安全质量技术知识
[摘 要]随着我国国民经济的发展，水电、铁路、公路、国防建设都有了很大的发展，地下洞室工程的应用也越来越多。下面笔者根据自己的工作经验，探讨了地下厂房施工开挖技术。
[关键词]地下厂房；施工；开挖技术
中图分类号：TU351 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0142-01
引言
地下厂房工程施工具有跨度大、厂房高度高，分层开挖施工、与相邻洞室并列或纵横交错、洞室交岔口多等特点。因此，地下厂房施工时采取必要的技术措施，控制施工期间的变形、保证施工期安全稳定最为至关重要。下面笔者探讨了地下厂房施工开挖技术。。
一、厂房顶拱开挖支护
1、分层高度及分区原则
厂房顶拱是整个地下厂房最关键部位之一，顶拱支护量相当大，它直接控制着厂房一层施工进度。因此，开挖分层要围绕有利于确保支护质量及加快施工进度展开。例如30m级跨度地下厂房顶拱支护一般都采用9m左右长度预应力锚杆，地质条件差的厂房顶拱还设计有预应力锚索。手风钻造孔不能满足质量及进度要求。目前厂房顶拱锚杆一般采用多臂凿台车或锚杆台车造锚杆孔。由于造孔设备性能决定，厂房顶拱分层最低高度为9m上下。有的厂房由于拱座附近空间高度不够，两侧底板较低部还另加深开挖。顶拱开挖分区一般为三区，即中导洞超前、中部扩挖、最后进行两侧扩挖。对于跨度更大或岩层较差的部位，采用先开挖支护两侧，再进行中部开挖支护。
2、开挖支护方法
厂房顶拱开挖多采用光面爆破技术以保证顶拱成型良好，开挖所用的钻孔设备一般用手风钻或多臂凿岩台车。两种施工设备各有利弊，手风钻造孔质量较多臂凿岩台车好，特别是周边轮廓线的光爆孔钻孔，手风钻其体积小、容易贴近开挖边线，确保钻孔角度，另外手风钻人工近距离在开挖掌子面操作，也容易控制造孔角度。不足之处是劳动力强度大、施工速度慢，现场安全文明施工也较差。多臂凿岩台车钻孔则相反，速度快、现场安全文明施工较好、但钻孔质量稍差。目前这两种施工方法都有采用。工期较紧、厂房规模较大的，多采用台车造孔；工期相对较宽松、质量要求相当高的，用手风钻造孔较适合；还有就是两种方法联合作业的，空间位置较宽阔、开挖掌子面较大部位用台车作业，其他边角部位用手风钻造孔.厂房一层开挖高度有限，装碴设备主要采用装载机，斗容3m3以上，运碴设备采用15吨以上自卸汽车。
支护时，顶拱锚喷支护主要采用配套的大型机械设备，锚杆造成孔采用多臂凿岩台车或锚杆台车、人工配合平台车锚杆注浆，锚杆安装可用多臂凿岩台车配合人工安插；喷混凝土采用全自动化机械手湿喷机进行，混凝土由拌和站集中拌制，混凝土搅拌运输车运至工作面.厂房顶拱的设计中有锚索的，采用锚索钻机作业。顶拱支护施工是厂房施工的关键。锚喷支护设备一定要配足（尽量与开挖进度匹配），以加快施工进度，同时，顶拱安全稳定是重点，根据围岩情况，支护一定要及时跟进。
厂房顶拱是地下厂房最重要部位之一，开挖不仅要控制好超、欠挖，而且要从视觉上有一种美感，要轮廓分明。这就要在细节上做到精雕细刻：比如开挖时相邻前后两排炮钻孔孔位要相互平顺衔接，控制装药量、提高周边爆破半孔率。顶拱与边墙、顶拱与端墙的相交部位转折点要确保成型完好等等。
二、厂房岩锚梁开挖支护施工技术
1、岩锚梁岩台开挖施工技术要点
（1）岩锚吊车梁部位的开挖及锚杆施工是地下厂房施工的难点和重点，必须精心施工，确保岩台成型好，不允许欠挖，控制岩台斜面与水平面的夹角与设计值相比应偏小，但不小于30。根据众多地下厂房施工岩锚梁的经验，当岩石斜面与水平面夹角比设计值偏小时，容易产生欠挖，而欠挖处理则造成更大的超挖，因而斜面严格按设计规格线造孔，保证岩面没有欠挖。控制岩锚吊车梁岩台爆破松动范围在20cm以内。在开挖及锚杆施工中，测量放线、钻孔、装药连线及锚杆施工的钻孔、清洗、注浆、安装锚杆等各道工序必须在前一道工序验收合格后，方可进行下道工序的施工。
（2）岩锚吊车梁多位于厂房第Ⅱ开挖层内，为保证岩锚梁岩台成型，开挖时采用控制爆破技术，采用毫秒微差非电导爆管，开挖前精心进行爆破设计与试验。岩锚梁部位的开挖采用预留保护层的开挖方式，保护层与中部槽挖采取预裂爆破分开，中部先行，用液压潜孔钻垂直钻孔梯段爆破，超前两侧保护层开挖约20-30m，保护层厚度初拟4.0-5.0m，施工中根据爆破试验优化参数。
（3）岩锚梁保护层必须按爆破振动试验确定的爆破参数严格控制下直墙外侧垂直钻爆的单响药量，钻孔时采用三次钻杆校杆法和加扶正器法保证下直墙面预裂孔垂直，孔与孔之间平行，孔底偏差小于10cm，保证预裂孔钻孔精度。岩台三角体上直墙面及斜面光爆孔间距20-25cm，钻孔深度及角度测量仪器严格控制。岩石三角体双向光爆采用高精度非电雷管起爆。
（4）岩锚梁施工中，按规范要求采用红外线激光定位技术放样，精确测放轮廓线，钻孔方位角采用地质罗盘控制，水平钻孔用水平尺控制水平度、斜面倾斜孔仰（倾）角及深度用几何法搭设样架控制，开孔前需分段挂线，并在每根钻杆上做好标记，确定每一孔位应钻深度。
2、岩锚梁锚杆施工技术要点
（1）孔位、孔向控制要求较高，孔位放样采用高精度全站仪配激光准直仪投点，精确放样；造孔前分段设立孔向、孔位标示样架，并选用凿岩钻车操作技能水平较高的人员进行作业，锚杆孔上、下偏差不大于±30mm，左右偏差不大于±100mm，孔深偏差不大于50m，角度偏差不大于+2°。岩锚梁锚杆安装之前对下一层开挖边线、中槽开挖边线进行预裂爆破，中槽提前松动爆破，以减小下层开挖对岩锚梁锚杆和混凝土梁体的扰动； 下层开挖前进行爆破振动试验，取得爆破震动速度经验公式参数（a、K值）以指导开挖。
（2）由经验丰富的钻工施钻，技术员跟班指导，采用地质罗盘进行钻孔位及角度控制，岩锚梁等重要部位组织质量QC小组，对每道工序进行质量跟踪和信息反馈。砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆，且禁止在附近进行爆破作业；锚杆采用通长定制钢筋，不得采用焊接接长，受拉（压）锚杆为高强锚杆，梁体内的任何钢筋均不得与锚杆点焊连接。
三、其它各层开挖支护
除厂房一层及岩锚梁所处层开挖支护较复杂外，其它各层施工相对简单。其中机窝以上各层，一般采用中部拉槽先行，再进行两侧扩挖，边墙支护及时跟进法施工。中槽一般采用潜孔钻造竖直孔，台阶法梯段爆破。两侧扩挖一般采用手风钻造孔，可为水平造孔或垂直造孔。考虑到边墙未支护区的临时稳定，并结合支护设备的性能，每一大层再分两小层开挖。装渣设备尽量选用大型反铲（斗容1.5m3以上）或正铲。出渣设备选用20T以上自卸车。钻孔设备尽量选用液压潜孔钻，其主要优点是设备行走机动灵活，无需风水电配套设施。另外对于深孔钻孔，它可以自动换杆，工作效率很高。其不足之处是要确保吸尘系统的完好性。否则粉尘污染较大，不利文明施工。机窝及其上部剩余部分，采用从尾水管先开挖导洞进入机窝下部，再从机窝上部打溜渣井与导洞贯通，机窝上部剩余开挖石渣从溜渣井溜至导洞内，从尾水管装运走。然后爆通机窝上部岩体，形成机窝开挖，其开挖方法也采用预留保护层法施工，即中槽先行，修边跟进.建基面采用手风钻水平光爆法施工。石渣装运采用反铲配自卸车。施工过程需注意开挖后形成的厂房高边墙需及时进行支护，施工每层需考虑相应的施工道路，协调好开挖及支护工作面，做到有序衔接，合理安排。
四、预应力锚杆施工
地下厂房锚杆施工采用锚杆台车、多臂凿岩钻车和手风钻钻孔（对穿式预应力锚杆的造孔采用锚索造孔设备），人工配合平台车安插锚杆、注浆机注浆。采用树脂卷的预应力锚杆人工安放树脂、锚杆台车扭转安插。
顶拱边墙预应力锚杆和岩锚梁Φ32的锚杆初拟按先安装锚杆后孔口封闭注浆的程序施工，其它注浆锚杆则按“先注浆后安装锚杆”的程序施工。各工序作业首先要认真遵照设计文件和施工规范要求进行.其工艺流程为：施工工艺流程为：造孔一清洗一安装树脂卷一插送锚杆、搅拌树脂一安装垫板、垫圈、螺母一张拉、锁定一灌浆填塞张拉段。
结语
以上笔者对地下厂房施工开挖技术进行了探讨，由于时间和篇幅有限，还有许多内容没涉及到，比如：厂房内部混凝土施工、预应力锚索施工技术等，在今后的工作中笔者将继续研究。
参考文献
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