地下洞室开挖与支护施工工法样本.doc

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目 录
第一章 说 明 5
1.1 编制目的 5
1.2 适用范围 5
1.3 编制依据 5
第二章 辅助工程 7
2.1供风 7
2.1.1空压机站容量确定 7
2.1.2空压机站的布置要求 7
2.2供水与排水 7
2.3供电与照明 8
第三章 开挖工程 11
3.1工程与水文地质 11
3.2施工测量 11
3.3开挖 12
3.4开挖施工工艺流程 14
3.4.1洞挖施工工艺流程 14
3.4.2石方明挖施工工艺流程 15
3.5钻孔爆破 16
3.6钻爆作业 18
3.7不同围岩的开挖方法 19
3.8泄洪洞有压段开挖施工( 0+20～0+428.444) 19
3.8.1上层开挖施工 19
3.8.2中层开挖施工 20
3.8.3保护层开挖施工 20
3.8.4 F7断层开挖施工( 约0+180～0+230) 20
3.9泄洪洞工作闸门室运输洞开挖 24
3.10泄洪洞工作闸室开挖施工(0+428.444～0+463.444) 25
3.10.1Ⅰ层EL.1244.2m～EL.1255.525m开挖施工 25
3.10.2Ⅱ层EL.1244.2m～EL.1227.5m开挖 27
3.10.3Ⅲ层EL.1227.5m～EL.1213.377m开挖 29
3.10.4Ⅳ层EL.1213.377m～EL.1187.873m的开挖 29
3.11 1#补气洞( 井) 开挖 29
3.11.1 1#补气洞上平洞开挖 29
3.11.2 1#补气竖井开挖 30
3.11.3 1#补气洞下平洞开挖 30
3.12 2#补气洞( 井) 开挖 30
3.12.1 2#补气平洞开挖 30
3.12.2 2#补气竖井开挖 31
3.13 3#补气洞( 井) 开挖 31
3.13.1 3#补气洞洞口石方明挖 32
3.13.2 3#补气平洞开挖 32
3.13.3 3#补气井导井开挖 33
3.13.4 3#补气井导井扩挖 33
3.14泄洪洞出口二期开挖 34
3.15泄洪洞无压段开挖(0+463.594～1+535.463) 35
3.16施工支洞的开挖 39
3.16.1洞口段( 15m) 开挖支护方法 39
3.16.2洞身段施工方法 39
3.16.3泄洪洞交叉口施工方法 40
3.17监测 40
3.18通风与除尘 41
3.18.1卫生标准 41
3.18.2通风 42
3.18.3防尘、 防有害气体 43
第四章 锚喷支护工程 44
4.1材料 44
4.1.1锚杆 44
4.1.2水泥 44
4.1.3砂料 44
4.1.4水 44
4.1.5水泥砂浆 45
4.1.6外加剂 45
4.1.7钢绞线 45
4.1.8锚具 46
4.2锚杆施工 47
4.2.1 钻孔 47
4.2.2锚杆注浆 47
4.3预应力锚索施工 48
4.3.1预应力锚索施工顺序 48
4.3.2预应力锚索的造孔 49
4.3.3锚索制作与安装 50
4.3.4锚固段灌浆 51
4.3.4张拉、 锁定 52
4.3.5 封孔回填灌浆和锚头保护 55
4.3.6锚墩施工 56
4.4喷混凝土施工 56
4.4.1材料 56
4.4.2配合比 57
4.4.3配料、 拌和及运输 58
4.4.4喷射混凝土技术指标 58
4.4.5喷混凝土的准备工作 59
4.4.6 喷射素混凝土 59
4.4.7喷射微纤维、 钢纤维混凝土 61
4.4.8钢支撑 62
第五章 开挖与支护质量控制 63
5.1 开挖施工质量检查与验收 63
5.2锚喷支护工程质量检查与验收 64
5.2.1锚杆 64
5.2.2锚索 65
5.2.3 喷射混凝土 66

第一章 说 明
1.1 编制目的
为提高施工质量, 合理利用开挖设备的工作特性, 更好地使开挖作业标准化、 规范化, 最终提高开挖作业的施工效益, 特制订《泄洪洞工程开挖与支护施工工法》。
1.2 适用范围
适用于泄洪洞洞室( 井) 开挖、 土石方明挖及锚喷支护。
1.3 编制依据
1、 《小湾水电站泄洪洞土建及金属结构安装工程招标文件—技术条款》(XW/C1-B)第Ⅱ卷技术条款;
2、 《小湾水电站泄洪洞土建及金属结构安装工程投标文件—技术条款》;
3、 《泄洪洞开挖与支护施工技术要求》;
4、 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086;
5、 《水利水电工程锚喷支护施工技术规范》DL/T5181- ;
6、 《水电工程预应力锚固设计规范》DL/T- ;
7、 《水电水利工程预应力锚索施工规范》DL/5083- ;
8、 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148- ;
9、 《水工混凝土施工规范》DL/T5144;
10、 《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》SL47-94;
11、 《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》DL/T5099;
12、 《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224- ;
13、 《无粘结预应力钢绞线》JC161- ;
14、 《预应力筋锚具、 夹具与连接器》GB/T14370;
15、 《无粘结预应力筋用防腐润滑油脂》JG3007;
16、 《硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥》GB175
17、 《混凝土拌和用水标准》JGJ63;
18、 《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100;
19、 《水电水利基本建设工程单元工程质量等级评定标准第1部分: 土建工程》DL/T5113.1- ;
20、 《水电站基本建设工程验收规程》DL/T5123;
21、 《水利水电工程施工质量评定规程》(试行)SL176;
22、 《爆破安全规程》GB6722;
23、 小湾水电站泄洪洞工程施工详图。

第二章 辅助工程

2.1供风
2.1.1空压机站容量确定
空压机站容量, 应按以下要求确定:
(1)与明挖工程使用统一的供风系统时, 按总体规划确定;
(2)使用单独的空压机站时, 应按同时作业的各种风动机具组合的最大用量确定, 并适当计入风量损失;
(3)空压机站备用容量, 一般为总容量的30%, 但不宜小于其中最大一台空压机的容量;
(4)高寒缺氧地区应适当增加空压机站的容量。
2.1.2空压机站的布置要求
(1)空压机站宜设在洞口附近, 并应有防火及降温、 保温设施。
(2)工作面的风压, 应满足风动机具的要求, 一般不得低于0.5MPa。隧洞过长时, 可在洞内加设带有安全装置的贮气罐。
(3)洞内需设压风机时, 宜选用电动压风机, 供风管路铺设应平顺, 密封良好, 并须经常检查、 维护。
2.2供水与排水
 1、 供水量应根据施工、 消防、 生活用水的要求确定。高寒缺氧地区, 选用抽水机械的扬程, 应比设计值适当提高。
2、 合理地选择水池位置、 高程和结构型式。水池容积应满足日调节的要求。
3、 工作面水压必须满足施工机械的要求, 一般不小于0.3MPa。若水压不够时, 可设加压装置。
4、 供水水源应可靠, 水质须符合用水要求。
5、 供水泵站设在岸边时, 须考虑洪水影响。
6、 洞口应根据地形和水文条件, 采用经济合理的排水设施, 不得使地表水流倒灌入洞和冲塌洞口及附近路基。
7、 洞内排水应符合下列要求:
(1)洞内工作面及运输道路路面不应积水;
(2)供水管线应在洞侧边墙下部用支架托起, 不应占压排水沟, 影响排水沟的清理;
(3)向上坡开挖时, 应利用排水沟自流排水, 排水沟须随工作面的掘进开凿, 并经常清理, 必要时, 可设置盖板;
(4)平坡及向下坡开挖时, 可在适当地点设置集水井或积水箱并用水泵排水; 排水泵的容量应比最大涌水量大30%～50%, 使用一台水泵排水时, 应有100%的备用量, 使用两台水泵排水时, 应有不小于50%的备用量, 重要部位应设有备用电源;
(5)开挖工作面和局部地段的集水, 宜用潜水泵排至集水井;
(6)寒冷地区的冬季, 须防止洞口段的排水沟、 排水管因冰冻堵塞。
2.3供电与照明
 1、 洞外高压供电线路应符合施工供电总体布置的要求, 变压站的容量应根据施工总用电量确定。
2、 为洞内供电的变压器站位置, 应尽量布置在用电负荷中心, 一般可参照下列条件选定:
(1)在不受爆破影响及施工干扰时, 宜设在洞口外附近;
(2)隧洞较短, 洞口外附近场地容许时, 可与空压机站的变压器设在一起, 以利管理;
(3)隧洞较长或施工机械用电需要变压器进洞时, 应选用矿用型并按电气规程规定设置变压器室, 变压器的高压电源由电缆引入洞内, 电缆应定期进行外观检查和耐压试验。
3、 洞内供电电压应符合下列规定:
(1)一般应采用380／220V三相四线制;
(2)动力设备应采用三相380V;
(3)开挖、 支护工作面的工作灯, 应采用36V。使用投光灯照明, 可用220V, 但应经常检查灯具和电缆的绝缘性能; 竖井、 斜井及导洞工作面应采用36V照明。
4、 高压设备的供电电压, 按设备要求而定。
高寒缺氧地区施工变电站电气设备, 应选用提高一个高压等级的设备, 并选用高原型产品。
5、 线路末端的电压降不得超过下列数值:
(1)动力线路及220V照明线路 5%
(2)36V照明线路 10%
6、 洞内供电线路应符合下列规定:
(1)位置固定的动力与照明线路, 必须采用绝缘良好的导线整齐排列, 分别架设固定在洞室1.8m以上的侧壁上, 严禁使用裸导线;
(2)工作面附近的临时动力及照明线, 应使用防水与绝缘性能良好的优质电缆;
(3)电力起爆主线须与照明及动力线路分两侧架设。
7、 地下开挖工程各施工区照明度, 可参照表2-1的数值选用。洞内照明应采用防水灯头, 淋水地段应用防水灯罩。
表 2-1 各施工区照明度参照表
序名
名 称
照明度Lx
1
一般施工区, 开挖和弃渣区, 场内交通道、 堆料场、 运输装载平台、 临时生活区道路
30
2
地下工程作业面
110
3
一般地下作业区和地弄
50
4
混凝土浇筑区, 加油站, 现场保养场
50
5
特殊的地下作业面及维修车间
200
6
竖井及斜井工作面
50
7
存在交叉运输或其它危险条件的运输道路
50
8
一般施工辅助工厂
110
9
室内、 仓库、 走廊、 门厅、 出口过道
50

第三章 开挖工程
3.1工程与水文地质
泄洪洞工程开挖施工前, 应经过监理单位 提供工程地质与水文地质资料及现场地质观察, 充分了解以下内容的工程地质情况:
(1)泄洪洞洞内的地层岩性, 特别是松散、 软弱、 崩解、 膨胀和易溶岩层的分布;
(2)地质构造条件, 特别是断层、 节理裂隙密集带、 破碎带等的位置、 产状和规模等;
(3)水文地质条件, 含水层的分布、 水位、 水温、 水质、 涌水量, 特别是涌水量丰富的含水层, 强透水带的位置和补给水源;
(4)可溶岩区, 岩溶洞穴的发育、 规模、 充填情况;
(5)岩体应力状况, 地温情况;
(6)有害气体或放射性元素的性质、 含量及其分布范围;
(7)洞口段边坡的稳定条件; 浅埋、 傍山洞室及高水头压力管道地段山体的稳定性;
(8)岩石分级和围岩工程地质分类。
3.2施工测量
3.2.1开挖的施工测量应采用先进的测量仪器和方法进行施工放线和测量, 根据洞室的轴线、 桩号、 点位和高程, 进行开挖断面的放样并校正, 施工测量的精度和极限误差应符合规范SL52和DL/T5099的要求。
3.2.2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, 要求开挖放样误差不大于+5cm; 断面测量相对于中线误差不大于+5cm, 断面间距一般为5m,对起伏较大的部位应适当加测断面。
3.2.3在洞室开挖过程中, 分部工程开挖完成后, 应测绘洞室纵、 横断面, 并报监理人, 以便组织复核后作为核量的依据。
3.3开挖
3.3.1开挖的一般规定
1、 编制地下建筑物开挖工程施工组织设计, 应包括下列内容:
(1)工程概况;
(2)施工布置及辅助设施;
(3)施工方法;
(4)进度计划;
(5)劳动力、 材料和设备的需要量;
(6)安全和质量技术措施。
2、 开挖爆破必须遵守爆破震动限制规定, 避免开挖爆破震动对临近建筑物的安全运行造成影响。
3、 必须高度重视施工安全, 做好定期巡视检查工作, 及时清除( 或支护) 不稳定岩块。
4、 开挖岩石表面应撬挖清除松动岩块。
3.3.2隧洞及洞室断面积或跨度的划分
根据隧洞及洞室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: 面积为20m2～50m2(含50m2)或跨度为4.5m～7.5m(含7.5m);
(3)大断面: 面积为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。
3.3.3超欠挖的规定
对于有混凝土衬砌的洞室( 有结构要求) 不允许有欠挖, 侵入设计开挖线以内的欠挖, 均应由承包人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20cm,竖井或斜井不大于25cm。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下, 不应大于其开挖高程的+2%,且超挖值不大于20cm。
3.3.4工作闸室、 2#补气竖井、 3#补气竖井采用由上而下开挖方法, 下一层的开挖须在上一层已支护好并达到设计所要求的强度后, 才允许进行。吊点锚杆须经过拉拔试验校正其强度是否满足要求, 起吊设备经工程、 质量、 安全等部门验收合格后方可使用。
3.3.5对于F7断层岩石破碎带, 编制专项开挖与支护措施。
3.3.6在洞室交叉口处, 应先对小洞室锁口并开挖支护到不小于二倍洞径后, 再进行大洞室的扩挖。
3.3.7洞脸边坡开挖
( 1) 对所有陡于( 1: 0.8) 的永久开挖边坡都须进行预裂爆破, 当永久开挖边坡为1: 0.8或更缓时开挖可采用浅孔爆破的方式。
( 2) 2#、 3#补气洞洞脸边坡开挖前, 应根据安全专项防护措施, 做好竹跳板及钢结构防护。
( 3) 洞脸边坡开挖应自上而下进行, 并均应在干地施工。严禁采用自下而上的开挖方式。3#补气洞洞脸边坡高较大, 且爆破集渣平台较小, 采用梯段开挖。
( 4) 随着开挖高程的下降, 应及时对坡面进行测量检查以防止偏离设计开挖线, 避免在形成高边坡后再进行处理。
( 5) 在洞脸边坡开挖前, 应按设计文件要求做好开口线上的锁口锚杆施工; 在洞脸边坡开挖下切的过程中, 开挖下部边坡时必须按设计文件完成上部台阶的锁口锚杆施工。
( 6) 洞脸边坡开挖后不得出现反坡。
( 7) 为了保证洞口岩体的稳定, 尽量避免在雨季施工。
3.3.7 寒冷及高寒缺氧地区洞室开挖应认真选择施工方法和施工机械, 做好防冻设施, 必须加强通风, 必要时应有补氧措施。
3.4开挖施工工艺流程
3.4.1洞挖施工工艺流程
洞挖施工工艺流程见如下框图:

洞 挖 施 工 工 艺 流 程

ⅣⅣ类围岩及不良地质段
测量布孔
ⅡⅡ类、 Ⅲ类围岩

造 孔

炮孔检查

装药、 联线 台车钻锚杆孔

检查起爆

通风、 散烟

人工安全撬挖

出 渣

反向铲撬挖、 清底 锚杆安装

冲洗岩面

挂网

喷砼
3.4.2石方明挖施工工艺流程
石方明挖施工工艺流程见如下框图:

石方明挖施工工艺流程
施工准备
装药爆破

测量放样
安全处理

开挖面清理
机械装渣

钻孔、 清孔
自卸车运渣

边坡预裂
作业面清理

下一循环

钻爆破孔

3.5钻孔爆破
地下建筑物开挖, 宜采用直径小于100mm的钻头造孔,泄洪洞工程开挖爆破均采用非电雷管。
3.5.1设计轮廓面的开挖, 采用光面爆破或预裂爆破技术。
3.5.2施工单位应根据设计图纸、 地质情况、 爆破材料性能及钻孔机械等条件, 进行钻爆设计。其主要内容和遵守的主要原则如下:
(1)掏槽方式: 应根据开挖断面大小、 围岩类别、 钻孔机具等因素确定。若采用中空直眼掏槽, 应尽量加大空眼直径和数目。
(2)炮眼布置, 深度及角度: 炮眼应均匀布置。孔深根据断面大小、 钻孔机具性能和循环进尺要求等因素确定。钻孔角度应一致, 保持平行。
(3)装药量应根据围岩类别确定。任一炮眼装药量所引起的爆破裂隙伸入到岩体的破坏带不应超过周边孔爆破产生的破坏带。应选择合适的炸药, 特别是周边孔应选用低爆速炸药或采用间隔装药、 专用小直径药卷连续装药。
(4)炮孔堵塞应密实。
(5)起爆方式及顺序: 采用塑料导爆管非电毫秒雷管, 根据孔位布置内外分段爆破, 其分段爆破时差, 应使每段爆破独立作用。周边孔应同时起爆。
(6)应考虑地下相邻建筑物、 浅埋深隧洞或隧洞附近有重点保护文物时的安全, 按其抗震要求进行钻爆设计。
(7)绘制爆破图,施工中, 不断总结经验, 随时修正钻爆设计。
3.5.3光面爆破和预裂爆破的主要参数, 应经过试验确定.施工中, 根据爆破效果进行调整, 以确定最优钻爆参数。
3.5.4特殊工程部位, 按设计要求进行专项钻爆设计。
3.5.5特大断面中下部开挖, 采用深孔台阶爆破法时, 应满足下列要求:
(1)周边轮廓先行预裂或预留保护层;
(2)采用非电毫秒雷管分段起爆;
(3)按围岩和建筑物的抗震要求, 控制最大一段的起爆药量;
(4)台阶高度由围岩稳定性情况而定, 一般取6m～8m为宜, 最大不宜超过10m, 其单孔装药不超过允许值, 应采用孔间微差顺序起爆新技术;
(5)爆破石渣的块度和爆堆, 要适合装渣机械作业。
3.6钻爆作业
 3.6.1钻孔爆破作业, 应按照爆破图进行。
3.6.2 钻孔质量应符合下列要求。
(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, 其它炮孔的炮位偏差不得大于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。
3.6.3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。
3.6.4引爆方法可按下列情况确定:
(1)洞井爆破宜优先采用塑料导爆管非电毫秒雷管;
(2)预裂爆破宜采用导爆索引爆;
(3)零星爆破, 可采用火雷管引爆。
3.6.5光面爆破和预裂爆破的效果, 用下列标准检验:
(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, 较完整和完整性差的岩石不小于50%, 较破碎和破碎岩石不小于20%;
(2)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。
3.7不同围岩的开挖方法
1、 Ⅱ、 Ⅲ类围岩的开挖方法
Ⅱ、 Ⅲ类围岩较稳定, 采用手风钻或多臂钻全断面开挖, 按设计蓝图进行砂浆锚杆及喷微纤维混凝土系统支护, 支护适时跟进开挖掌子面, 距开挖掌子面10～20m为宜。
2、 Ⅳ、 Ⅴ类围岩及破碎带的开挖方法
Ⅳ、 Ⅴ类围岩及破碎带岩石稳定性较差, 开挖前应进行超前地质探测, 视围岩情况, 可采用超前锚杆、 超前小管棚、 超前预固结灌浆进行超前支护。采用手风钻导洞开挖, 扩挖跟进的方式进行施工, 开挖面揭露后, 及时进行支护, 支护紧跟开挖掌子面且不宜超过5m,进行初喷钢纤维混凝土3～5cm, 对开挖掌子面进行封闭, 然后打设系统锚杆, 架设钢支撑, 复喷钢纤维混凝土, 将钢支撑覆盖喷平。
3.8泄洪洞有压段开挖施工( 0+20～0+428.444)
泄洪洞有压段开挖分上、 中、 下三层进行。上层开挖高度约10m, 钻孔主要以多臂钻、 手风钻为主; 中层开挖采用手风钻半侧开挖的方式进行。下层为保护层开挖, 保护层开挖厚度2.5m, 钻孔以手风钻为主。
圆形断面洞室底板保护层开挖完成后, 利用爆破石渣将底板回填1m高左右以满足通车要求。
3.8.1上层开挖施工
泄洪洞进口渐变段上层开挖采用导洞先行, 扩挖跟进方式进行。为保证泄洪洞开挖过程中围岩稳定, 开挖必须在锁口锚杆施工完成后进行。
由于渐变段围岩以Ⅳ类围岩为主, 裂隙块状结构岩体, 围岩总体稳定性较差。根据实际情况, 为保证洞室稳定, 渐变段的施工采取”先加固、 后扩挖”方式进行。导洞扩挖在洞顶部位锁口锚杆完成后进行, 导洞顶拱与设计开挖轮廓线一致, 导洞尺寸为8m×9m( 宽×高) , 导洞开挖完成后, 随即对顶拱部位进行支护( 锚杆、 喷混凝土、 钢支撑) 施工。扩挖时采取围岩软弱侧超前, 另一侧稍有滞后方式进行。扩挖后, 立即对开挖断面进行喷混凝土、 钢支撑、 锚杆支护, 以保证洞室稳定。
导洞采用多臂钻钻孔, 扩挖采用手风钻钻孔。根据导洞的开挖尺寸进行作业平台的加工制作。液压反铲清理工作面, 装载机进行装载, 自卸车运至弃渣场。
3.8.2中层开挖施工
为不影响有压段上层的开挖施工, 中层开挖采用手风钻半侧开挖, 预留底板保护层方式进行, 保护层厚度2.5m。中层开挖施工可降低保护层出渣压力, 加快施工循环。为保证开挖体形, 开挖边线处加密钻孔并严格控制钻孔偏差,设计边线造水平光爆孔。
3.8.3保护层开挖施工
保护层开挖采用手风钻进行, 沿设计轮廓线布置光爆孔。
3.8.4 F7断层开挖施工( 约0+180～0+230)
3.8.4.1施工分层
F7断层破碎带纵向开挖程序与一般洞段开挖相适应, 分三层开挖: 第一层开挖高度9m( 分为第一层上部和第一层下部) , 第二层开挖高度8.4米, 第三层开挖高度2.5米。各层开挖的起始时间由泄洪洞整体开挖支护施工进度决定。
F7断层施工分层见下图

说明: 上图中1-1～1-5为第一层开挖, 2-1～2-3第二层开挖, 3为底板保护层开挖。
3.8.4.2施工程序
开挖时, 首先要对开挖区域进行超前探孔, 了解和掌握围岩地质情况, 然后进行上导洞( 1-1) 开挖, 导洞超前2～3m。导洞开挖后, 随即对导洞掌子面及边、 顶拱进行喷钢纤维混凝土封闭、 钢支撑支护。导洞开挖、 支护完成后, 进行两侧顶拱( 1-2、 1-3) 的扩挖, 首先扩挖岩石较破碎一面, 然后扩挖另一侧, 并对开挖掌子面喷混凝土封闭。扩挖时, 采用单侧领先, 另一侧跟进方式进行。扩挖完成后, 进行相应部位的系统喷钢纤维混凝土、 钢支撑支护施工。为保证第一层上部施工方便, 需临时修建一斜坡。坡度为12％, 斜坡路长度为42m。导洞及两侧扩挖贯通后, 进行上层下部( 1-4、 1-5) 的施工。利用导洞及第一层上部贯通条件可充分了解F7断层处围岩条件, 为施工方案及爆破参数的调整提供可靠的依据。当第一层开挖、 喷钢纤维混凝土、 钢支撑施工结束后, 进行系统锚杆的施工。系统锚杆采用多臂钻进行造孔, 人工配合多臂钻进行锚杆的安插。
中层开挖采用中部拉槽领先, 两侧扩挖跟进方式进行。
上层开挖、 支护施工程序如下:
施工准备→超前支护→上导洞开挖→初喷钢纤维混凝土→安装锚杆施工→挂钢筋网→钢支撑制作、 安装→喷钢纤维混凝土→两侧扩挖区域超前固结灌浆→上导洞两侧扩挖→初喷钢纤维混凝土→安装锚杆施工→挂钢筋网→钢支撑制作、 安装→喷钢纤维混凝土→上层下部开挖→初喷钢纤维混凝土→安装锚杆施工→挂钢筋网→钢支撑制作、 安装→喷钢纤维混凝土→系统锚杆施工
中层开挖、 支护施工程序如下:
施工准备→中部拉槽施工→两侧扩挖施工→初喷钢纤维混凝土→挂钢筋网→钢支撑制作安装→系统锚杆施工→喷钢纤维混凝土
在开挖过程中, 按照设计要求埋设观测仪器, 及时进行监测施工, 为开挖施工提供可靠的技术保证。仪器埋设、 安装见相关措施。
F7断层开挖、 支护程序见下图所示。
说明: 图中钢支撑间距为0.5m, 纵向采用Φ32＠1.0m的短钢筋连接。在钢支撑安装前, 按照设计图纸的要求做好相应部位挂网钢筋的施工。
3.8.4.3开挖支护施工方案
1、 上层开挖、 支护施工
F7断层初拟开挖、 支护基本施工方案如下:
在接近或刚揭露F7断层时, 利用泄洪洞开挖渣料修建临时斜坡路以便上层开挖、 支护施工。顶拱首先进行超前自进式锚杆、 超前固结灌浆支护。超前锚杆规格为Φ32, L＝6.0m, 排距1.0m, 上仰角度15°～20°。超前锚杆间距根据围岩实际情况确定, 当岩石破碎或有断层泥时, 锚杆间距10cm; 在断层影响带处, 超前锚杆间距30cm。超前锚杆采用手风钻钻孔, 由测量人员给出各点孔位, 施工时必须保证钻孔的精度要求。超前锚杆安装完成后, 即可进行锚杆注浆施工。超前固结灌浆采用YT28手风钻钻孔, 钻孔孔径为φ50mm, 孔深L=3.0m,孔距0.5m,排距1.0m,上仰角度15°。灌浆选用SNS 型灌浆泵, 计量选用HT三参数灌浆自动记录仪。
第一层上部采用中导洞( 导洞顶拱轮廓线与设计边线一致, 导洞断面尺寸为4×4m) 领先, 两侧扩挖跟进方式进行。在导洞钻爆进尺之前,需对导洞掌子面顶拱及两侧进行超前固结灌浆。导洞爆破钻孔采用手风钻( YT28) 进行。装载机配合人工进行出渣。F7断层距离相对较短, 出渣时利用装载机将渣料从工作面倒运至斜坡路附近, 然后用装载机装15T自卸车运至指定的弃渣场。出渣时间控制在3小时左右。
若岩石破碎, 不必采用爆破施工时, 可采用冲击锤或风镐配合反铲作业, 单循环进尺0.5m～1m一个循环, 开挖后及时进行钢纤维混凝土( 5cm～7cm) 封闭, 接着进行钢拱架、 喷钢纤维混凝土等一次支护。
2、 第二层及保护层开挖、 支护施工方案
第二层及保护层开挖随泄洪洞有压段中、 下层开挖而进行。
中部潜孔钻垂直钻孔梯段爆破拉槽超前, 两侧预留保护层采用手风钻分开挖。中部梯段每次爆破5m左右。两侧保护层开挖时采取单侧超前开挖, 另一侧跟进方式( 滞后约5m左右) 。保护层厚度约2.5m。开挖完成后, 立即进行相应部位的支护施工。
3.9泄洪洞工作闸门室运输洞开挖
在运输洞开挖钻爆前,先将靠运输洞0+000.000处的第一排系统砂浆锚杆钻孔注浆安装。然后利用架子车配和手风钻在运输洞0+000.000处( 沿洞轴线方向) 水平造孔开挖,设计边线光面爆破。因运输洞顶拱高程与2#交通洞顶拱高程相近,且2#交通洞顶拱有防护设施,给手风钻造孔带来不便,因此在运输洞0+000.000开口处欠挖进洞,进洞4-6m后,再从运输洞内向2#交通洞反向处理欠挖。欠挖处理后, 继续向洞内开挖钻爆。每次爆破后, 要充分通风散烟, 用3m3侧卸装载机装渣, 15t自卸车出渣, 人工清撬松动、 悬挂的危石, 及时组织测量, 检查欠挖, 无欠挖后, 立即进行锚喷支护, 断面验收。当挖至运输洞0+034.473时,进行运输洞下游边墙三角体的挖除,造孔从2#交通洞侧钻水平孔。开挖钻爆前,在运输洞下游边墙靠2#交通侧,距开挖设计边线50cm处,打两排砂浆锁口锚杆,锚杆支护参数为Ø×1.0m(间距×排距),L=4.5m。三角体挖除后, 进行运输洞0+034.473至0+046.784段的开挖。在0+034.473处挖一个4m×5m的导洞,最后导洞扩挖至设计边线。
3.10泄洪洞工作闸室开挖施工(0+428.444～0+463.444)
工作闸门室分四层开挖: 第Ⅰ层EL.1255.525m～EL.1244.200m、 第Ⅱ层EL.1244.200m～EL.1227.500m、 第Ⅲ层EL.1227.500m ～EL.1213.377m、 第Ⅳ层EL.1213.377m～EL.1187.873m。
3.10.1Ⅰ层EL.1244.2m～EL.1255.525m开挖施工
Ⅰ层分为四区进行开挖。
1、 Ⅰ区的开挖: 工作闸门室运输洞开挖至工作闸门室后按8m×6.8m断面尺寸的导洞向工作闸门室开挖, 排炮进尺3.0m; 扩挖跟进, 扩挖断面尺寸18.8m×9.525m, 底板高程距EL.1244.2m高程抬高1.8m, 扩挖过程中, 顶拱位置采用手风钻逐渐向上开挖至工作闸门室顶拱设计轮廓线, 进行顶拱轮廓线摸边施工时, 要求短进尺, 排炮进尺采用1.0m, 以最大限度的减少超挖为原则。顶拱沿设计轮廓线挖进达到留有钻具回扩钻孔操作空间后回扩顶拱未挖部位。正常掘进时采用手风钻及多臂钻台车钻孔均可, 扩挖正常钻孔孔深: 崩落孔及周边孔孔深均为3.0m, 周边孔孔距50cm, 光面爆破, 光爆孔钻孔时, 采用坡度规量测钻孔倾斜角度, 装药时要将炸药绑扎在竹片上, 均匀布置于孔内, 且竹片要放置于孔壁保留岩体侧( 以下有光爆孔施工时, 均按此要求操作) 。Ⅰ区开挖至右端墙部位时, 先将导洞开挖至右端墙设计边线, 其它部位留3.0m保护层, 由导洞位置的右端墙设计边线位置下钻向四周进行预留保护层开挖。
2、 Ⅱ区的开挖: 工作闸门室上游半幅开挖与工作闸门室左边墙达到有台车操作空间且支护完成后, 沿工作闸门室左边墙采用手风钻钻孔打6米宽的导洞进行下游的开挖, 导洞顶拱按工作闸门室顶拱设计轮廓线开挖。为控制顶拱超欠挖导洞循环进尺1.0m: 掏槽孔孔深1.2m, 崩落孔及周边孔孔深1.0m。设计轮廓线按光爆施工。
3、 Ⅲ区的开挖: 工作闸门室左边墙下游导洞开挖完成后, 进行工作闸门室剩余部分的开挖( 右端墙部位预留3.0m保护层) , 正常掘进时采用手风钻及多臂钻台车钻孔均可。本部位正常钻孔孔深: 崩落孔及周边孔孔深均为3.0m。
4、 Ⅳ区开挖工作闸门室左半幅右端墙预留3米保护层, 顶拱轮廓线从左侧进行预裂爆破, 右端墙边线采用手风钻从上游侧造孔, 循环进尺3.0m, 边线光爆施工, 预裂孔及光爆孔孔距50cm。
5、 一层底板剩余部分开挖, 由于一层底板不是设计开挖基岩面, 此部分开挖可采用液压一臂钻进行, 但必须保证工作闸门室四周边墙的开挖质量, 周边采用手风钻预裂的方式施工, 预裂孔孔距采用50cm。

泄洪洞工作闸门室开挖支护分层示意图

Ⅰ层开挖分区示意图

3.10.2Ⅱ层EL.1244.2m～EL.1227.5m开挖
工作闸室竖井EL.1244.2m～EL.1227.5m的开挖, 先进行工作闸室四周潜手风钻预裂施工及导井的开挖。首先由测量队放出设计边线, 施工队在所放点位处, 造50cm深的孔, 在孔内插入钢筋或木楔, 在两点之间拉双线造孔施工。预裂孔参数为: 孔距40cm( 最大不得超过45cm,如大于45cm,三检人员应要求其补造预裂孔) , 孔深4.0m( 但Ⅱ层第一次预裂孔深需控制在3.0m) , 采用Ø25乳化炸药, 竹片间隔装药, 孔口采用砂袋堵塞, 线装药密度312.5g/m,堵塞长度80cm,导爆索起爆。如钻孔开口位置为设计边线, 造孔可外插角1°～2°, 超挖5cm～15cm,采用3.0m3 装载机配15t自卸车出渣。
导井采用正井的开挖方式, 导井开挖断面尺寸: 直径为2.0m的圆形。导井开挖施工时采用手风钻钻孔, 排炮钻进1.2m, 采用在导井井壁施打锚杆, 将钢爬梯与锚杆牢固焊接在一起, 作为人员上下作业面的施工通道, 出渣采用人工在井内装渣, 在井口作起吊设施将渣吊出井外集中到一定数量统一出渣, 导井深度一直挖至EL.1213.377m高程, 导井开挖结束后, 待泄洪洞有压段一层开挖至工作闸室且工作闸室四层导洞开挖结束后方可进行导井扩大开挖。导井扩大开挖断面尺寸: 10.8m×10.8m, 采用阿特拉斯460PC潜孔钻钻孔, 一定要保证钻孔角度倾斜偏差控制在1°以内。钻孔导井扩大开挖一次爆破方量( 孔数) 要根据四层导洞的存渣能力爆破, 以免爆落渣料过多造成堵井发生。导井扩大在满足工作闸室竖井扩挖( 即二次扩挖) 时, 支护设备能够留有作业平台时, 可适当扩大, 但1#补气洞靠工作闸门室位置根据岩石情况适当减小导井扩大开挖的范围。工作闸门室竖井扩挖( 即二次扩挖) 采用手风钻钻孔, 排炮钻进3.0m, 半幅开挖, 边线光爆施工, 边线孔孔距50cm。工作闸室竖井扩挖( 二次扩挖) 出渣采用人工扒渣及小型液压反铲配合扒渣, 小型液压反铲可采用50T吊车吊下至工作面作业完毕并吊出。工作闸室二层二次扩挖时, １＃补气井下方位置挖至EL.1227.5m高程时, 要留有补气洞出渣时小型装载机作业平台, 要等1#补气洞挖完后, 方可进行三层扩挖。
3.10.3Ⅲ层EL.1227.5m～EL.1213.377m开挖
Ⅲ区开挖施工方法同Ⅱ区开挖, 不同的是Ⅲ区开挖等1#补气洞开挖结束后进行。
3.10.4Ⅳ层EL.1213.377m～EL.1187.873m的开挖
第Ⅳ层的开挖: 先沿无压段一层结束位置往工作闸门室开挖一导洞, 导洞顶拱高程同无压段顶拱高