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岩锚梁岩台开挖施工注意事项

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:岩壁吊车梁能否安全工作与岩台围岩的稳定程度关系极大,故对开挖和支护质量提出了很高的要求。图7.3.3岩锚梁开挖分层分块注:图中Ⅰ~Ⅳ代表开挖顺序,①~⑥代表炮孔编号;图中尺寸单位为mm,高程单位为m。表7.3.9岩锚梁手风钻开挖爆破设计参数a.样架制作、安装。

岩锚梁岩台开挖施工注意事项

电站地下厂房吊车梁采用岩壁吊车梁结构,岩壁吊车梁高程为1304.52~1303.02m,单边长128m。岩壁吊车梁是采用高强砂浆锚杆将梁体直接固定在岩台上,通过砂浆锚杆将荷载传递给岩体,由钢筋混凝土、锚杆和围岩共同承受荷载作用,充分利用岩体强度的一种结构设计,达到减少厂房跨度,节省投资的目的。同时在厂房开挖到一定高度,满足开挖施工安全距离后,提前进行岩壁吊车梁混凝土施工,使岩壁吊车梁在安装间投入施工和厂房下部开挖交叉、平行作业,为电站提前投产运行创造条件。岩壁吊车梁能否安全工作与岩台围岩的稳定程度关系极大,故对开挖和支护质量提出了很高的要求。

(1)地质条件。

地下厂房布置于f33和f54两条断层之间的岩体内,厂房区的岩性主要为斜长角闪岩和片麻状黑云母花岗岩,局部夹有花岗伟晶岩和小型蚀变带。上游和下游侧有两条规模较大的断层f54、f33切过,地下厂房位于其间的岩体中,主要地下洞室避开了f33、f54断层的影响。厂房区围岩类别以Ⅱ、Ⅲ类为主,局部断层破碎带处为Ⅳ类。厂房轴线探洞PD912出露情况统计Ⅱ类围岩占67%,Ⅲ类围岩占23%,Ⅳ类围岩占10%;厂房横轴线探洞PD912-1出露情况统计Ⅱ类围岩占56%,Ⅲ类围岩占44%。

(2)施工特点、难点。

1)岩壁吊车梁开挖精度要求较高,不允许有欠挖现象存在,尽量减少超挖,除因特殊地质原因引起的超挖外,局部超挖控制在18~20cm,斜台与垂直面的夹角大于设计角度的偏差控制在2°以内。

2)相邻两孔间的岩面完整,孔壁不得有明显的爆破裂隙。

3)壁座下拐点不允许超挖,控制下拐点边墙的超挖,确保岩壁吊车梁壁座准确成型。

4)壁座上拐点边墙、斜台和下拐点边墙三面炮孔三线合一,最大偏差不超过2cm。

5)岩壁吊车梁锚杆孔位正确与否直接关系到锚杆受力条件是否符合设计要求及岩壁吊车梁内部应力是否均衡,钻孔各项参数精度要求较高。

6)岩壁吊车梁上倾锚杆设计角度为27°,采用先注浆后插杆的施工工艺,要达到90%以上注浆饱满度,施工工艺过程控制难度较大。

(3)施工程序。

图7.3.3 岩锚梁开挖分层分块

注:图中Ⅰ~Ⅳ代表开挖顺序,①~⑥代表炮孔编号;图中尺寸单位为mm,高程单位为m。

为保证岩壁吊车梁开挖质量,岩壁吊车梁的开挖采用了多重缓冲、多重光爆精细爆破控制技术,分层分块进行剥离。岩锚梁开挖分层分块如图7.3.3所示。为满足图7.3.3中⑥号孔钻孔的需要,中部Ⅰ区拉槽至高程1301.00m后,首先对Ⅱ区进行开挖,Ⅱ区分两部分剥离,Ⅱ区开挖完成后,开挖Ⅲ区,Ⅲ区也分两部分进行开挖,最后开挖岩台部分Ⅳ区。在进行逐区、逐块开挖的同时,测量全程跟踪控制开挖高程及开挖范围。

(4)施工方法。

1)开挖方法。厂房第二层中部拉槽Ⅰ区采用ROCD7液压钻钻孔,先锋槽和保护层交界面施工预裂爆破;岩台保护层Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区剥离采用手风钻钻孔,微差光面爆破。(www.xing528.com)

a.样架制作、安装。样架由骨架钢管和导向管组成,钢管骨架采用DN100(壁厚1mm)钢管作为制作材料,导向管采用63.5mm钢管加工为敞开式,导向管每根长50cm,间距30cm。每榀样架长6m,为减少样架在运输过程中变形、损坏,样架在施工现场进行加工制作,样架骨架由两根平行的DN100钢管组成,钢管间距为1m。骨架在找平地面上固定以后,进行导向钢管位置放线,放线完成后,从中间向两侧逐管进行焊接,避免焊接过程中应力集中导致样架变形。样架制作完成后,由人工抬至工作面,利用事先在边墙上打设的插筋进行固定,插筋规格22,间距3m,L=2m(入岩1m)。样架固定过程中,测量和技术人员全程跟踪,保证样架安装精度满足要求。

b.钻孔过程控制。图7.3.3中②、④、⑤和⑥号光爆孔采用样架和导向钢管控制孔向,钻孔前,一个人把钻,一个人用手将钻头紧贴导向钢管。钻杆为标准长度,孔深由样架设置统一高程线控制。开孔20cm对孔位、孔向进行第一次检查复核,开孔50cm对孔位、孔向进行第二次检查复核,开孔100cm对孔位、孔向进行第三次检查复核,及时纠正钻孔偏差,并做好每孔的钻孔记录。钻孔验收主要检查孔深、孔向和孔距三项指标,如果钻孔超深,超深部分采用锚固剂封堵,如果孔位、孔向超标,采用水泥砂浆封孔后重新造孔。钻孔质量控制标准为:②号孔控制标准孔底偏差不大于50mm,孔位偏差不大于50mm,孔深偏差不大于50mm;④、⑤和⑥号孔控制标准孔底偏差不大于50mm,孔位偏差不大于10mm,孔深偏差不大于30mm。

c.爆破设计。岩台开挖质量的好坏除与钻孔控制有关外,很大程度上取决于爆破参数的选取,包括炮孔间距、炮孔深度、炮孔直径、药卷直径和线装药密度等。合理地选取这些参数不仅要考虑开挖施工条件,洞室岩体地质条件,而且还要综合考虑这些参数间的相互关系及其对爆破效果和质量的影响。参考同类工程爆破参数,结合爆破试验设计合理的爆破参数,并在施工过程中不断优化。不断优化后,增加岩锚梁手风钻开挖爆破设计参数见表7.3.9。

表7.3.9 岩锚梁手风钻开挖爆破设计参数

d.装药连线。采用PVC管劈开后作为固定药卷的材料,不仅能有效控制装药结构的精确性,而且能减少爆破冲击波对岩台的破坏,爆破效果明显优于传统竹片固定形式。采用双导爆索对爆破网络进行连接,有效提高了爆破网络的稳定性和安全性。④~⑥号孔典型装药结构如图7.3.4所示,岩锚梁岩台开挖效果如图7.3.5所示。

图7.3.4 ④~⑥号孔典型装药结构(单位:cm)

图7.3.5 岩锚梁岩台开挖效果

2)锚杆施工。

a.锚杆施工方法。岩壁吊车梁锚杆施工是岩壁吊车梁安全运行的关键所在,施工过程中采取多种方法严格控制锚杆的钻孔角度、孔位和灌浆密实度,确保锚杆施工质量。岩壁吊车梁锚杆有A、B、C3种形式的锚杆,A型锚杆,上倾25°、20°,32@750,L=9.7m,入岩8m;B型锚杆,水平向,28@1500,L=8.1m,入岩7m;C型锚杆,下倾35°,28@750,L=7.1m,入岩6m。

岩台开挖成型验收合格后,进行锚杆孔位放点。锚杆孔在实际开挖轮廓线上的位置,现场逐点放出,并做好标记。在钻孔时,用一个加工的刻度板固定在液压钻机滑架尾端,准确控制锚杆孔倾角。钻好的锚杆孔进行细致检查、冲洗、记录后,进行锚杆安装施工。锚杆安装为先注浆后插锚杆方式,砂浆按设计要求精确配置,用锚杆注浆机注浆。先将注浆管插入孔底,然后抽离孔底5cm开始注浆。当操作手感到注浆管有往外推的作用时,则向外慢慢抽管,并多次往回送一点,注到孔口漫溢而不留一段空口。上倾锚杆孔注满砂浆后,立即采用纱布或纸箱进行封堵,砂浆在孔内搁置4~5min后吊车配合人工将锚杆插入孔内,孔口用铁楔封紧,防止在砂浆终凝前锚杆松动。

b.锚杆质量控制。锚杆孔水平钻孔必须垂直岩面,斜孔采用制作的角度板进行控制。锚杆孔深度不小于设计孔深,安装时采用拉线的方式控制外露长度。注浆管直径避免过小,不小于锚杆直径,并插到孔底,注浆员必须一直往里推着注浆管,保证砂浆注满后反推注浆管出来。严禁人工拔管,砂浆注满至孔口,锚杆安装前上斜孔采用纱布堵住孔口。严格控制砂浆配合比及稠度。下倾锚杆孔钻孔时孔深超深20cm,以避免孔底残留有高压风、水冲洗不出来岩粉造成孔深不足,锚杆安装时采取在10~15m一段拉线的方式保证锚杆外端齐整。锚杆安装完后上斜锚杆孔口采用铁楔子封紧,砂浆终凝前不得碰动锚杆。每安装完一根锚杆后就立即人工用水管将岩壁梁台范围内岩壁上的砂浆冲洗干净。造孔前对孔位进行编号,开孔20cm对孔位、孔向进行第一次检查复核,开孔50cm对孔位、孔向进行第二次检查复核,开孔100cm对孔位、孔向进行第三次检查复核,及时纠正钻孔偏差。

(5)岩台成型和锚杆检测。

岩壁吊车梁开挖平均半孔率达98%,开挖面平整度0~5cm,壁座残孔孔壁无爆破裂隙,下拐点超挖1~5cm,④、⑤和⑥号炮孔钻孔偏差在允许范围内,基本上在一条直线上。

按照规范要求对岩壁吊车梁锚杆进行无损检测,检测率为100%,检测结果为:检测锚杆中有1057根锚杆检测波形清晰、规则,底部无明显反射,锚固质量等级为Ⅰ级,占锚杆检测总数的92.48%;检测锚杆中有86根锚杆局部存在砂浆灌注不密实情况,其锚固质量等级为Ⅱ级,占锚杆检测总数的7.54%,无不合格锚杆。

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