洞挖施工作业指导书20

小湾水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（XW/C6-B）施工工法1目录一、总则..........................................................................................................02二、技术要求..................................................................................................04三、现场施工..................................................................................................07四、开挖施工现场验收记录、开挖资料的统计整理分析..........................19五、质量检查和验收......................................................................................20六、施工安全..................................................................................................23小湾水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（XW/C6-B）施工工法2一、总则1.1小湾工程XW/C6－B标为XXXX承建的地下引水发电系统项目，地下开挖施工是其基本的、也是首要的施工工序。为提高施工质量，合理利用设备的工作特性，更好地使开挖施工作业标准化、规范化，最终提高开挖施工作业的施工效益，特编制此作业指导书，对开挖施工工序进行规范，供各工序作业人员操作时执行。1.2本作业指导书适用于凿岩台车、手风钻造孔，出碴采用装载机、自卸汽车方式的开挖施工的本标洞室开挖。1.3初始爆破参数根据相关洞室“施工措施”中爆破设计选取,实际施工中应根据实际地质情况及爆破效果不断进行优化调整，最终形成相对稳定的爆破参数，以利于施工组织及开挖质量控制。1.4本作业指导书适用于凿岩台车、手风钻造孔，出碴采用装载机、自卸汽车方式的开挖施工。1.5本工程所用的爆破器材一般为：2#岩石乳化炸药（φ35mm、φ32mm、φ25mm）、非电雷管（导爆管）、导爆索、竹片、自制炮泥。1.6隧洞及洞室根据断面积或跨度的大小划分为：1)小断面：面积（指设计开挖面积，下同）小于20m2或跨度小于4.5m；2)中断面：面积20m2～50m2（含50m2）或跨度为4.5m～7.5m（含7.5m）；3)大断面：面积50m2～120m2（含120m2）或跨度为7.5m～12m（含12m）；4)特大断面：面积大于120m2或跨度大于12m。1.7本作业指导结合下述文件执行：1)《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》（DL/T5099-1999）；2)《爆破安全规程》（GB6722-86）；3)《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47-94）；4)其他相关国家规范。小湾水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（XW/C6-B）施工工法3二、技术要求2.1施工测量2.1.1隧洞测量一般以采用全站仪为主的测量方式进行，施工测量的精度和极限误差应符合规范SL52和规范DL/T5099的要求。2.1.2根据洞室轴线、桩号、点位、高程和开挖断面进行开挖放样并校正，要求开挖放样误差应不大于5cm；断面测量相对于中线的误差不大于±5cm，断面间距一般为5m，对起伏差较大的部位应适当加测断面。2.1.3开挖单元验收均应附测量断面，测量断面应反映实际开挖情况，并经测量监理签认。2.2开挖2.2.1开挖岩石表面都应撬挖清除松动岩块。对不衬砌或喷混凝土衬砌的地下洞室，在设计开挖线以内的欠挖及锚杆头，均需按监理人的指示进行处理。2.2.2所有地下开挖应严格按照设计文件所标明的设计开挖线进行放线。对于有混凝土衬砌的洞室（有结构要求）不允许有欠挖，伸入设计开挖线以内的欠挖，均应按监理人的指示负责清除；对于无混凝土衬砌的洞室（无结构要求）原则上不允许有欠挖，欠挖侵入建筑限界的必须按监理人的指示进行处理。允许平均径向超挖值，平洞不大于15cm，斜井不大于20cm。有结构要求的洞室水平建基面开挖高程偏差：超挖≤20cm，无欠挖。无结构要求的洞室水平建基面开挖高程偏差：超挖≤20cm，欠挖≤10cm。洞口处洞脸边坡轮廓面的开挖偏差在一次钻孔条件下，不应大于其开挖高度的±2%，且对设计线超挖值不大于20cm。2.2.3地下厂房、主变室、尾水检修闸门室、尾水调压室、尾水管洞的开挖均采用由上而下分层开挖的方法，下一层的开挖须在上一层已支护好并达到设计要求的强度后，才允许进行。2.2.4主要施工关系：1)三大洞室的施工关系：主厂房先行施工，主变室滞后跟进，1#、2#尾水调压室同步滞后开挖。2)压力管道、母线洞及尾水支洞间隔分组开挖。3)主厂房等建筑物混凝土浇筑时，周边相邻建筑物30m范围内开挖应结束。4)当两个或多个洞室平行时，应错开施工并将先开挖洞室的开挖掌子面超前相邻小湾水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（XW/C6-B）施工工法4洞室约50m。5)两个洞室平面虚交时，应先开挖上层洞室，作好支护后再开挖下层洞室。2.2.5开挖面在支护前用高压风或水冲洗，冲洗紧跟开挖作业且冲洗面离工作面距离应大于10m。2.3钻孔爆破2.3.1钻孔的测定和开孔质量应符合下列要求：1)孔位应依据测量定出的中线、腰线及开挖轮廓线确定；2)应在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线的调整范围和掏槽孔的孔位偏差不应大于5cm，其他炮孔孔位的偏差不得大于10cm；3)炮孔的孔径、孔斜、孔深应符合报监理人批准的钻爆设计参数的要求；4)炮孔的孔底应落在爆破图规定的平面上；5)炮孔经检查合格后方可装药爆破；最后一组爆破孔的深度必须加以仔细检查，凡超过设计规定的平面的爆破孔都应在装药前用砂子或岩粉加以回填至设计要求。2.3.2光面爆破和预裂爆破效果应达到以下要求：1)残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布；2)炮孔痕迹保存率：完整岩石在85%以上，较完整和完整性差的岩石不少于50%，较破碎和破碎岩石不小于20%；同时残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面均匀分布，相邻两茬炮的孔痕应基本在同一条直线上。3)相邻两孔间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆震裂隙；4)相邻两茬炮之间的台阶或预裂爆破孔的最大外斜值，不应大于15cm；5)预裂爆破后的岩体必须形成贯穿连续性的裂缝。2.4地下厂房岩锚悬臂梁开挖特殊技术要求2.4.1光面爆破及预裂爆破要求1)残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布，炮孔残留率在Ⅱ、Ⅲ类围岩中不少于90％，在Ⅳ类围岩中不少于70～80％。2)相邻两孔间的岩面平整，孔壁无明显的爆震裂隙，相邻两炮孔间岩面的不平整度不应大于15cm；相邻两茬炮之间的台阶或预裂/光面爆破孔的最大外斜值不应大于15cm。小湾水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（XW/C6-B）施工工法53)预裂爆破的预裂缝应连续贯通。2.4.2开挖斜面角度偏差斜面进行修整后应尽量达到设计角度29°28′33″；局部角度偏差控制在±2°以内。2.4.3超欠挖在岩锚悬臂梁开挖过程中，应严格控制超挖，一般情况下，最大超挖值应控制在15cm以内；不良地质段的超挖应在设计文件允许的范围内。在高程1009.2m～1013.3m的岩锚悬臂吊车梁部位不允许出现欠挖现象；在高程1009.2m以下吊车梁区域应严格控制超挖，以不大于10cm为宜，原则上不允许有欠挖。2.4.4超挖处理1)当岩锚悬臂吊车梁及其附近区域超挖值小于10cm，且壁角大于或等于2)29°28′33″，可不进行特别处理，超挖部分用同标号素混凝土回填，与吊车梁混凝土一起浇筑。3)当高程1009.2m以上超挖值大于10cm小于15cm，壁角大于或等于4)29°28′33″，且高程1009.2m以下超挖值小于10cm时，超挖部位须用同标号钢筋混凝土回填，并与吊车梁混凝土一起浇筑，附加钢筋须与梁内钢筋焊接。5)在任何情况下，吊车梁部位超挖值不应大于15cm，经修整后的岩壁壁角应满足29°28′33″±2°，否则须根据实际开挖情况，采取由监理人会同设计人确定的加固措施进行处理。小湾水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（XW/C6-B）施工工法6三、开挖施工3.1开挖施工工艺流程Ⅰ～Ⅲ类围岩开挖工艺流程见如下框图：不良地质段围岩开挖工艺流程见如下框图：超前锚杆或小导管注浆支护洞室爆破随机锚杆支护喷砼3～5cm（按设计标号）地质编录通风散烟、喷水除尘出渣安全监测系统支护下一循环施工准备测量放线钻孔已开挖段系统锚杆作业及喷砼装药爆破通风散烟、喷水除尘安全清撬、危石支护安全监测出渣、清底下一循环小湾水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（XW/C6-B）施工工法73.2开挖施工主要作业对洞口段10m范围，采用短进尺、多循环、弱爆破，一般进尺为0.8～1.0m。进洞10m以后，根据各断面形式，采用不同的开挖方法。3.2.1施工准备：1)技术方面：开挖之前，施工单位必须收集和研究技术部下发的所有相关的技术资料—设计图纸、各类通知单及施工规范等。明确施工的具体部位和设计要求。2)洞内风、水、电以及施工人员、机具准备就位。3)掏槽方式的选择掏槽眼爆破是隧道、洞室爆破的关键技术，其排列方式有很多种，归纳起来可分成斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽。掏槽眼比其它炮眼加深15～20cm，药量增加15%～20%。a、斜眼掏槽：分为单向掏槽、锥形掏槽和楔形掏槽。其优点是掏槽眼数量少，掏槽面积大，易将槽中爆岩抛出；缺点是循环进尺受进巷断面限制，当开挖进尺改变时，需改变设计图式。单向掏槽：根据岩石层理和软弱面在隧洞掌子面分布位置，单向掏槽可分为顶部掏槽、底部掏槽、侧向掏槽和扇形掏槽。单向掏槽眼与掌子面的倾斜角一般为50°～70°，硬岩取小值。锥形掏槽：由数个掏槽炮孔呈角锥形布置，各炮孔以相等或近似相等的角度向工作面中心轴线倾斜，孔底趋于集中，但互相并不贯通，爆破后能形成锥形槽。锥形掏槽抛孔倾斜角度（炮孔与开挖掌子面的最小夹角）一般为60°~70°，岩质越硬，倾角越小。孔底距离为0.2m~0.4m，岩质越硬，距离越小。常见的有三角锥、四角锥和五角锥三种（如图3-1所示），平巷掘进多用四角锥形掏槽，竖井掘进多用五角锥形掏槽。小湾水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（XW/C6-B）施工工法8楔形掏槽又称V形掏槽，由数对（一般2~4对）对称的相向倾斜的掏槽炮孔组成（如图3-2所示），爆破后能形成楔形槽。楔形掏槽可以分为水平楔形掏槽和垂直楔形掏槽两种形式。楔形掏槽多用于中硬以上均匀岩石的隧洞掘进，且洞室断面积大于4m2。楔形掏槽孔的倾角一般为55°~80°。岩质越硬，倾角越小。孔底一般为0.1~0.3m，岩质越硬，距离越小。b、直眼掏槽：炮眼垂直于掌子面，要求彼此严格平行，按布眼方式分为龟裂掏槽、桶形掏槽和螺旋掏槽，其优点是炮眼深度不受井巷断面大小限制，可以加大循环进尺，爆堆比较集中，当开挖进尺改变时，不需改变设计图式；缺点是掏槽眼多，要求凿岩精度高，炸药耗量大。直孔掏槽方式的炮眼间距一般为0.2~0.3m，岩质越硬，距离越小。目前国内外隧洞开挖广泛采用直孔掏槽，下图3-3为直孔掏槽孔布置常见的一个例子：水平楔形掏槽垂直楔形掏槽图3-2楔型掏槽炮孔布置三角锥四角锥五角锥图3-1锥型掏槽炮孔布置小湾水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（XW/C6-B）施工工法9龟裂掏槽：龟裂掏槽孔布置在一条直线上，彼此间严格平行，装药孔与空孔间隔布置，起爆后在整个炮孔深度范围内形成条状槽缝，为崩落孔创造自由面。装药炮孔装药长度一般为炮孔深度的90%，过小会产生炮孔内部爆通、孔口部位爆不开，岩渣抛不出来的现象，从而影响槽腔的形成。龟裂掏槽一般由5~9个炮孔组成，