1、地下廠房巖壁梁開挖的施工監理 阮丁延 施子安（四川二灘建設咨詢有限公司）摘要 巖臺開挖規整和錨桿錨固可靠是巖壁梁成敗關鍵，是監理質量控制重點難點。本文介紹了地下廠房巖壁梁開挖施工監理的成功經驗，值得借鑒。關鍵詞 巖壁梁開挖 質量策劃 施工監理1. 概述地下廠房巖壁吊車梁是八十年代中期從挪威引入我國的新技術，與普通吊車梁相比，它可縮小地下廠房跨度，減少洞挖方量，節省混凝土和鋼筋用量，提前安裝行車，方便廠房混凝土澆筑和加快機組安裝進度，有利縮短建設工期，降低工程費用，經濟效益十分顯著。然而，巖壁梁主要靠錨桿拉力和梁與巖臺間的摩擦力、抗力來承受和傳遞外部荷載，要求圍巖具有較大的承載力和穩定性。因此，

2、巖臺開挖規整和錨桿錨固可靠是其成敗關鍵，是監理質量控制的頭等大事。下面以雅礱江官地水電站地下廠房為例，介紹地下廠房巖壁梁開挖過程中的施工監理作法與成效，供水電監理同行參考。雅礱江官地水電站地下廠房布置在壩軸線下游右岸山體內，采用單機單管供水，安裝4臺單機容量600MW水輪發電機組，總裝機2400MW，主付廠房及安裝間最大開挖尺寸為長243.44 m、寬31.10 m、高76.30m，地下廠房主體洞室位于新鮮完整的二疊紀玄武巖中，圍巖類型類。圖1 巖壁吊車梁典型斷面官地地下廠房巖壁吊車梁位于廠房開挖第層，其頂寬2.25m，高3.18m，長226.42m，壁座角35°。巖壁吊車梁體型范圍

3、內布設2排受拉錨桿、1排系統錨桿和1排受壓錨桿，其參數如下：受拉錨桿均為4070cmL=12m（入巖9.7m）,上排受拉錨桿上傾角25°，下排受拉錨桿上傾角20°；系統錨桿為32150cmL=9m（入巖7.5m）；受壓錨桿為3270cmL=9m（入巖7.5m）。巖壁梁典型斷面見圖1。2. 巖壁梁開挖質量策劃2.1確立質量目標，成立質量管理組織按照業主的期望、承包人和監理人的承諾，官地水電站質量管理委員會確立了地下廠房巖壁梁創樣板工程（即精品工程）的質量目標，并相應規定了巖壁梁開挖的質量標準。為了確保巖壁梁開挖創樣板工程目標實現，官地水電站質量管理委員會成立了巖壁梁質量管理領

4、導小組，下設質量管理小組和質量監督小組。（1）質量管理領導小組巖壁梁質量管理領導小組由二灘建設監理任組長單位，成員單位有水電六一二聯合體（施工）、官地建設管理局（業主）、成都院官地設代處（設計）、昆明院官地項目部（安全監測）、長江科學院官地測試組（爆破測試）。質量管理領導小組職責是： 審批巖壁梁施工技術方案和巖臺開挖爆破試驗大綱； 協調巖壁梁施工中的內外部關系； 研究解決巖壁梁設計與施工較大技術問題； 當施工單位對巖壁梁施工參數提出較大調整和改進時，召開專題會議研究決定。（2）質量管理小組水電六一二聯合體（中國水利水電第六工程局和中國水利水電第十二工程局聯合）是地下廠房巖壁梁施工主體，是確保巖

5、壁梁施工質量達到樣板工程的責任單位。在巖壁梁施工期間，水電六一二聯合體成立質量管理小組。質量管理小組職責是： 負責調配人員、機械設備，按批準施工方案組織巖壁梁施工；對巖壁梁施工的每道工序、每個環節進行有效質量控制； 負責現場鉆孔參數和爆破設計的局部調整。若進行較大調整，特別是修改線裝藥密度時，應得到監理工程師批準。（3）質量監督小組 四川二灘建設咨詢有限公司官地水電站監理部承擔電站引水發電系統工程施工監理任務，為確保地下廠房巖壁梁施工質量達到優良等級，成立質量監督小組。質量監督小組職責是：在地下廠房巖壁梁施工中，實行全天候、全過程、全方位的質量監控； 對關鍵工序和重要部位設立質量控制點，實行工

6、序驗收與簽證準入制度；對一般工序和過程施工，實行旁站監理與抽查復核制度； 當施工單位對施工方案、爆破參數提出較大修改和調整時，根據質量管理領導小組召開的專題會議意見進行批復，并監督實施。 負責組織爆破效果檢查和開挖質量等級評定。2.2開展技術咨詢和觀摩學習，明確質量控制重點在地下廠房巖壁梁施工前，監理機構協助業主開展了官地水電站地下廠房巖壁吊車梁設計施工咨詢評審會，和赴錦屏一級、二級水電站地下廠房巖壁梁開挖現場參觀學習。通過技術咨詢和參觀學習，進一步完善了官地水電站地下廠房巖壁吊車梁的設計施工技術要求，肯定了巖壁梁施工方案詳盡、全面、可行，明確了巖壁梁施工質量控制重點，制訂了巖壁梁不良地質段開

7、挖保護措施，從而為巖壁梁施工質量提供了有力的技術支持。2.3編審質量管理文件，規范施工程序與工藝在地下廠房巖壁梁施工前，監理機構及時組織業主、設計、監理、施工四方對承包人報送的巖壁梁施工技術方案和安全保護措施會審，并根據會審精神，結合規程規范、設計技術要求、咨詢專家建議提出審批意見，作為承包人巖壁梁施工的綱領性文件。在此基礎上，要求承包人結合樣板工程質量標準，編制詳細的、可操作的巖壁梁開挖作業指導書，規范巖壁梁開挖的施工程序和工藝標準。同時，監理機構在編制官地水電站地下廠房巖壁吊車梁施工監理細則的基礎上，結合巖壁梁開挖作業指導書和樣板工程質量標準，編寫地下廠房巖壁梁開挖質量控制手冊，作為監理部

8、和承包人在巖壁梁開挖過程中，共同遵循的質量控制辦法和質量檢驗標準。3.巖壁梁開挖施工監理3.1巖壁梁開挖施工程序（1）巖壁梁開挖分區官地水電站地下廠房巖壁梁位于廠房第層，開挖時進一步劃分為5區，其中1區為中間梯段爆破區，24區為兩側保護層開挖區，5區為巖壁梁巖臺光爆區，每區之間設預裂線垂直分割，見圖2。 圖2：巖錨梁開挖分區圖（2）巖壁梁開挖施工程序，見圖3。圖3：巖錨梁開挖施工程序圖1深孔預裂、梯段爆破巖壁梁開挖工藝試驗5巖臺垂直炮孔樣架搭設5巖臺垂直孔造孔2開挖3開挖5巖臺斜面造孔樣架搭設5巖臺斜孔造孔樣架校核4開挖封孔、重新造孔樣架校正YesYesNo巖壁梁巖臺炮孔裝藥、爆破No封孔、重

9、新造孔垂直孔保護Yes5下拐點鎖角錨桿與壓條防護5下拐點以下1m范圍錨噴支護巖壁梁開挖質量檢驗與評定爆破震動測試3.2巖壁梁開挖爆破工藝試驗為了驗證巖壁梁開挖施工技術措施的可靠性，優化巖壁梁巖臺垂直孔和斜面孔的鉆爆參數，在1區開挖完成后，監理機構適時組織開展巖壁梁開挖爆破工藝試驗。試驗區選在廠房上游24區廠橫0+110廠橫0+140段，按每10m段長分取不同鉆孔和爆破參數進行現場工藝試驗。 通過現場試驗，比選出巖壁梁巖臺開挖的鉆爆參數和工藝標準，確定巖臺垂直孔和斜面孔采用搭設樣架、沿導向管鉆孔方法，炮孔孔距30cm，炮孔超深7cm10cm，線裝藥密度100110g/m，巖臺垂直孔和斜面孔一次雙

10、光面爆破成型。3.3巖壁梁開挖施工質量控制（1）基巖面清理基巖面清理采用人工手風鉆、風鎬進行，要求基巖面無浮渣、無松動巖塊，開孔線50cm范圍內不平整度小于20cm。清理基礎面由施工單位質檢人員負責檢查，現場監理抽查，發現不符合要求應及時處理。（2）測量放樣測量放樣采用紅外線激光定位技術，用紅油漆現場標出所有的周邊開孔點和樣架定位點，放樣精度誤差5mm。測量放樣由施工單位測量隊負責實施與自檢，測量監理全程旁站監督。（3）鋼管定位樣架搭設樣架采用50mm鋼管搭設，要求導向管角度與巖臺開挖面一致，間距30cm，原則上緊貼巖面。導向管孔位偏差1cm，角度偏差小于1°；限位桿高程偏差和水平度

11、均1cm。樣架搭設精度由施工單位測量隊負責測量檢查，測量監理負責復檢。樣架導向管的間距、角度由施工單位質檢人員負責“三檢”，現場監理負責終驗。終檢合格后，簽發4#垂直孔和/或5#斜面孔準鉆證。（4）鉆孔巖壁梁巖臺光爆孔采用氣腿鉆順導向管內造孔、限位鋼管控制孔深。鉆孔前，對孔位進行編號，填寫鉆孔責任分區表，將每個鉆孔質量落實到每個鉆工。當鉆進20cm、50cm、100cm時，分別對孔位、孔向進行檢查復核，及時糾正鉆孔偏差。要求巖臺光爆孔開孔誤差1cm，垂直孔和斜面孔孔底錯位2cm，孔深偏差3cm，孔距偏差2cm，外偏角2°（不允許內偏）。如果孔位、孔向超標，采用錨固劑封孔后重新造孔。2

12、4區的垂直爆破鉆孔，以施工單位質檢人員檢查為主，現場監理采取抽查。5區（即巖壁梁巖臺區）4#垂直孔和5#斜面孔孔位、孔深、孔斜、孔距，采用施工單位自檢、監理機構終檢、并由監理簽發爆破通知單的質量控制程序。現場監理對4#垂直孔和5#斜面孔質量實行全部復檢終驗。對于現場監理復檢不合格的鉆孔，施工單位必須按鉆孔質量標準返工處理至合格。當全部鉆孔復檢合格后，現場監理簽發巖壁梁巖臺開挖爆破作業通知單。（5）光面爆破巖壁梁巖臺光爆孔采用不耦合間隔裝藥，控制4#垂直孔線裝藥密度為102 g/m，5#斜孔線裝藥密度為109 g/m，堵塞長度40cm，巖臺質點振動速度V<10cm/s。巖壁梁巖臺光爆質量標

13、準：巖臺不允許欠挖，超挖10cm；巖面平整度10cm；、1圍巖光爆率90%，280%，50%，且孔壁無明顯爆破裂隙。24區裝藥爆破，由施工單位質檢人員負責檢查，現場監理采取抽查。5區（即巖壁梁巖臺區）4#垂直孔和5#斜面孔裝藥爆破，采用施工單位自檢、監理機構終驗、并由監理簽發準爆證的質量控制程序。現場監理對4#孔和5#孔的裝藥質量實行全部復檢終驗。檢查內容包括裝藥結構、線裝藥密度、堵塞長度、起爆網絡。當復檢合格后，簽發巖壁梁巖臺區開挖爆破作業準爆證。（6）不良地質段保護措施對于裂隙發育、巖體破碎的巖壁梁地段，巖臺5#斜孔施工前，在下拐點以下10cm布置一排F25mm75cm L=150cm（外

14、露30cm）鎖角錨桿，并用50323mm角鋼通長與鎖角錨桿焊接一體，對下拐點處較破碎巖體實行超前加固。當巖體十分破碎時，對下拐點100cm以下范圍巖面事前進行掛鋼筋網噴混凝土保護。4. 巖壁梁開挖質量檢驗與評定4.1爆破效果檢查和改進巖壁梁巖臺區每次爆破后，監理機構質量監督小組及時組織施工人員和監理人員進行效果檢查。根據檢測數據分析，改進鉆孔工藝，調整裝藥參數，不斷提高開挖質量。對于巖臺垂直面和斜面的爆破效果檢查內容和方法見表1： 表1檢查內容檢查方法半孔率(%)半孔率=實際殘孔總長/設計孔深總長（%），鋼卷尺丈量平整度(cm)按垂直巖壁梁軸線每1m間距在巖臺上直墻、中斜面、下直墻三個巖面共布

15、置56條檢測斷面,用2m標準直尺連續檢測。超欠挖(cm)測量儀器檢測，每3m檢測一個斷面,每斷面不少6個測點鉆孔偏差(cm)檢查鉆孔方向偏差和開孔偏差。鋼卷尺、吊錘檢測上下拐點起伏差(cm)測量檢測或拉線鋼卷尺檢測外觀視角效果三個巖面半孔是否對齊呈直線，巖面是否有爆震裂隙，巖面是否平整和棱角分明4.2開挖質量等級評定（1）質量評定標準官地水電站地下廠房巖壁梁巖臺開挖單元工程質量等級評定標準和樣板工程質量標準如表2： 表2評定等級質量標準超挖(cm)欠挖(cm)排炮臺坎(cm)上下拐點起伏差(cm)平整度(cm)半孔率(%)巖臺斜面角度偏差1、DT/L5113.1-200520015>80>50>20比設計值偏小,但不超過30樣板工程10081010>90>805020同上（2）質量評定結果官地水電站地下廠房巖壁梁巖臺開挖完成后，監理工程師及時進行了單元工程質量等級評定。在此基礎上，官地水電站質量管理委員會對施工單位申報并經監理機構復核的巖壁梁開挖樣板工程組織現場驗收和審批確認。官地水電站地下廠房巖壁梁巖臺劃分21個開挖單元工程，其中19個評為優良單元，優良率90.5%； 14個評為樣板單元，巖壁梁開挖評為樣板工程。