岩锚梁开挖方案及施工细节优化

3.1　开挖分层原则

（1）根据岩锚梁所在位置、厂房顶拱的支护参数、所选施工设备，确定厂房开挖分层高度及岩锚梁所在的施工层。

（2）岩锚梁层开挖后应便于岩锚梁锚杆的造孔和安装，同时应满足岩台斜面开挖造孔施工的空间，岩锚梁开挖分层计算方法见图1。

图1　岩锚梁开挖分层计算方法

图中，AG=AC/sinα1，BH=BC/sinα2，EF=EC/sinα3。

设L为液压台车的钻臂长，L1为Ⅰ锚杆的长度，L2为Ⅱ锚杆的长度，L3为岩台斜面长DE，L导为岩台斜面造孔导向钢管长度。则岩锚梁层开挖高度需同时满足以下条件：

1）L＜AG，且L1≤AG。

2）L＜BH，且L2≤BH。

3）L4≥L3+L导。

图2　第Ⅲ层开挖分层图（尺寸单位：mm，高程单位：m）

（3）岩锚梁层开挖后应方便岩锚梁钢筋混凝土的施工，并保证下层的开挖不会对岩锚梁造成损害。

根据上述原则确定第Ⅲ层为岩锚梁层，第Ⅲ层开挖分层图见图2。

3.2　开挖程序及方法

厂房第Ⅲ层（岩锚梁层）开挖时总体施工程序为：先进行中间的拉槽，两侧预留保护层手风钻滞后开挖跟进。受高地应力、低抗压强度地质条件的影响，厂房上游侧第Ⅰ层保护层采用光面爆破开挖一段后，因地应力强烈释放，出现岩体顺压剪性裂隙及层面滑动坍塌现象，无法形成完整的光爆面。为控制高地应力强烈释放，在岩台上直墙、岩台斜面及下直墙拐点下位置设置超前锚杆预支护，同时将岩台保护层①区开挖高度由原方案的3m调整为4.8m，光面爆破调整为预裂爆破。

3.2.1　岩台保护层施工程序

A锚杆施工→①区保护层开挖→①区开挖立面喷混凝土支护→B、C锚杆施工→②区垂直孔预裂爆破→②区保护层水平孔钻爆→②区开挖立面喷混凝土支护→上游岩台开挖。施工程序见图3。

图3　岩台保护层施工程序图（尺寸单位：mm，高程单位：m）

3.2.2　超前支护锚杆规格及施工方法(www.xing528.com)

（1）锚杆规格及材质。A、B锚杆采用TKM全螺纹纤维增强树脂锚杆，规格：25、L=4.5m、间距1.0m；C锚杆为普通砂浆锚杆，规格：25、L=3.0m、间距1.0m。

（2）施工方法。A、B、C锚杆均由测量人员放出孔位，采用三臂凿岩台车造孔，锚固剂注装。根据岩层产状，厂房上游侧A、B锚杆下倾角度30°～40°，C锚杆垂直岩面打设；厂房下游侧A、B、C锚杆水平布置。B锚杆施工时采用三臂凿岩台车在岩台外侧造锚杆孔，药卷注装，锚杆安装时采用助推工具将锚杆全部推入孔内，要求锚杆末端与岩台斜面规格线基本齐平。

3.2.3　岩台开挖方法

岩锚梁采用手风钻造孔，密孔小药量光面爆破；岩台上部垂直光爆孔及岩台斜面光爆孔均采用脚手架钢管搭设样架，钻杆沿样架导向钢管插入造孔。其中岩锚梁上拐点垂直孔造孔超前厂房①区开挖，造孔完成后采用PVC管下管保护，孔口用编织袋堵塞。岩台部位开挖钻孔方法见图4。

图4　岩台部位开挖钻孔方法图（尺寸单位：cm，高程单位：m）

3.3　岩台钻爆参数

孔距35cm，垂直光爆孔深2.1 m，斜面光爆孔深2.8m，线密度75g/m（不良地质段孔距25cm，线密度30～70g/m），具体见图5。

图5　岩台钻爆参数图（单位：cm）

3.4　岩台爆破效果

完整岩石半孔率达到100%，岩石较差区域半孔率达到90%以上，平均超挖值小于6.5cm（不含地质缺陷），整个岩锚梁不存在欠挖。距爆区10m位置最大质点振动速度小于5cm/s。另外岩锚梁爆破前后声波测试对比结果显示，岩锚梁爆破松动范围小于20cm。岩锚梁开挖效果见图6。

3.5　岩台开挖技术细节

（1）为避免岩台垂直边墙发生欠挖，厂房第Ⅱ层开挖时边墙人为超挖10cm，保证竖直光爆孔手风钻操作空间。

（2）为保证岩台下拐点成型，①区开挖时预裂造孔深度不小于4.8m，即预裂孔孔底超过岩台下拐点75cm。

图6　岩锚梁开挖效果图

（3）为避免岩台部位欠挖，斜面光爆孔与水平面夹角只允许偏小，但相差不超过2°。

（4）光面爆破孔用纸卷堵塞30cm，垂直光爆孔与斜面光爆孔一次起爆。