第一章 引言

随着我国水电开发向西南复杂地质区域深入推进，大型水电站地下厂房建设规模不断扩大，岩壁吊车梁作为厂房内承担吊车运行荷载（可达数千吨）的核心承重结构，其施工质量直接关系到整个厂房的安全运行。然而，地下厂房常面临节理发育、高渗水等复杂地质条件，施工中易出现围岩变形导致锚杆偏移、模板线性偏差等问题，影响施工精度；同时，传统力学性能验证多局限于短期检测，缺乏长期稳定性评估，存在安全隐患。当前技术难以适配复杂地质下的全工序精度管控与长效力学验证需求，为此，本文围绕水电站地下厂房岩壁吊车梁施工精度控制与力学性能验证展开研究，旨在为工程质量保障提供支撑。

第二章 水电站地下厂房岩壁吊车梁施工精度的影响因素与控制难点

2.1 施工精度的核心影响因素

水电站地下厂房岩壁吊车梁施工精度受三类核心因素制约。一是地质条件，围岩岩性决定基础稳定性，完整花岗岩围岩对精度干扰小，而节理发育的页岩易因施工振动出现局部塌落，导致锚杆孔位偏移；围岩稳定性差会引发开挖后应力重分布，使岩壁产生3-5mm变形，直接影响梁体定位；高渗水围岩会软化模板与混凝土接触面，导致浇筑后梁体表面平整度偏差超3mm/m。二是施工工艺，锚杆钻孔若未用导向设备，垂直度偏差易超1°，影响锚固效果；模板安装时若未精准校准，线性偏差可达5mm/10m；混凝土振捣不均会导致梁体局部密实度不足，间接引发高程偏差。三是环境因素，地下厂房温度波动（±5℃）会使模板热胀冷缩，施工振动（如相邻洞室开挖）会干扰模板定位，进一步加剧精度偏差^[1]。

2.2 施工过程中的精度控制难点

岩壁吊车梁施工精度控制存在四大核心难点。其一，围岩变形不可控，开挖后围岩应力重分布会持续1-2周，期间岩壁缓慢变形，即使初始锚杆孔位精准，后期也可能偏移超5mm，打破精度控制基准。其二，梁体结构特殊，其断面宽仅80-120cm、跨度却达20-30m，模板支撑体系易因跨度大产生挠度，导致线性偏差超3mm/10m，且模板拆装过程中易碰撞岩壁，引发二次偏差。其三，地下渗水干扰，高渗水围岩会使混凝土浇筑时出现局部泌水，导致梁体表面起砂、平整度超标，同时渗水会锈蚀模板连接件，影响模板定位精度。其四，多工序交叉干扰，锚杆施工、模板安装、混凝土浇筑同步进行时，各工序设备运行振动相互影响，如锚杆钻机振动会导致已安装模板偏移2-3mm，增加精度管控难度。

2.3 地质条件与施工精度的耦合影响

复杂地质条件与施工精度存在显著耦合作用，放大精度控制难度。一方面，节理发育围岩与施工精度形成“恶性循环”：节理密集区围岩完整性差，施工中易发生小块塌落，迫使施工人员调整锚杆位置，导致原精度方案失效；而锚杆位置调整后，梁体受力重心偏移，又会加剧围岩局部应力集中，引发新的岩壁变形，形成“围岩塌落→精度调整→应力集中→再变形”的循环。另一方面，高渗水围岩与施工精度形成“连锁反应”：渗水会降低混凝土早期强度，使梁体在养护期间出现2-4mm收缩变形，导致高程偏差；同时，渗水会软化锚杆锚固段岩体，降低锚固力，使梁体在荷载作用下产生微小位移，虽短期精度达标，但长期易出现精度失稳；此外，围岩长期蠕变会使已浇筑梁体随岩壁缓慢移动，导致跨度方向偏差逐步累积，威胁吊车运行安全。

第三章 水电站地下厂房岩壁吊车梁施工精度控制技术与力学性能验证方法

3.1 基于地质适配的施工精度预控技术

针对不同地质条件制定差异化精度预控方案。稳定围岩区域，采用“全站仪三维定位+锚杆孔导向器”组合技术，导向器误差≤1mm，确保锚杆钻孔偏差控制在3mm以内；钻孔后用孔径仪检测孔深（允许偏差±20mm），避免因孔深不足影响锚固效果。节理发育围岩先实施小导管注浆超前支护，注浆压力控制在0.5-1.0MPa，加固岩体完整性后，采用“分段钻孔+实时校核”模式，每钻5根锚杆用全站仪复核孔位，发现偏差超3mm立即调整。高渗水围岩先布设直径50mm的排水孔，间距2m，降低地下水位至浇筑面以下1m，再采用带止水条的防水模板，模板接缝处止水条压缩率≥30%，防止渗水影响混凝土平整度，从源头规避地质因素对精度的干扰^[2]。

3.2 全工序施工精度动态调控技术

构建覆盖全工序的“测量-调整-监测”动态调控体系。锚杆施工阶段，用激光投线仪校准钻孔方向，确保钻孔垂直度偏差≤1°；安装锚杆时，用扭矩扳手控制拧紧力矩（按设计值的1.1倍执行），避免锚固力不足。模板安装阶段，先通过BIM模型预拼装，消除设计偏差；现场安装时用百分表实时监测模板高程（允许偏差±2mm）、线性度（允许偏差3mm/10m），每5m设置1个监测点，发现偏差立即用千斤顶微调。混凝土浇筑阶段，采用直径50mm振捣棒分层振捣，每层厚度30cm，振捣时间20-30s，避免过振或漏振；同时用水平仪每15min监测1次梁体高程，若出现超2mm偏差，调整浇筑速度或振捣位置，确保全工序精度可控。

3.3 岩壁吊车梁力学性能多维度验证方法

建立“施工-养护-运行”全周期多维度力学性能验证体系。施工阶段，每20根锚杆随机抽取1根做拉拔试验，锚固力需达设计值的110%以上；混凝土浇筑时每100m³制作3组试块，标准养护28d后检测抗压强度，需≥C30^[3]。养护完成后，用超声波检测仪扫描梁体内部，不允许存在面积超0.1m²的空洞或裂缝；通过分级加载试验模拟吊车荷载（最大加载至设计值的1.2倍），用应力传感器监测梁体应力分布，确保最大应力不超过混凝土设计强度的80%。长期运行阶段，在梁体跨中及支座处布设位移监测点，每月监测1次挠度，允许挠度≤L/5000（L为梁体跨度），全面验证结构承载能力与稳定性。

第四章 结语

本研究围绕水电站地下厂房岩壁吊车梁施工精度控制与力学性能验证展开，核心成果包括三方面：解析了地质、施工、环境对精度的影响及地质与精度的耦合机理，明确控制难点；构建地质适配的精度预控与全工序动态调控技术，将关键精度指标控制在设计范围内；建立多维度力学性能验证体系，覆盖施工至运行全周期。研究存在局限，如未充分适配高地应力、超大跨度工况，长期监测数据积累不足。未来可深化AI精度预测模型与智能监测技术应用，探索新型材料力学性能验证方法，为复杂地质下岩壁吊车梁质量管控提供更完善支撑。

参考文献

[1]方丹,万祥兵,陈建林,补约依呷.锦屏二级水电站地下厂房岩壁吊车梁设计与施工[J].水利水电技术,2013,44(12):68-71.

[2]李文成.黄金坪水电站地下厂房岩壁梁开挖施工技术实践与研究[J].水利建设与管理,2013,33(2):36-40.

[3]陈刚,吴立,左清军,梁禹.复杂条件下地下厂房岩壁吊车梁爆破开挖施工技术[J].爆破,2011,28(4):43-46.