地下洞室开挖施工技术要求

**电站工程地下洞室开挖施工技术要求11、适用范围本施工技术要求适用于**电站引水隧洞、调压井、压力管道斜井及上、下平段及调压井永久交通洞等地下洞室的开挖施工。2、引用标准（1）《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》DL/T5099-1999；（2）《水工隧洞设计规范》SL279-2002；（3）《爆破安全规程》GB6722-86；（4）《锚杆喷射砼支护技术规范》GB50086-2001；（5）《水电水利工程锚喷支护施工规范》DL/T5181-2003；（6）《水利水电工程施工测量规范》SL52-93；（7）《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（一）》（试行）SDJ249-88。3、主要技术要求3.1各地下洞室的断面参数2表3.1各地下洞室的断面参数3.2贯通测量的容允误差1、施工单位应负责地下洞室贯通测量的技术设计和贯通测量。2、贯通测量容允误差应满足表3-2的规定。表3-2贯通测量容允误差极限误差值相向开挖长度（km）≤44～8极限贯通误差（mm）横向±100±150纵向±200±300竖向±50±75注：（1）相向开挖长度包括支洞长度在内；（2）如果通过曲线隧洞贯通时，纵向误差应提高到横向误差要求执行。（3）计算贯通误差时，可取表3-1中极限误差的一半作为面上的容许中误差，应按《DL/T5099-1999表5.0.2-2贯通中误差分配值的原则进行分配。（4）对于上下两端相向开挖的竖井，其极限贯项目洞室成洞断面尺寸（m）长（高）（m）衬砌型式参数引水隧洞城门洞型宽×高（4.6×6.9）7073.03Ⅲ类：边顶拱喷锚支护，底板衬砼厚25cm厚0.10m，锚杆Φ25，4.0m、2m间隔，一般排距2mⅣ、Ⅴ类：砼衬砌Ⅳ类：衬厚0.4m，Ⅴ类：衬厚0.5m调压井Φ=967.509砼衬砌衬厚1.2m压力管道（主管段）上平段Φ=3.846.39砼衬砌砼衬厚0.6m及钢板衬砌斜段97.26下平段80.73交通隧洞宽×高（4.5×5.3）145砼衬砌衬厚0.5m3通误差不应大于±200mm。3.3洞室开挖不应欠挖，应尽量减少超挖。平均径向超挖值，平洞不大于20cm，斜井、竖井不大于25cm。因地质原因产生的额外超挖值，由监理工程师会同设计单位根据地质条件与施工单位商定。3.4不同断面或衬砌型式之间应设置过渡段，有压隧洞过渡段的园锥角宜采用6°～15°，过渡段长度不应小于1.5倍洞径（或洞宽），并应满足设计要求。隧洞开挖过程中应尽量满足上述要求，减少衬砌工作量。3.5隧洞（含施工支洞）进出口位置较低时，应按相应防洪标准（5年或10年重现期全年洪水）设置挡水建筑物，其型式应根据地形条件、工程规模等因素选择。4开挖4.1洞口开挖1、洞口削坡开挖应自上而下进行。严禁上、下垂直作业。做好危石清理、坡面加固、马道开挖及排水。2、洞口应设置防护棚等安全设施。在不稳定和极不稳定的Ⅳ、Ⅴ类围岩中，开挖前可先将附近一定范围的山体加固或浇筑明拱，然后再开挖洞口。洞口施工宜在雨季之前完成。4.2平洞开挖1、开挖与衬砌作业顺序宜采用顺序作业方法。在Ⅳ、Ⅴ类围岩中，也可考虑采用开挖与衬砌交叉或平行作业。2、由于洞径较小，宜优先采用全断面开挖方法，对不良地质段，为安全计，4可采用分部开挖方法并及时做好支护工作。3、城门洞形断面隧洞可一次开挖成型，底部垫废渣进行保护。4.3竖井开挖1、调压室为水室式，整体均埋在地下；井身施工前，沿井身开挖线周边进行固结灌浆，灌浆深度至弱风化线。井身上部开挖到一定深度后，根据围岩稳定条件加固或永久建筑物要求，预先衬砌，以保证下挖时，上部围岩稳定。2、由于竖井断面较大，应采用先挖导井再从上至下扩大的开挖方法。导井断面直径至少为2.4m。导井开挖方法，可用正井法、反井法、正反井相结合法、深孔爆破法、爬罐法、反井钻机法。可根据围岩特性、断面尺寸、深度、工期要求、施工设备等因素选择。应采取有效措施，防止石渣堵塞导井和人员坠落事故。3、竖井通过不良地质地段，或因施工需要，可采用在导井开挖后，根据地质条件分段开挖，上部扩挖一段先行衬砌，待围岩稳定后，再自上而下爆破开挖的施工程序。4、竖井扩挖可以采用全断面扩挖或分台阶扩挖等方式，由于围岩均为Ⅳ、Ⅴ类，为防止井壁围岩沿层间错动带及泥化夹层滑动，保证围岩稳定，宜采用台阶法施工，并采用机械扒渣。井周边到导井口应有适当坡度，便于扒渣。5、Ⅳ、Ⅴ类围岩地段，应及时支护，可边开挖边衬砌或预灌浆加固岩体，井壁有不利节理裂隙组合时，应加强支护。6、平洞与竖井，或平洞与支洞连接处，应将连接段加固后再开挖。7、由于井身大，应采用提升设备，以备人员上下，安全进入工作面。采用提升设施时，应设置井深指示器，防止过卷、过速，并应设过电流和失电压等保护装置及制动系统。5竖井内应设置有护栏的人行爬梯，每隔8m设一个体息平台。4.4斜井1、上平段与斜段连接处，应形成施工平台，井台宽度可为3m～5m。应根据围岩条件，做好支护。必要时，在斜井开挖前，可进行顶部砼施工。2、斜井与平段连接处，应将连接段加固后再开挖。3、斜井可采用正井法、反井法或正反井相结合法进行全断面开挖，亦可用爬罐法或反井钻机法。采用先挖导井再从上至下扩大的开挖方法。导井的布置应有利于扩挖出渣。应有扒渣和或溜渣措施。4、斜井通过Ⅳ-Ⅴ类围岩时，应采取有效的围岩加固措施。地下水活动强烈时，宜先治水。5、应设置进入斜井的人行通道。6、其余可参照4.3.7条执行。4.5不良地质地段施工本工程各地下洞室存在的主要工程地质问题为：围岩主要为Ⅳ-Ⅴ类围岩稳定性差、部分洞段为卸荷带、岩体裂隙发育，存在软弱夹层、泥化夹层、剪切错动带、地下水较丰等，请详见有关地质报告。应结合工程情况，拟定各种不良地质地段的施工措施。可参看《DL/T5099-1999》第十章。5钻孔与爆破5.1钻爆设计1、地下洞室开挖宜采用直径小于100mm的钻头造孔。2、设计轮廓面的开挖，应采用光面爆破或预裂爆破技术。63、应根据设计图纸、地质情况、爆破材料性能及钻孔机械设备等情况，进行钻爆设计。其主要内容应包括：掏槽方式、炮眼布置、装药量、炮孔堵塞方法、起爆方式及顺序等，绘制爆破图。施工中应不断总结经验，随时修正爆破设计。4、光面爆破或预裂爆破的主要参数，应通过试验确定，并在施工中，根据爆破效果进行调整，以确定最优参数。5.2钻爆作业1、钻孔质量要求①钻孔孔位应根据测量定出的中线、腰线及孔位轮廓线确定；②周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线调整的范围和掏槽孔的孔位偏差不宜大于5cm，其它炮孔的孔位偏差不得大于10cm；③炮孔的孔底应落在爆破图所规定的平面上；④炮孔方向应一致，钻孔过程中，应经常进行检查，对周边孔和预裂爆破孔应特别控制好钻孔角度；⑤炮孔经检查合格后，方可装药爆破。2、炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联接，应由取得“爆破员”作业证的炮工按爆破图进行。3、引爆方法：洞井爆破宜优先采用塑料导爆管非电毫秒雷管；预裂爆破宜采用导爆索引爆；零星爆破可采用火雷管引爆。4、光面爆破和预裂爆破效果的检验标准：①残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布，炮孔痕迹保存率：完整岩石在80%以上，较完整和完整性较差岩石不小于50%；较破碎和破碎岩石不小于20%；7②相邻两孔间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆震裂隙；③相邻两茬炮之间的台阶或预裂爆破的最大外斜值，应小于20cm。④预裂爆破后，必须形成贯穿连续性的裂缝。5、开挖面与衬砌面平行作业的距离，应根据围岩特性、砼强度的允许质点震动速度以及开挖作业需要的工作空间确定。若因地质原因需要砼衬砌紧跟开挖面时，按砼龄期强度的允许质点震动速度确定最大单段装药量。允许质点震动速度值见表5.1表5.1允许质点震动速度值参考表项目质点允许震动速度（cm/s）砼龄期1～3d1.2龄期3～7d1.2～1.5喷砼5水工隧洞10交通隧洞1586、采用电力引爆方法，装炮时距工作面30m以内应断开电源，可在30m以外，用投光灯照明。7、应进行必要的爆破试验和爆破监测，其内容为：①爆破参数试验；②爆破震动规律测量；③爆破对衬砌砼、喷锚区的影响。应作好爆破试验和爆破监测资料的记录、整理和分析，及时提出试验研究报告，指导地下洞室开挖施工。6出渣运输各地下洞室出渣与运输方式可按监理工程师批准的施工方案实施。6.1无轨运输1、有条件的平洞，宜优先选择装载机或挖掘机配自卸汽车的出渣方式。2、出渣道路行车路面宽度，应按所用设备型号和车型确定。当采用单车道时，需设调车盘或间隔适当距离（150m～300m）设置错车道，其长度应为4～6倍车长。道路最大纵坡应根据运输车辆性能和出渣设备工作条件确定，一般为9%，最大纵坡限长140m，会车视距宜为40m，局部纵坡不宜大于14%。路面应保持平整和有良好的排水设施。3、汽车在洞内的行驶时速不宜超过10km。6.2卷扬机出渣运输1、铺设大于15°的斜坡轨道时，应有防止轨道下滑措施。2、轨道斜坡段与平段应以竖曲线连接，在竖曲线与平直段相接处应设倒坡，9并在适当位置上设置能够控制的挡车装置。3、牵引绳应与斜坡段轨道中心线一致，并设地滑轮承托。4、自上而下掘进时，装渣机械宜采用耙斗式装岩机。斜井倾角小于12°时宜选用带式输送机提升；倾角大于25°的斜井宜采用箕斗提升出渣。5、自上而下掘进时，重力自动溜渣的最小倾角为45°，并应采用钢溜槽、振动溜槽等辅助设施。6、车辆运行速度一般不宜超过2m/s。7、斜井内每隔100m左右宜设一个避车洞。8、运输车应有断绳保险装置，以防溜车。6.3竖井吊罐出渣运输1、井深大于40m时，宜设吊罐导向装置和断绳保险装置。2、吊罐升降的限制速度为：①井深在40m以内无导向设备时，不得超过0.7m/s；②井深在40m～100m沿导向设备升降时，不得超过1～5m/s。3、吊罐载重不得超过设计载重量。4、竖井和斜井运输应有可靠的通讯和信号联系，信号应声光兼备。6.4渣场与环境保护与水土保持1、各洞井工程均应按指定渣场堆渣，不得占用其它工程场地，不得影响附近各种设施的安全。不得侵占主河道，恶化水流条件。若利用溪沟弃渣，应有拦渣、泄洪措施。2、弃渣场保护应按设计要求执行。必需保持渣场自身稳定，必要时需分层碾压，弃渣完成后，应及时进行整修，并修建永久排水设施和其它防护性工程，10保证地表径流不会冲蚀弃渣表面或危及弃渣稳定性。3、应按设计要求，作好渣场环境保护及水土保持。4、渣场宜配备平渣设备，并有专人指挥卸渣。7临时支护与监测7.1临时支护1、需要支护的地段，应根据地质条件、洞室结构、断面尺寸、开挖方法、围岩暴露时间等因素，做出支护设计。2、支护与开挖的间隔时间、施工顺序及相隔距离，应根据地质条件、爆破参数、支护类型等因素确定，一般应在围岩出现有害松弛变形之前支护完毕。稳定性差的围岩，应先支护后开挖或支护紧跟工作面。3、临时支护应尽可能与永久支护相结合，成为永久支护的一部分。4、锚杆喷射砼施工详见《四川**电站工程锚杆喷射砼支护施工技术要求》。7.2监测1、为了掌握围岩动态，指导设计、施工，应进行必要的现场监测。本工程主要对围岩的变形进行监测，以判断围岩是否稳定。2、观测断面应选择有代表性的地质地段，监测断面的数量、监测项目和测点的布置，可根据围岩特性、支护方式等确定。3、监测仪器的安装要及时，紧跟开挖面，距掌子面不宜超过1.0m，安设后应测取初读数。4、监测资料应及时整理分析，绘制变形与时间、进尺关系曲线，及时反应监测成果。5、隧洞周边的实测位移相对值或用回归分析推算的最终位置均应小于表117-1所列数据值。当位移速度无明显下降，而此时实测位移相对值已接近表7-1所规定的数值，同时支护砼表面已出现明显裂缝；或者实测位移速度出现急剧增长时，必需立即采取补救措施，并改变施工程序或设计参数，必要时应立即停止开挖，进行施工处理。表7-1隧洞周边允许相对位移值（%）埋深（m）围岩类别5050～300300Ⅲ0.10～0.300.20～0.500.40～1.20Ⅳ0.15～0.500.40～1.200.80～2.00Ⅴ0.20～0.800.60～1.601.00～3