能电站地下厂房岩锚梁开挖施工方案

1.概述

1.1工程概况

****抽水蓄能电站位于xx省xx县xx镇和xx乡境内的鸭绿江支流***下游河段上，是目前东北地区第一个在建的纯抽水蓄能电站，距丹东市约64km，距长甸镇约27.8km。

电站为I等工程，工程规模为大（1）型，地下厂房系统及输水系统为1级建筑物。电站装机1200Mw，单机容量为300MW，共4台机组。主副厂房洞室开挖尺寸为165.8×22.7

×54.1m（长×宽×高）。电站建成后将在东北电网中担任调峰、填谷、调频和事故备用。

1.2地质条件

厂房地段主要由较完整、新鲜、坚硬的混合花岗岩组成，上覆岩体深厚。该地段地下水位虽高出洞顶拱约150～250m，但岩石透水性微弱，仅局部见有地下水渗涌。地下厂房地段多以Ⅱ类围岩为主，约占80%，Ⅲ类围岩约占20%，岩石稳定条件较好。根据一、二层开挖揭露的地质资料分析，厂房上游壁桩号0-35m～0-5m岩锚吊车梁处将遇断层fj34、fc2、fc3，另外上游壁桩号0+80m～0+100m将遇岩脉δπ3、δπ10，下游壁桩号0-8m～0-38m有fj34、fc2、fc3和fc15等断层切割。

厂址地应力值不高，一般属中等，且最大水平主应力与主要洞室轴线近于平行。最大水平主应力方向与厂轴线近平行，对洞室围岩稳定较为有利。

2.施工方案确定

地下厂房共计分九层开挖，其中厂房III层(▽24.0~▽19.5；层高5.5m）为厂房岩锚梁开挖层，岩锚梁岩台高程(▽22.60~▽21.70），为确保岩台成型良好和围岩稳定。结合蒲石河电站厂房的自身特点，岩台开挖采用YT-28型手风钻造孔，垂直孔和斜孔同时起爆方法施工。

2.1施工程序设计

施工程序的合理选择是确保岩台是否良好成型关键，本设计将岩锚梁开挖分七道工序进行施工，详细程序如图1所示：

岩锚梁开挖程序图图1

保护层开挖

下拐点以下支护

下拐点以下支护

上拐点以上垂直孔造孔

2.2施工方案选择

施工方案的合理选择是保证岩台是否良好成型关键，施工方案的合理选择是保证岩台是否良好成型关键，根据索风营、万家寨、宜兴等地下厂房岩台开挖施工经验和设计图纸，厂房Ⅱ层开挖底板高程为▽25.00m，至岩锚梁上拐点为2.5m，下拐点以下开挖高度为2.2m，保护层宽度为3m。开挖分层见图2所示：

岩锚梁开挖分层示意图图2

▽25.0m▽24.0m

▽22.6m▽22.5m▽21.7m

▽19.5m

150300

22090140

22090140100

③④3096°⑤175Ⅲ1Ⅲ2

③

④

3096°

⑤

175

①Ⅰ

250

550

②Ⅱ

300

双光面爆破斜孔造孔中部梯段拉槽拉槽预裂结合手风钻设备性能特点和施工经验，手风钻钻设3m的垂直孔，孔底平均偏差在13cm。因此在方案选择上，钻孔孔深选择小于3m，Ⅱ1高程为▽22.50m~▽19.50m，孔深3m，距下拐点高程80cm，以此确保钻孔的精度和下拐点开挖平整度。①序孔选择2.5m，主要考虑钻孔孔向的偏差。②序孔空深2.6m，选择主要考虑为⑤序孔做准备，人工持手风钻的最佳高度。

双光面爆破

斜孔造孔

中部梯段拉槽

拉槽预裂

①序光爆孔由于为临时建基面故按50cm孔距，超挖10cm放线布孔，以保证Ⅱ区垂直孔开孔和钻孔角度②序开挖时按不超不欠控制（即距边墙开挖设计面150cm）；③序垂直光爆孔造孔按孔底向岩壁内侧超挖5cm控制，以保证Ⅲ-2区垂直孔开孔和钻孔角度；④序岩台垂直光爆孔造孔时上拐点按向岩壁内侧超挖5cm并向下超挖5cm控制，⑤孔造孔时按向

岩壁外侧欠挖5cm控制并向岩壁超挖5cm控制。

2.3爆破试验

为了控制好岩台开挖规格质量，减少爆破振动对岩锚梁围岩的破坏，针对斜岩台上梯形体进行专项爆破试验，以取得较好的爆破经验参数。选择在Ⅲ层中部梯段拉槽完成后预留的保护层临时边墙上（与设计岩台同高程）进行模型试验，对岩锚梁岩台开挖的全套工序进行了全面仿真试验。按试验大纲要求，组织了实施了二次系统试验，通过预裂爆破拉槽开挖、梯段爆破、双光面爆破、质点震动等试验。调整钻爆参数收集了大量数据，经过科学分析、对比试验结果，得出以下试验成果。

a.将岩锚梁岩台