终乌东德主厂房及安装场层扩挖施工措施.doc

WDD/YDC/[2023]/技-013号

关于呈报右岸地下电站主厂房及安装场Ⅰ层开挖支护施工方案的函

西北征询公司乌东德监理中心：
现将《右岸地下电站主厂房及安装场Ⅰ层开挖支护施工方案》呈报贵部，请审阅，批复为谢！

附件：关于呈报右岸地下电站主厂房及安装场Ⅰ层开挖支护施工方案

二○一三年八月八日
主题词： 主厂房 安装场Ⅰ层 施工方案 的函
中国水电六局乌东德项目部 2023年8月8日印发

右岸地下电站主厂房及安装场I层开挖支护施工方案

核 定：
审 核：
编 写：

中国水利水电第六工程局有限公司
二○一三年八月八日

主厂房及安装场I层开挖支护施工方案
1、概述
电站厂房布置于左右两岸山体中，均靠河床侧布置，各安装6台单机容量为850MW的混流式水轮发电机组，总装机容量10200MW。重要建筑物有进水口、引水隧洞、主厂房及安装场、主变洞、母线洞、电缆廊道、尾水调压室、尾水隧洞、尾水出口、出线竖井及平洞、地面出线场、交通洞、通风排风（烟）系统、集水井排水管道洞及厂外排水系统等。右岸地下厂房位于峡谷岸坡内，外侧端墙距岸边距离约120m，洞室埋深210m～390m。主厂房、主变洞和调压室，厂房区三大洞室平行布置，主厂房洞轴线方向为65°，与岩层走向夹角约20°～30°。主厂房和主变洞通过Pt2l3-1～Pt2l3-5地层，以Ⅱ类、Ⅲ类围岩为主。主厂房的开挖尺寸为333.00m×30.50m（32.50m）×89.80m，主厂房和安装场洞室断面采用圆拱直墙型，顶拱采用三心圆拱。厂房Ⅰ层开挖支护重要工程量为：32张拉锚杆2905根，32砂浆锚杆2903根；钢筋网为25t，规格φ8@20×20cm和φ6.5@20×20cm；喷砼为1800m3，采用C30砼。根据《长乌设枢（右电）通字[2023]第3-03》号设计告知规定，对中导洞开挖揭露的11个块体中的YF1、YF3、YF4进行加强支护，增长32砂浆锚杆47根，增长2023锚索3束，厂房一层工程重要工程量如下表。
地下厂房一层开挖支护重要工程量表 表1
序号
项目
规格
单位
工程量
备注
1
厂房Ⅰ层洞挖

m3
83225

2
喷混凝土
C30
m3
2441

3
张拉锚杆
32
根
2905

4
砂浆锚杆
32
根
2903

5
钢筋网
φ8@20×20cm
T
31

6
预应力锚索
2023KN
束
144
涉及设计告知增长3束
7
砂浆锚杆
32
根
47
YF1、YF3、YF4

2、地质条件
主厂房位于峡谷岸坡内，外侧端墙距岸边距离约120m，上覆岩体厚，埋深210m～390m。主厂房穿越Pt2l3-1～Pt2l3-4地层，重要为中厚层～厚层层灰岩、大理岩、石英岩及巨厚层白云岩，岩层倾向175°～185°，倾角70°～80°，轴线与岩层走向夹角约20°～30°，主厂房区中见一条相对较大断层，即f42，位于主厂房靠山里侧，断层延伸长约600余米。厂房区裂隙总体上不发育，记录显示主厂房优势裂隙有2组，第1组裂隙优势产状为266°∠45°，第2组裂隙优势产状为282°∠22°。围岩重要为微新岩体。总体上岩溶不发育，Pt2l3-3中发育K1、K4、K6、K8、K9等5个规模小的溶洞，顺断层、裂隙及层面发育，其中K6相对较大，呈溶缝状，溶洞长1.5m，宽0.6m，可见高度5m。勘探钻孔（ZK501、ZK502、ZK503）局部揭露到Pt2l3-3地层中的A类角砾岩，其中少数为B类，角砾岩位于主厂房与主变室之间局部岩体中，沿洞室轴向延伸约60m～80m，角砾岩顶高程824.52m，底部高程741.32m，其中B类角砾岩延伸长约20m～30m，顶高程812m左右，底高程788.8m左右。主厂房绝大部分处在地下水位以下。右岸厂房部位最大水平主应力量值集中为5~8MPa，最大值为9.7MPa，平均值为6.5MPa，最大水平主应力方向为NE81°，与洞轴线夹角为16°左右；最小水平主应力量值集中为3~6MPa，最大值为6.5MPa，平均值为4.5MPa。
根据《水力发电工程地质勘察规范》（GB50287）附录J围岩工程地质分类，结合乌东德水电站坝址区地层岩性等特性，主厂房II类围岩占53.4%，围岩基本稳定，局部存在随机块体稳定问题；Ⅲ类围岩约占46.6%，Ⅲ类围岩局部稳定性差，围岩强度局限性局部也许产生塑性变形。主厂房内端墙发育断层f42，也许与优势裂隙构成半定位块体，体积约600m3，在施工过程中，受爆破等因素影响块体稳定性较差。
3、施工布置
3.1施工道路布置
目前厂房中导洞开挖已经完毕，厂房及安装间扩挖施工运用右厂1-1#和右厂1-2#施工支洞进行施工。右厂1-1#施工支洞底板高程为840m，厂房底板高程841.5m进入厂房需修一条长约18m，升坡坡度为12%的斜坡道，作为左侧施工通道；右厂1-2#施工支洞底板高程846m，进入厂房需修一条长约37.5m，降坡坡度为12%的斜坡道作为右侧施工通道。
厂房及副安装场左端施工路线：厂房上层中导洞→右厂1-1#施工支洞→尾调交通洞→低线公路6-2#隧洞→上游临时桥→左岸低线过坝洞→下白滩存料场，运距8.8km。
厂房及主安装场右端施工路线：厂房上层中导洞→右厂1-2#施工支洞→低线公路6-2#隧洞→上游临时桥→左岸低线过坝洞→下白滩存料场，运距9.8km。
目前右厂1-1施工支洞已经开挖至厂房位置，该支洞靠厂房段底板高程840m，作为厂房一层施工通道，需向厂房方向修斜坡道，升坡坡度12%，斜坡道修至厂房一层底板841.5m高程后再进行厂房1层扩挖支护施工。施工便道施工时应对形成的临时边墙进行随机支护，支护参数为 25锚杆，L=3m/4.5m，间排距2m交错布置，并喷C30混凝土15cm ，该斜坡道按照1-1支洞断面尺寸从840m高程修至845m高程，因此施工该斜坡道将在靠下游侧顶拱位置形成三角体，该三角体与厂房相同部位扩挖一同施工。右厂1-2#施工支洞已经开挖完毕，支洞终点底板高程846m，进入厂房需修一条长约37.5m，降坡坡度12%的斜坡道，斜坡道修至厂房841.5m高程。斜坡道采用手风钻开挖，开挖石渣运送至下白滩渣场。施工斜坡道布置具体见附图6。
3.2施工用风布置
地下厂房第I层开挖支护施工用风设备重要为手风钻、湿喷机，采用固定空压站供风，重要供风系统为3#和6#空压站，3#空压站布置在2-1#施工支洞扩挖段（原风水电布置方案中的2#旁洞），空压站总容量为320m3/min；布置8台40m3/min电动空压机。空压站引Φ200主供风管，沿通风平洞布设。在通风平洞与右厂1-1#施工支洞交接处分别从Φ200主供风管引2根Φ100钢管沿右厂1-1#施工支洞至主厂房，供右厂1-1#施工支洞施工用风；6#空压站布置在右厂1-2#施工支洞的5#旁洞内，总容量为300m3/min，设7台40m3/min和1台28m3/min电动空压机，从Φ200供风主管上接引Φ100供风管向主厂房供风，供主厂房I～III层施工用风。厂房供风管线按照厂房开挖施工程序进行布设、移动。
3.3施工用电布置
厂房供电设施根据一层开挖程序划分两条供电线路；
1）一条为3#变电所，布置在右厂1-1#施工支洞的旁洞内，供主厂房I～III层、施工用电。
2）一条为6#变电所，布置在右厂1-2#施工支洞的旁洞内，供主厂房上部施工用电。
3.4 施工用水布置
施工用水按照一层施工工作面划分，采用两条供水线路：
1）从6-2#隧洞出口处的W2#（DN200）供水管，向低线路6-2隧洞内引W2-1#（DN150）主供水管，通右厂1-1#施工支洞引DN100供水管路，供主厂房施工用水。
2）从6-2#隧洞出口处的W2#（DN200）供水管，通过低线路6-2隧洞、右厂1-2#施工支洞引W2-3#（DN150）主供水管至厂房通过引DN100供水支管向厂房供水；同时在右厂1-2#施工支洞与6-2#隧洞交接处设立一个容量为10m3的2#水池，W4#供水主管通过2#水池，然后用管道泵引DN100供水支管向厂房供水。
3.5 施工排水布置
根据引水发电系统排水总布置方案，为保证厂房内施工环境干净整洁，需将施工废水排出洞外。一方面在工作面附近设临时积水坑，然后采用水泵统一排出洞外沉淀池内。
3.6 施工通风布置
厂房中导洞贯通后，迅速与2#通风斜井贯通，此时厂房施工沿两侧的右厂1-1#施工支洞、右厂1-2#施工支洞相向掘进，在2-1#施工支洞洞口（临江侧通风平洞）布置一台轴流风机，接Φ1.2m风筒正压式通风，风筒随厂房开挖向前敷设，距开挖工作面30m左右。
3.7 临建场地布置
根据现场实际情况，喷混凝土拌和站运用前期十四局已形成的喷混凝土拌和站，后期我单位喷混凝土拌和站形成后从我单位自有的喷混凝土拌和站供料；现场值班室布置在导流洞出口指挥中心及施工现场；机械设备停放场、修理车间、物资设备库房、综合仓库、材料堆放场、钢筋加工厂、模板加工厂等施工附属设施布置在右岸。厂房施工道路、风水电布置见附图1～2。
4、施工程序
目前厂房及安装场中导洞已经开挖完毕，中导洞高度10m，假如按照中导洞高度进行厂房及安装场扩挖，扩挖后由于拱座空间较小，该位置有三排9m系统锚杆将无法施工，为保证厂房两侧拱座3排系统锚杆具有施工条件，一层扩挖前需在中导洞底板位置下降3.5m（II1层），即厂房第一层开挖高度设定为13.5m，两侧扩挖高度为12.58m，厂房拱座锚杆布置图见附图4。
根据厂房施工通道布置情况，主厂房及安装场I层扩挖提成拉槽区和扩挖区，拉槽区先行，扩挖区开挖支护跟进。拉槽区从左右端墙位置向中间方向进行，扩挖区从厂房两端选择开口工作面，从开口面进行上下游边墙、左右端墙四个方向的扩挖施工。由于通风竖井位与厂房副安装场上游端墙处，因此为便于进行通风竖井导井施工，厂房扩挖时优先考虑进行副安装场上游侧通风竖井位置扩挖施工。具体施工程序见附图5。

5、主厂房及安装场I层开挖施工
5.1开挖分区
主厂房及安装场的开挖根据施工通道、地质条件及开挖施工机械设备的性能进行分区，根据目前中导洞开挖情况分析，将厂房一层扩挖分别从厂房左右两端方向，分为拉槽区和扩挖区，拉槽区分别从左右端墙位置开始进行施工，拉槽深度3.5m，扩挖区分左右两端四个工作面，扩挖面开口位置分别是，厂房左端上游Yc=1+328m（优先考虑竖井位置下方扩挖施工）、下游Yc=1+230m，厂房右端上游Yc=1+100m、下游Yc=1+080m；第Ⅰ层开挖高度13.5m（▽855～▽841.5），开挖量约为83225m3，厂房一层扩挖断面见附图3。
5.2施工方法
主厂房及安装场第I层扩挖采用水平掘进施工，先进行中导洞拉槽施工，再进行扩挖施工（滞后中导洞拉槽50m），中导洞拉槽采用YT-28手风钻钻设垂直孔进行浅孔梯段爆破，扩挖采用光面爆破的方法开挖。开挖石渣采用CAT966F装载机和PC300液反铲装20t自卸汽车出渣。
5.2.1中导洞拉槽施工
（1）施工方法
中导洞拉槽开挖从右厂1-1#和右厂1-2#施工支洞一侧进入，运用已形成斜坡道从左右两侧向中间采用CM351钻进行梯段爆破，梯段高度3.5m，出渣采用1.6m3反铲和3.5m3侧卸装载机装20t自卸汽车，下白滩存料场。
（2）爆破设计
中导洞拉槽采用CM351钻机钻孔，梯段爆破开挖，沿厂房轴线方向分段进行爆破，每段爆破长度为10m，宽度为12m，高度3.5m，以斜坡槽作为临空面，由右厂1-1#和右厂1-2#施工支洞向厂房中部方向开挖，中导洞拉槽梯段爆破设计参数见下表，爆破设计见附图8。
梯段爆破参数表 表2
序号
参数
单位
数量
1
孔径
mm
90
2
梯段高度
m
3.5
3
孔深
m
3.7
4
钻孔方式

垂直孔
5
孔距
m
2.5
6
排距
m
2.0
7
药卷直径
mm
70
8
装药结构

不耦合连续装药
9
单孔药量
kg
10.1
10
单位耗药量
kg/m3
0.42

5.2.2 主厂房扩挖面开口部位（刻槽）施工方法
（1）施工方法
扩挖工作面开口位置选定后，为保证开挖质量，开口位置开挖分为先锋槽开挖和预留保护层斜切开挖两部分，拟先对每个工作面进行垂直厂房纵轴线掏槽开挖，运用钻爆台车，人工手持手风钻进行开挖，先锋槽深度规定保证设计开挖线以内预留保护层，先锋槽宽度15m，分两序交替进行开挖，高度根据槽深进行调整，先锋槽形成后，进行保护层斜切开挖，钻斜向炮孔，由垂直向纵向斜切，逐渐调整炮孔角度，斜切角度根据斜切进尺随时调整，直至边墙和顶拱方向斜切至设计开挖线，将开挖面修整至标准扩挖面后进行厂房一层扩挖施工。
（2）爆破设计
厂房开口位置开挖采用手风钻钻孔，孔径50mm，选用乳化炸药、非电毫秒雷管联网、微差爆破。具体爆破参数见下表，具体爆破设计见附图9。

厂房开口位置开挖爆破设计参数表 表3
钻孔
名称
钻孔参数
装药参数
孔径(mm)
孔深
(cm)
孔距
(cm)
直径
（cm）
单孔药量
(kg)
崩落孔
50
300
100
32
2.2
周边孔
50
300
50
25
0.48
掏槽孔
50
120～350
30
32
0.5～2.7
最大一段单响药量为52.8kg
5.2.3 厂房及安装场第一层扩挖施工
（1）施工方法
地下厂房第Ⅰ层开挖尺寸为333×32.5×13.5m（涉及主安装厂、机组段和副安装厂，不涉及中导洞），总开挖工程量约83225m3。厂房第Ⅰ层重要经右厂1-1#和右厂1-2#施工支洞进入厂房工作面，在风水电系统等临建系统形成、具有施工条件后立即进行两侧扩挖施工。
先进行中导洞系统支护（挂网及喷砼），再进行两侧扩挖（滞后中导洞系统支护50m）。根据施工通道布置特点，厂房及安装场一层开挖从厂房左右两端方向进行，厂房左端墙区域扩挖：在中导洞拉槽施工桩号超过扩挖开口位置30m后进行左端扩挖施工，然后规定上游工作面扩挖与下游工作面错开30m左右跟进向两侧开挖。厂房右端墙区域：在右端中导洞拉槽施工桩号超过右端扩挖开口位置30m后进行右端扩挖施工，然后规定上游工作面扩挖与下游工作面错开30m左右跟进向两侧开挖。左右两端扩挖区域同时进行，左端区域扩挖下游领先上游，右端扩挖区域上游领先下游。
厂房第Ⅰ层顶拱两侧扩挖采用手风钻进行钻孔，设计开挖边线采用光面爆破，爆破后采用1.6m3液压反铲进行安全解决，石渣采用1.6m3液压反铲及3m3装载机装20t自卸汽车运至下白滩渣场。后附厂房第一层开挖施工示意图附图5。
（2）钻爆设计
地下厂房Ⅰ层开挖施工钻爆参数根据本工程的地质条件和工程特点，结合以往类似工程的施工经验进行选定。采用手风钻钻孔，孔径50mm，选用乳化炸药、非电毫秒雷管联网、微差爆破。两侧扩挖时运用中间的临空面进行微差爆破。在Ⅱ、Ⅲ类围岩区钻孔深度为3.0m。以Ⅱ类围为例，厂房Ⅰ层开挖爆破设计初选爆破设计参数见表3，重要技术指标见表4。
厂房Ⅰ层两侧扩挖施工爆破设计参数表 表3
钻孔
名称
钻孔参数
装药参数
孔径(mm)
孔深
(cm)
孔距
(cm)
孔数
(个)
药径
(mm)
单孔药量
(kg)
总药量(kg)
崩落孔
50
300
100
88
32
2.2
193.78
周边孔
50
300
50
33
25
0.48
15.79
底板孔
50
300
50
17
25
0.48
8.22
厂房Ⅰ层开挖爆破设计重要技术指标 表4
部位
开挖断面(m2)
钻孔总数(个)
炮孔密度
(个/m2)
爆破效率
预期进尺(m/排炮)
爆破方量(m3)
总装药量(kg)
炸药单耗(kg/m3)
扩挖区
99.39
138
1.4
90%
2.7
268
217.79
0.81
注：地下厂房Ⅰ层开挖炮孔布置见附图7《厂房Ⅰ层开挖炮孔布置图》。
5.2.4主厂房一层端墙位置扩挖施工方法
（1）施工方法
为保证左右端墙开挖成形质量，在进行端墙处扩挖施工时，应采用控制爆破施工，对扩挖岩体从中导洞一侧和扩挖工作面一侧进行双向钻爆施工，采用光面爆破施工，规定钻孔深度沿设计开挖线控制，规定测量紧密配合钻孔施工，对超欠挖情况进行检查，然后逐孔计算其孔深，施工技术人员现场掌握与保证孔深的准确性。
（2）钻爆设计
采用手风钻钻孔，孔径50mm，选用乳化炸药、非电毫秒雷管联网、微差爆破。端墙开挖剩余3m扩挖段时采用双向钻孔光面爆破，钻孔深度为3.0m，爆破设计初选爆破设计参数见表6，具体爆破设计见附图10。
厂房端墙爆破设计参数表 表6
钻孔
名称
钻孔参数
装药参数
孔径(mm)
孔深
(cm)
孔距
(cm)
孔数
(个)
药径
(mm)
单孔药量
(kg)
总药量(kg)
崩落孔
50
55~400
100
78
32
2.2
171.4
周边孔
50
55~400
50
64
25
0.26~0.88
41.19
底板孔
50
55~400
50
21
25
0.26~0.88
13.86
最大一段单响装药量为26.4kg

5.2.5主厂房不良地质施工方法
根据右岸地下电站主厂房中导洞开挖揭露的实际地质情况，中导洞顶拱揭露11个块体，分别为YF1~ YF11、其中YF1、YF3、YF4三种块体最为不利，因此在进行上述不利块体部位扩挖施工前，规定对中导洞内不利块体加强支护，支护参照《长乌设枢（右电）通字[2023]第3-03》好设计告知内容执行，具体支护参数为：将YF1、YF3、YF4三大块体中原设计32锚杆、L=6m调整为32锚杆、L=9m；在YF3、YF4区域内增长32锚杆、L=9m普通砂浆锚杆；在YF1块体区域内增长2023KN锚索3束；局部缓倾角裂隙相对较发育区、断层、裂隙、溶蚀区域及其周边2m范围内的系统锚杆需尽早实行，并结合现场实际情况增长随机锚杆，发生工程量由监理工程师据实核计。为保证块体稳定性，规定加固区域锚杆数量不得小于下表7中的规定值。
主厂房块体锚杆数量值 表7（单位：根）
块体编号
YF2
YF3
YF4
YF5
YF6
YF7
YF8
YF9
YF10
YF11
锚杆数量
3
16
35
4
5
8
9
2
1
2

针对本工程岩石情况，对于厂房顶拱部位的不稳定块体、结构面及影响带严格遵循“短进尺、少扰动、强支护、及时封闭、勤观测”的原则。断层两侧影响带顶拱采用超前锚杆支护，开挖循环进尺1.5m，每排炮开挖后及时按设计进行锚杆及喷钢纤维砼支护，断层破碎带顶拱视岩石破碎情况采用超前锚杆或小导管预注浆超前支护，开挖循环进尺1.0m，开挖后及时进行系统锚杆及喷砼支护。对断层、结构面及节理裂隙互相交切形成的稳定性差的楔形体，在开挖后及时进行随机锚杆和系统锚喷支护。
5.3施工进度安排及强度分析
5.3.1开挖施工进度安排
厂房系统开挖施工以主厂房和安装场的开挖为关键线路，其余项目均围绕厂房的开挖展开，且有些非关键线路上的项目作为调节项目施工。根据施工技术方案及招标文献工期规定，主厂房及安装场I层施工进度安排如下。

主厂房及安装场I层开挖施工进度安排表 表8
部 位
开挖施工
净施工时间
(天）
计划进度时间（天）
施工进度计划时间
循环时间（h）
循环次数(次）
开挖
时间（h）
开工时间
(年.月.日）
竣工时间
（年.月.日）
第
Ⅰ
层
中导洞支护
/
/
/
/
20
2023.7.25
2023.8.14
中部拉槽
10.5
67
833
41
45
2023.8.15
2023.9.30
两侧扩挖
16
123
1476
60
80
2023.8.25
2023.11.15
备

注
① 表中开挖循环次数为单工作面次数，计划进度时间为各工作面同时施工所需时间。
② 实际施工中，各层支护滞后开挖一段时间开始，与开挖可平行作业。
③考虑左右端墙区域同时施工系数1.5
5.3.2施工强度分析
（1） 作业循环时间
①中导洞拉槽区
拉槽区采用CM351钻钻设垂直孔进行浅孔梯段爆破，梯段高度3.5m，出渣采用1.6m3反铲和3.5m3侧卸装载机装20t自卸汽车。其作业循环时间估算见表9。
厂房中导洞拉槽作业循环时间表 表9
部位

工序
拉槽
备 注
Ⅱ～Ⅲ类围岩
（h）
测量放线
0.5
① 断面特性：
断面：42m2
孔数：32个
扩挖出渣：420m3
②该表中表达单作业面循环
③月工作时间按25d计算，日工作时间按20h计算。
超前支护
0
钻 孔
3
装药连线
0.5
人员设备退场
0.5
爆破通风散烟
1.0
安全解决
0.5
围岩支护
滞后
出 渣
4
清 底
0.5
循环时间
10.5
循环进尺
10m
月进尺
476m

②主厂房及安装场扩挖区
厂房第Ⅰ层采用手风钻钻孔、1.6m3反铲和3.5m3侧卸装载机配20t自卸汽车出渣的方式进行开挖，其作业循环时间估算见表10。
厂房顶拱Ⅰ层作业循环时间表 表10
部位

工序
扩挖
备 注
Ⅱ～Ⅲ类围岩
（h）
不良地质段
（h）
测量放线
1.0
1.0

① 断面特性：
断面：212m2
孔数：280个
扩挖出渣：572m3
② Ⅱ～Ⅲ类围岩洞段系统锚杆及喷砼支护不占作业循环时间。
③ 不良地质段超前支护结束后的待凝时间可进行掌子面钻孔和装药，开挖循环时间中不计钻孔、装药时间。
④该表中表达单作业面循环
⑤月工作时间按25d计算，日工作时间按20h计算。
超前支护
0
3.0
钻 孔
5
3.0
装药连线
1.0
1.0
人员设备退场
0.5
0.5
爆破通风散烟
1.0
2.0
安全解决
0.5
1.0
围岩支护
滞后
5.0
出 渣
6.0
4.0
清 底
1.0
0.5
循环时间
16
21.0
循环进尺
2.7m
2.0m
月进尺
85m
48m

（2） 施工强度分析
主厂房及安装场I层开挖施工时段为：2023年8月15日至2023年11月15日，工期为3个月，石方开挖总量为8.32万m3，平均开挖强度2.7万方/月。
根据初始爆破设计，施工机械设备配置情况，主厂房及安装场I层钻爆和出渣强度分析如下：
①钻孔强度分析
厂房Ⅰ层月石方开挖强度为2.7万m3/月，根据初始爆破设计计算其钻孔强度为26250m/月，厂房Ⅰ层开挖采用手风钻钻孔，其钻孔效率为0.06m/min（经验值），月施工能力约为35200延米（运用率11h/日，同时工作系数为0.8），配置20台手风钻可以满足钻孔强度规定。
② 装渣强度分析
a、实用生产率计算
实用生产率计算公式为P=3600qKchKzKeKt/T
式中：
P——生产率，m3/h；
q——铲斗容量，m3；
T——工作循环时间，s；
Kch——铲斗装满系数；
Ke——土壤可松系数；
Kt——时间运用系数
Kz——校正系数。
本工程配备的3.5m3装载机和1.6m3反铲装载设备装石方时实用生产率计算见下表。
装载设备生产率 表11
设备名称
铲斗容量q(m3)
循环时间T（s）
装满系数Kch
可松系数Ke
时间运用系数Kt
校正系数Kz
生产率P(m3/h)
3.5 m3装载机
3.5
60
0.6
0.7
0.8
0.9
63.5
1.6 m3反铲
1.6
35
0.6
0.7
0.8
0.9
49.8
b、实用生产率选择
参考施工组织设计手册中类似工程装载设备生产率指标及计算的实用生产率计算，结合定额指标和类似工程经验，根据本工程施工特点，装载设备生产率拟定如下：3.5 m3装载机生产率为450m3/台班，1.6 m3液压反铲生产率为350m3/台班。
c、装载设备配备
根据本工程施工情况，装载设备月额定台班数按70个台班考虑，各种装载设备配备数量及月生产率（按M=NPWK公式计算）见表12。
装载设备配备 表12
设备名称
实用生产率
P(m3/台班)
月额定台班数W
机械运用率
K
设备数量N(台)
月强度
M(万m3/月)
3.5 m3装载机
450
70
0.9
1
2.84
1.6 m3反铲
350
70
0.8
2
3.92
配备以上设备可以满足开挖高峰期装渣强度规定。
C、运送强度分析
运送设备重要采用20t自卸车。本工程石渣运送的平均运距为9.5km。
a、车辆运送时间的计算
平均车速按20km/h（0.33km/min）计算，往返运营时间为57分钟。
卸车时间按3分钟计算，往返加卸车时间的计算值为57+3=60分钟。
考虑车辆拥挤等路面条件等影响，工作条件系数取0.75。则车辆往返一次加卸车时间为80分钟。
b、装车时间的计算见表13。
装车时间计算表 表13
设备名称
生产率
每车运量（自然方）
装车时间（分）
m3/h
m3/min
20t
20t
3.5 m3装载机
63.5
1.06
7.8
7.4
1.6 m3反铲
49.8
0.83
7.8
9.4
（3）运送车辆配备
运送车辆的配备按装载机、反铲装20t自卸汽车配备。
设车辆往返及卸车一个循环时间为A（min）。
装载设备装一车的时间为B（min）。
需配的车辆数为N台。
则 N=（A+B）/B
每种装渣设备所配的车辆数见表14。
运送车辆配备表 表14
设备名称
数量
装车时间(min)
车辆循环时间(min)
需要车辆数
备 注
20t

20t

3.5 m3装载机
2
7.6
80
12
备用1台
1.6 m3反铲
2
9.4
80
10
备用1台
合 计
22

根据以上分析，主厂房及安装场开挖施工投入的重要施工设备有：手风钻40台、3.5 m3装载机2台、1.6m3液压反铲2台、20t自卸汽车22台。
6、主厂房及安装场I层支护施工
主厂房及安装场I层支护类型为①型砂浆锚杆、②型张拉锚杆、③型砂浆锚杆、④型砂浆锚杆、挂钢筋网、喷混凝土。①型砂浆锚杆采用32螺纹钢，长度6m，间排距3m；②型张拉锚杆采用32螺纹钢，长度9m，间排距3m；③型砂浆锚杆采用32螺纹钢，长度9m，间排距3m；④型砂浆锚杆采用32螺纹钢，长度9m锁口锚杆，型排水孔孔径Φ56，长6m，间排距4.5m。具体布置见《主厂房上部开挖及支护图（839.70m高程以上）》。
6.1 张拉锚杆施工
6.1.1施工工艺流程
张拉锚杆采用速凝和缓凝水泥砂浆进行灌注，砂浆等级M25，锚固段锚固力不小100KN,张拉锚杆外端部套丝长度35cm，端部设立垫板、球面垫圈和螺母（型号M30），钢垫板和球面垫圈材质均为Q235材质。
张拉锚杆施工工艺（框图1）
施工准备

钻孔

垫板、垫圈、螺母安装

浆液制备

锚杆加工、运送

清孔
锚固段注浆

安插锚杆

自由段注浆

张拉锁定

6.1.2张拉锚杆工艺规定标准：
1）锚杆存放、运送和安装中，应保持杆体和各部件的完好，避免损伤杆体上的丝扣。
2）锚杆张拉规定进行原位实验，通过实验拟定合理张拉工艺，验证张拉指标，避免强行张拉。
3）采用穿心式千斤顶、拉伸机、扭力扳手等机具进行张拉。张拉过程中规定保持锚杆轴向受力，并在托板和螺帽之间设立球面垫圈。张拉锚杆拧紧螺帽的扭矩不应小于100KN.m。
4）锚杆作业在初喷混凝土后及时进行。
5）锚杆杆体的类型、规格、质量及其性能必须与设计相符。
6）锚杆孔的开孔按施工图纸布置的钻孔位置进行，孔位误差不大于10㎝。
7）快凝和缓凝水泥砂浆等级不小于M25。
6.1.3张拉锚杆施工技术措施：
（1）张拉锚杆施工在初喷混凝土完毕后立即进行，采用快凝和缓凝水泥砂浆灌注，杆体施加预应力施工工艺施工。
2）由测量人员按施工图纸的规定在工作面布眼后，进行锚杆孔钻设，钻孔时根据岩石走向及倾角调整锚杆孔角度。钻至规定深度后，用高压风吹孔，清除孔内碎屑、积水。
3）人工运用支护台车及吊车进行锚杆施工。
4）锚固段必须承受2倍的设计张拉力，其长度由实验拟定，张拉锚杆张拉力为50KN。
5）垫圈设立规定保证锚杆受力为轴向方向，钢筋套丝及垫圈要与选用的螺母配套，选用螺母所提供的紧固力必须大于设计张拉力的2倍。
6）顶拱锚杆垂直于岩面径向布置，水平锚杆施工时为利于灌浆，可向下倾斜2°～5°。
6.2 砂浆锚杆施工
6.2.1施工工艺流程
锚杆为全长粘结式砂浆锚杆，砂浆强度为M25，长度分为6m和9m两种。根据锚杆长度和钻眼设备性能，锚杆采用多臂钻钻孔，可以采用“先插杆后注浆”工艺或者“先注浆后插锚杆”工艺。
1） “先插锚杆后注浆”的施工工艺流程见框图2。
“先插锚杆后注浆” 施工工艺流程图（框图2）

施工准备
钻孔
质量检查
浆液制备
锚杆加工、运送
清孔
安插锚杆
孔内注浆

1）“先注浆后插锚杆”的施工工艺流程见框图3。
“先注浆后插锚杆”施工工艺流程图（框图3）
施工准备

钻孔

拉拔实验

浆液制备

锚杆加工、运送

清孔

孔内注浆

安插锚杆

6.2.2工艺规定、标准
（1）锚杆作业在初喷混凝土后及时进行。
（2）锚杆杆体的类型、规格、质量及其性能必须与设计相符。
（3）锚杆孔的开孔按施工图纸布置的钻孔位置进行，孔位误差不大于10㎝，孔径为76mm。
（4）锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的规定，图纸未作规定期，其系统锚杆的孔轴方向垂直于开挖面；局部加固锚杆的孔轴方向与也许滑动面的倾向相反，其与滑动面的交角应大于45°。
（5）锚杆孔深必须达成施工图纸的规定，孔深偏差值不大于50mm。
（6）注浆锚杆水泥砂浆的强度等级不低于25MPa。
（7）先注浆的锚杆，在钻孔内注满浆后立即插杆。
（8）注浆前，应将孔内的岩粉和水吹洗干净，并用水或稀水泥浆润滑管路。
（9）砂浆应拌制均匀并防止石块或其他杂物混入，随拌随用，初凝前必须使用完毕。
（10）锚杆安装按施工图规定程序进行。
锚杆安装采用“先插锚杆后注浆”的程序时，对于俯孔，先插入锚杆和注浆管，锚杆应插入孔底并对中，注浆管应插至距孔底50～100mm，注浆时，孔口溢出浓浆后缓慢将注浆管拔出；对于仰孔，需设立排气管，排气管应插至距孔底30～50mm，注浆管布置于孔口，孔口设立封堵装置，注浆时，排气管排出浓浆后停止注浆，并闭浆至浆液初凝。
锚杆安装采用“先注浆后插锚杆”的程序时，先将注浆管插至距孔底50～100mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出，浆液注满后立即插杆。
（11）锚杆安装后五天内，不得敲击、碰撞、拉拔锚杆和悬挂重物。
6.2.3施工技术措施
一方面由测量人员按施工图纸的规定在工作面布眼后，根据不同孔深及工作面的规定采用相应的多臂钻、潜孔钻或手风钻钻孔，大中型地下洞室锚杆采用多臂钻钻孔。锚杆施工时，人工运用隧洞作业台车、钻机工作筐或脚手架平台等进行。具体措施如下：
（1）锚杆施工在初喷混凝土完毕后立即进行，以“先插杆后注浆”的施工工艺为主。
（2）钻孔时根据岩石走向及倾角调整锚杆孔角度。钻至规定深度后，用高压风吹孔，清除孔内碎屑、积水。
（3）采用“先插锚杆后注浆”的施工工艺时，先将锚杆插入设计位置，孔口临时固定，用止浆塞或速凝砂浆堵住孔口，然后用YSB-2B型砂浆泵向孔内注浆。锚杆施工时，人工运用隧洞作业台车、钻机工作筐、汽车吊或脚手架平台等进行。
（4）采用“先注浆后插锚杆”的施工工艺时，先用YSB-2B型砂浆泵向孔内注入孔深2/3的水泥砂浆，注浆管插至距孔底5～10cm处，随浆液注入缓慢均匀地拔出，并及时用止浆塞或水泥纸堵住孔口，以免浆液溢出。然后插入锚杆，孔口不满部分补灌，再用砂浆将孔口抹平。
（5）人工运用支护台车或吊车进行锚杆施工。
（6）对于自稳时间短的围岩或需锚杆及早受力时，采用早强水泥砂浆锚杆，在水泥砂浆中添加早强剂。
（7）洞室交叉口锚杆视具体情况向岩石内偏转10°～15°，交叉口处锚杆的位置可做适当调整，以避免两方向的锚杆发生矛盾。
6.3喷混凝土
喷射混凝土施工所用的混凝土
前期由十四局已形成的喷混凝土拌和站拌制，后期由我方自建的喷混凝土拌和站拌制，采用6m3混凝土运送车运送，根据施工部位选择Aliva-500湿喷机进行施工。
6.3.1工艺流程

喷射机
搅拌机
速凝剂
空压机
受喷面
喷 嘴
砂
豆石
水泥
砼搅拌运送车
比例泵
水
喷混凝土工艺流程框图（框图3）

6.3.2喷射混凝土的准备工作
（1）在喷射前对喷射面进行检查，先清除开挖面的浮石、墙脚的石渣和堆积物；解决好光滑岩面；安设工作平台；用高压风水枪冲洗喷面，对遇水易潮解的泥化岩层，采用压风清扫岩面；埋设控制喷射混凝土厚度的标志；作业区具有良好的通风和充足的照明设施。
（2）喷射作业前，对施工机械设备，风、水管路和电线等进行全面检查和试运营。
6.3.3技术规定
（1）喷射混凝土作业分段分层依次进行，喷射顺序自下而上，一次喷射厚度以喷层不产生坠落和滑移为适度；分层喷射时，后一层混凝土在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再行喷射，先用风水清洗喷层面。喷射作业紧跟开挖工作面，混凝土终凝至下一次循环放炮时间不应少于3h。
（2）喷射机作业严格执行喷射机的操作规程：应连续向喷射机供料；保持喷射机工作风压稳定；完毕或因故中断喷射作业时，将喷射机和输料管内的积料清除干净。
（3）喷射混凝土养护：视洞室环境选择养护方式。
6.3.4技术措施
（1）材料选择：
① 水泥：采用符合国家标准的普通硅酸盐水泥，当有防腐或特殊规定期，经监理人批准，可采用特种水泥，水泥强度等级不低于42.5MPa。进场水泥应有生产厂的质量证明书。
② 骨料：细骨料应采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数宜大于2.5，使用时的含水率宜控制在5％～7