金雷
中国葛洲坝集团第三工程有限公司 陕西?西安 710077
摘要：深基坑施工是地下工程建设施工的关键步骤，若缺乏合理的施工工艺，将对深基坑稳定性造成影响，甚至可能导致周边既有建（构）筑物失稳。通过地下洞室开挖施工动态反馈技术验证了施工的安全性，保证了施工工期，确保了人员安全。实践表明，按照文章提出的开挖与支护方法可以获得较好的效果，能够为类似工程顺利施工提供指导依据。
关键词：地下厂房；开挖；支护；技术
1导言
SK水电站厂房布置在Mangial冲沟右岸山体内，水平埋深800m，垂直埋深约430m；整体走向为NE向，厂房与主变室距离约45.2m。厂房开挖尺寸长135.0m，宽26.0m，高54.9m，高程EL.1351.60m～EL.1296.70m；其中，吊车梁以上开挖跨度27.7m，以下开挖跨度26.0m。
根据厂房结构和开挖设备的选型，厂房开挖共分为7层。其中厂房第Ⅱ层开挖高度4.2m，高程EL.1342.60m～EL.1338.40m；第Ⅲ层开挖高度8.0m，高程EL.1338.40m～1330.40m；第Ⅳ层开挖高度7.0m，高程EL.1330.40m~1323.40m；第Ⅴ层开挖高度8.0m，高程EL.1323.40m~1315.40m；第Ⅵ层开挖高度8.0m，高程1315.40m~1307.40m；第Ⅶ层开挖高度10.7m，高程EL.1307.40m~1296.70m。第Ⅱ层及以下开挖支护施工内容主要包括石方洞挖、全注浆砂浆锚杆、喷钢纤维砼、网片、预应力锚索等。
2复杂地质深基坑支护方案比选
2.1 钻孔灌注桩排桩支护
钻孔灌注桩排桩支护方案为项目部最先确定的方案。考虑到基坑开挖深度大，且位于河道滩地，为防止桩身偏移和基底隆起，桩底嵌岩1.4m，桩长25m，基坑开挖深度过大，且防渗性能差，对于只有一排混凝土灌注桩进行支护的基坑危险性较大，所以未采用此支护方案。
2.2 水泥搅拌桩+钻孔灌注桩+高压旋喷桩组合支护
为了减小钻孔灌注桩桩长，规避溶洞区嵌岩桩施工风险，考虑在原设计基础上，采用水泥搅拌桩加固主动区土体并作止水帷幕，采用高压旋喷桩对坑底加固。由此在基本没改变支护结构刚度的同时，减小了钻孔灌注桩的长度，增强了支护结构的止水性能。但钻孔灌注桩施工时间较长，且后期清除相对困难，无法保证工期，因此也没有采用此支护方案。
3深基坑工程的施工技术难点及控制要点
3.1水泥搅拌桩施工
为了确保基坑开挖的安全，项目部进行了两次水泥搅拌桩试桩。水泥搅拌桩的试桩位于基坑加固范围内靠近小里程最外侧的两个桩位上，两次试桩长度分别为：1#水泥搅拌桩试桩长度为24m;2#水泥搅拌桩试桩长度为24.5m。
试桩目的如下：（1）确定水泥搅拌桩的施工工艺；（2）确定水泥搅拌桩合适的搅拌次数、水泥浆的流量等，为下一步水泥搅拌桩的全面施工提供合理的依据；（3）确定最佳的技术参数和施工组织。
3.2各开挖层爆破参数设计
3.2.1 主要钻爆参数设计
1）厂房第Ⅰ层上部及两侧扩挖，采用手风钻水平钻孔爆破，下部采用手风钻垂直钻孔爆破。循环进尺设计如下：Ⅲ类围岩段2.5 m，Ⅳ、Ⅴ类围岩段1.0～1.5 m，周边光爆孔间距40～50 cm，崩落孔间排距84～120 cm。
2）第Ⅱ、Ⅲ层梯段开挖主爆孔、缓冲孔、预裂孔采用潜孔钻机钻孔，梯段开挖排炮水平进尺4.0～6.0 m，孔径?76 mm。保护层采用手风钻钻孔爆破，孔径?42～50 mm，潜孔钻主爆孔间排距120～160 cm、缓冲孔间距120 cm，预裂孔间距70～90 cm，手风钻主爆孔间排距90～120 cm。
3）第Ⅳ层底板、集水井及边墙保护层均采用手风钻小炮爆破，2/3分层开挖，预裂面用潜孔钻机钻孔爆破。梯段开挖排炮水平进尺4.0～6.0 m，孔径?42～50 mm，底板保护层主爆孔间排距100～140 cm、缓冲孔间距120 cm，预裂孔间距70～90 cm，边墙保护层主爆孔间排距90～120 cm。
3.2.2爆破振动控制设计
按照泵站厂房开挖程序安排，爆破振动控制主要为厂房拱肩部位、高边墙部位及现浇混凝土。其中厂房拱肩部位、高边墙部位最大允许质点振动速度应不超过7.0 cm/s，现浇混凝土部位不超过6.0 cm/s，具体控制设计如下：
1）拱肩、高边墙部位开挖采用“先预裂、后拉槽、孔外微差爆破（延迟时间大于50 ms）”控制单响最大药量的方式，确保质点振动速度小于7 cm/s。
2）现浇混凝土部位设计当预裂爆破时，最大单响药量为19.76 kg；拉槽爆破，最大单响药量为32.448 kg；保护层爆破，最大单响药量为27.378 kg。
4地下厂房工程开挖支护施工技术
4.1施工道路和渣场
厂房第Ⅱ层及以下开挖支护施工通道有4条：
（1）A11支洞：主挖厂房第Ⅱ层，利用临时回填坡度不大于12%的斜坡道开挖第Ⅲ层的一部分。
（2）主交通洞：主挖厂房第Ⅳ层，利用临时回填坡度不大于12%的向上斜坡道开挖第Ⅲ层的一部分，利用临时回填坡度不大于12%的向下斜坡道开挖第Ⅴ层的大部分。
（3）压力钢管洞：主挖厂房第Ⅵ层，利用临时回填坡度不大于12%的向上斜坡道开挖第Ⅴ层的小部分，利用临时回填坡度不大于12%的向下斜坡道开挖第Ⅶ层底板保护层的大部分。
（4）尾水支洞：主挖厂房机窝以及底板保护层的少部分。
开挖弃渣主要运至冲沟上游侧P弃渣场，有用料运至尾部砂石系统备料场。
4.2不良地质段围岩超前锚固
根据岩锚梁不良地质段的岩层特性，在岩锚梁岩台外侧4 m厚保护层开挖前，对岩锚梁区域进行预固结灌浆及短锚杆预锚固的措施，加强整体围岩结构的稳定性。
4.2.1 实施预固结灌浆改善围岩条件
在主厂房在岩锚梁岩台外侧4 m厚保护层开挖前，保护层岩面采用高压水冲洗后，用Aliva-500湿喷机喷15 cm厚C25混凝土封闭岩面；在保护层立面穿过保护层采用多臂钻向保护层岩体钻垂直于岩面的预固结灌浆孔，孔径?76 mm，灌浆孔孔深为10 m，孔间距2.0 m，排距2.0 m，分两序两段施灌，第一段灌浆长3 m，灌浆压力为0.3～0.5 MPa，第二段灌浆长7 m，灌浆压力为0.8～1.2 MPa。
4.2.2 施工预锚固锚杆提前锁定开挖岩体
在岩锚梁岩台外侧4 m保护层开挖前，穿过保护层采用多臂钻在中间拉槽区域向预留保护层钻垂直向、倾斜向锚杆孔，安装超前锚杆对岩台开挖区域进行超前锚固。岩台每个横断面增加布置3根锚杆，锚杆为25 mm，入岩深度3.1 m，锚杆安装超入设计边线10 cm，轴向间距1.5 m，锚杆造孔深度7～8.5 m;(1)号锚杆上仰20°，理论开孔高程为EL837.6 m;(2)号锚杆上仰15°，理论开孔高程为EL837.1 m;(3)号锚杆垂直岩面，理论开孔高程为EL836.55 m。现场施工时，根据实际开挖边线，测量逐孔放样，确定锚杆角度及钻孔孔深，保证锚杆质量。
4.3预裂爆破施工
（1）工艺流程：厂房分层开挖时，在中部梯段和两侧保护层之间设置一道施工预裂爆破，在边墙设置边墙预裂爆破，预裂深度与本层开挖高度相同。
（2）钻孔：边墙预裂孔采用100B支架型钻机配钢管样架钻孔，孔径φ90mm，孔距为0.9m。第Ⅲ层施工预裂采用100B支架型钻机配钢管样架造孔，其它层采用施工预裂T35（D7）液压钻机造孔，孔径均为φ90mm，孔距为1.4m。最低一层边墙预裂孔孔底高程高出厂房底板0.5m，施工预裂孔孔底高程与开挖底板平齐。
（3）装药：预裂爆破使用φ32mm的乳化炸药不耦合间隔装药，底部1.0米为加强段，孔底部线装药密度加大为正常段的3～5倍，上部减弱段长度1.0m，线装药密度减为正常段的一半。
（4）联网爆破：爆破网络采用孔内导爆索传爆、孔外非电毫秒雷管分段接力起爆网络，线装药密度初拟300~420g/m，具体参数通过预裂爆破试验确定。
（5）安全处理、排险：通风、洒水除尘之后，对爆破后的四周围岩进行安全处理，以确保进洞人员和设备的安全。
4.4岩锚梁开挖质量保证技术
1）岩锚梁开挖前由测量放线，测量人员落实到人，并填写测量放样记录单。
2）造孔前对孔位进行编号，填写钻孔责任分区表，将每孔的钻孔质量落实到个人
3）深度检查采用以5 m为一段的两端孔立上标志杆，在岩壁梁台上方、外方50～100 cm处标记、拉线，然后量测的方法。孔偏浅则重新施钻，孔偏深则在孔底垫岩粉。
4）施工过程中质检人员采用三角样板及地质罗盘仪控制钻孔角度及方向，钻孔后，由质检人员对钻孔深度、角度、孔位进行检查，对不合格的钻孔，进行从新钻孔，验收合格后，方可进行下一工序。
5）爆破后，由测量部进行围岩变形观测，地质工程师对围岩情况进行描述，质检部对围岩表面爆破裂隙、残孔痕迹进行描述，技术部根据测量、地质、质检的描述，对爆破参数进行优化，绘制爆破图。
结束语
综上所述，据本文所提方案展开施工作业，能充分发挥机械设备等工程资源的优势，实现多个作业面的同步开挖。鉴于大型地下厂房等洞室大多处于山体及岩土条件均极复杂工程区域，因此仍然需要对在开挖施工过程中的围岩与结构等的应力和变形等进行监控，并对其作出准确分析，进而提出合理控制方法及参数，以确保工程安全。
参考文献
[1]李强.某地下泵站厂房开挖及支护工程设计[J].东北水利水电,2019,37(11):7-8+11.
[2]于兵.长河坝水电站地下厂房开挖施工技术实践[J].水电站设计,2019,35(01):53-56.