主厂房Ⅴ层开挖支护施工技术措施.doc

主厂房层开挖支护施工技术措施一、概述1.1、主厂房层概况主厂房总长度为196.1m，安装间长56.7m，主机间长122.4m，副厂房长17.0m，厂房顶拱高程1439.15m，最低开挖高程1362.8m。根据设计蓝图地下厂房开挖支护图1/88/8，层开挖施工范围为副厂房、主机间。副厂房开挖底板高程为1399.7m，开挖高度8.3m；主机间开挖底板高程为1399.2m，开挖高度8.8m。系统支护：锚杆283.0m1.5m，L=6.0/9.0m长短结合锚杆（外露0.5），间隔布置。喷C30钢纤维混凝土，厚度20cm。锚索160t6m6m，L=25m。地下厂房层开挖支护主要工程量见下表。地下厂房层开挖支护主要工程量序号工程项目规格单位工程量备注1层开挖岩石洞挖m332815-1-1中槽开挖拉槽开挖m326736（长139.4m）1-2边墙保护层开挖预裂爆破开挖m36079（长139.4m）2系统锚杆-根1300-2-1系统锚杆28,L=6.0m根650外露50cm2-2系统锚杆28,L=9.0m根650外露50cm3锚索1600KN，L=25m束74-4喷钢纤维混凝土C30，厚20m3585-1.2、厂房系统地质状况（1）、基本地质条件地下厂房系统山顶高程大于1800m，地下厂房系统外边墙距边坡水平距离为180200m，顶部最大埋深380m，上部微新岩体厚度为200300m。主要建筑物轴线方向为NW315，岩层走向为NE3，二者交角为68左右，呈大角度相交。厂房区岩性主要为白垩系下统景星组下段的灰白色、灰绿石英砂岩与紫红色、灰绿色绢云母板岩不等厚互层，岩层产状NE3NW7585，陡倾下游偏岸外，以微风化新鲜岩体为主，较完整。主洞内整体上以板岩为主，约占60%，砂岩占40%。砂岩最大单层厚度20m，板岩一般小于10m。 根据岩性、岩体结构、岩体风化程度及结构面特征等，地下厂房系统以类围岩为主，局部分布有类围岩，以薄层状云母板岩、灰黑色板岩为主。其中主厂房部位1类围岩约占26.3%37%；2类围岩占32.6%37%；类围岩约占34%40.1%。主变洞洞室边墙围岩以2类为主，石英砂岩段为1类围岩，总体上1类围岩占27.9%33.6%，2类围岩占21.7%27.6%，类围岩占45%。（2）、主要工程地质问题评价1）围岩稳定性地下厂房部位以层状岩层为主，均一性较差，未见较大规模的断层发育。围岩中石英砂岩及灰绿色板岩稳定性较好，紫红色薄层状板岩及灰黑色板岩性状最差，且分布长大层面裂隙及构造裂隙，在一些临空部位，易形成小型组合块体，需及时锚固支护。根据地下厂房范围内勘探平洞裂隙统计成果，主要发育的裂隙有三组，地下厂房范围内局部有裂隙密集带发育。裂隙密集带以走向近SN向为主，倾角6885，该密集带为软弱结构面，对地下厂房两端墙围岩稳定性影响较大。裂隙组合中第组裂隙与厂房轴线呈4855的角度相交，裂隙为陡倾角，对洞室稳定影响不大；第裂隙与厂房轴线呈4855角度相交，裂隙为陡倾角，对洞室稳定影响也不大，但组、组裂隙组合易构成不稳定块体，对顶拱有不利影响；该种组合在端墙与边墙相交部位出现时，所形成的块体稳定性较差，需引起足够重视；第组裂隙为近东西向缓倾角裂隙，该组裂隙与厂房轴线呈小角度相交，对厂房洞室顶拱稳定较为不利。综合分析，地下厂房洞室成洞条件总体较好，洞室围岩整体稳定，局部位置受裂隙组合切割可能形成不稳定块体，施工过程中针对这些不稳定块体需及时采取适当的支护措施。2）岩爆问题地下厂房区最大埋深240m，岩层主要由绢云母板岩和砂岩组成，根据地层岩性、构造以及地应力测试成果综合分析，开挖过程中地下洞群围岩发生岩爆的可能性很小。1.3、施工依据（1）、大华桥引水发电系统土建及金属结构安装工程合同文件（DHQ/C2）;（2）、地下厂房开挖支护图1/88/8（BJJ142S-H5-3-18）；（3）、地下厂房洞群布置图（BJJ142S-H5-1-1）。二、施工风水电布置2.1、施工供风2#压风站布置在交通洞洞口，通过管线从2#施工支洞进入工作面进行供风。2.2、施工供水施工供水利用交通洞管线接引至2#施工支洞进入工作面。2.3、施工供电从交通洞接引至2#施工支洞进入工作面。2.4、施工通风层开挖通风采用管线从交通洞接引至2#施工支洞进入工作面进行通风。2.5、施工排水布置施工期洞内水主要来自地下渗水和施工废水，局部视情况可增设集水井。按设计洞室自然降坡自流方式流至集水井，通过水泵经过交通洞排水管路至洞外。2.6、施工通道层开挖利用2#施工支洞作为作为施工通道，利用2#施工支洞进入厂房后以12%升坡斜坡道至层开挖顶高程进行层开挖。主要施工通道特性表通道名称断面型式断面尺寸（宽高m）长度（m）起止点位置高程（m）平均纵坡（%）承担的施工内容2#施工支洞城门洞型7.57301#支洞主厂房1396.31400.211.3主产房层开挖施工通道三、施工规划3.1、规划说明主厂房层分层开挖高度为8.3/8.8m，中部拉槽超前，两侧预留岩台保护层开挖方式。采取的开挖程序为：中槽两侧边线预裂中槽开挖保护层开挖；层开挖利用2#施工支洞进入厂房右端墙向左端墙进行拉槽开挖。3.2、施工分区、分层主厂房层开挖分层开挖高度（厂右0+037.2-厂右0+020.2）8.3m，（厂右0+020.2-厂左0+102.2）8.8m。每小层开挖均按先中部拉槽，再进行两侧预留保护层开挖。中部拉槽开挖宽度为20.8m，为减小保护层开挖难度，中槽与保护层高度相适应，层开挖进行整层开挖。3.3、开挖程序层采用右端墙向左端墙逐步开挖方式，根据道路的这一布置特点，我部就施工程序进行如下安排：（1） 、利用2#施工支洞进入副厂房，层支护同时进行层保护层预裂，中部拉槽超前进行，边墙保护层跟进。以填渣对斜坡道进行填筑，方便运输车辆通行。（2） 、中槽（2区）开挖完成后，进行边墙保护层（3区）开挖施工，先上游后下游侧。边墙采用潜孔钻预裂，中槽边线利用一臂钻预裂。四、施工方案4.1、开挖施工方法（1）、每循环施工工序施工准备测量放样炮孔布置造孔装药连线爆破通风排烟安全检查及处理出渣清底支护（锚杆、喷混凝土）下一施工循环。（2）层开挖施工层开挖分为2区进行，中部拉槽宽度20.8m，上下游预留保护层宽3m。利用2#施工支洞进入厂房后垫渣至层开挖顶高程。1) 中部拉槽开挖施工在层开挖施工前，先对保护层设计轮廓线及中槽分区边线进行垂直预裂，中槽分区边线预裂用100B潜孔钻造孔预裂至本层底部，（厂右0+037.2-厂右0+020.2）8.3m，（厂右0+020.2-左0+102.2）8.8m，拉槽以20.8m控制；同时将层预留斜坡道拆除。层开挖利用2#施工支洞进入工作面以12%的升坡斜坡道（宽7.5m）至层开挖顶高程，从主厂房右端墙向左端墙开挖，开挖至EL.1400.2高程后以12%的降坡斜坡道（宽7.5m）至层开挖底板高程进行开挖。斜坡道在层开挖完成后进行拆除。中槽分层高度8.3/8.8m，上下游保护层分层高度8.8m。中槽潜孔钻铅垂钻孔、梯段爆破超前约30m，上、下游边墙保护层手风钻铅垂钻爆跟进，左、右端墙保护层也采用同样方法开挖。主副厂房及安装间层开挖方法见下表：层开挖方法一览表部位 高程/层高(m)施工通道开挖程序及方法第层EL1408EL1399.2/8.82#施工支洞1、层支护的同时对边墙保护层及中槽边线进行预裂。2、边墙预裂采用手风钻钻孔，中槽施工预裂采用100B潜孔钻。中槽开挖采用履带潜孔钻垂直钻孔、梯段爆破；在中槽开挖前，采用型100B潜孔钻钻孔一次预裂到层底板高程。3、出渣方式采用3m装载机或反铲装20自卸汽车出渣。（3）、爆破设计根据厂房地质条件及岩性、技术规范要求，厂房层采用微差爆破技术，轮廓线以预裂为主。层开挖启动后，按规范要求进行钻爆工艺及爆破试验，以选择合理钻爆参数。开挖过程中根据地质条件的变化和围岩变形监测结果，以及监理人的指示对爆破参数进行动态调整，以保证开挖质量和围岩稳定。1）爆破器材选用炸药根据岩性及地下水情况选用乳化炸药，中槽开挖主爆孔药径70，预裂药径32。2）主要钻爆参数选择层中槽梯段开挖履带钻垂直钻孔爆破，钻孔孔径选为76mm，梯段开挖排炮水平进尺定位8m，端墙及保护层上/下层手风钻预裂孔径采用42mm，层边墙保护层采用手风钻梯段开挖，钻孔直径42mm，梯段高度8.8m。、初拟层中槽开挖钻爆参数如下：层拉槽爆破参数表参数爆破孔名称梯段高度cm孔径mm药径mm孔距cm排距（cm）最小抵抗线（cm）孔深（cm）堵塞长度cm单孔装药量（kg）线密度kg/m炸药单耗kg/m中槽爆破孔880763220024020088020016.5/0.68100B浅孔钻预裂孔880763290/8801003.80.35/初拟层保护层开挖钻爆参数如下：层保护层开挖钻爆参数部位炮孔名称孔径mm梯段高度cm孔深cm孔距cm排距cm药径mm装药长度cm堵塞长度cm单孔装药量kg炸药单耗kg/m线密度g/m保护层上层主爆孔42430430150100323001305.50.88/缓冲爆破孔42430430150100323001303.3/保护层下层主爆孔42450450150100323201305.50.88/缓冲爆破孔42450450150100323201303.3/4.3、开挖施工工艺主厂房层开挖为地下硐室群开挖重点部位。开挖及锚杆施工中，其开挖的测量放线、钻孔、装药联线及锚杆施工的钻孔、清洗、注浆、安装锚杆等各道工序必须在前一道工序验收合格后，方可进行下道工序的施工。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，争创样板工程，最终提高开挖作业的施工效益，并对开挖施工工艺进行详细规范施工。（1）、技术准备1）、爆破试验在进行开挖之前，要进行爆破开挖试验，以确定炸药的单耗量及爆破效率，并根据开挖断面的尺寸，绘制炮孔布置图，确定钻孔深度及循环进尺。爆破试验的内容包括炮孔布置（主要指预裂孔和周边孔）、钻孔深度、装药量以及起爆网络和爆破器材的选用等。钻孔、装药、起爆等相关技术参数按开挖支护施工措施执行。试验过程中，从布孔钻孔到爆后效果分析的每道工序、每个环节都必须认真做好记录，以利分析比较和改进。2）、测量放样控制测量采用莱卡（Leica）全站仪作导线控制网。施工测量采用全站仪进行。并由经验丰富的测量专业人员负责进行操作。对于中槽梯段开挖边线、高边墙周边规格线要设置放样点，同时需放样各个铅垂孔孔距及后视点。再连接各放样点，画出整个周边规格线，并标明开钻线高程、进尺深度，根据钻孔的走向，放出造孔施钻的方向线。对于每个炮孔放样，根据每个炮孔的偏角和炮孔的深度，在同一掌子面上作两端点的投影点，以控制每一炮孔的钻孔方向。对测量放样的具体要求为：a控制点埋设要牢固隐蔽，并作好保护，防止机械设备破坏。b开挖面的每一排炮孔要准确放出后视线和周边线。（2）、钻孔根据监理工程师批准的该部位施工措施中的爆破孔布置图，用手风钻进行钻孔，由熟练的手风钻操作手进行钻孔作业。1）、开挖钻孔前，还要做好以下准备工作a.场地已进行了平整。b.围岩的危石已进行了处理。c.供风、供水、供电线路延伸到工作面。d.钻孔开挖设备已做好检修。技术员对各班操作手进行技术交底，技术交底的内容包括：工作面部位；所开挖的区域的结构尺寸；开挖爆破参数，包括孔深、孔距；造孔的技术要求。并对钻进设备的操作性能及注意事项进行交底。2）、对于掌子面上的炮孔开挖，造孔的基本顺序为：a.保护层钻孔时，先钻周边孔，再依次主爆破开钻；b.中槽开挖钻各孔时，遵循的原则为：先边线预裂孔，先主爆孔原则。c.钻孔的孔（排）距、孔深以及角度应严格按照设计钻爆参数进行施工。3）、造孔的一般技术要求为：a各钻手分区、分部位定人定位施钻，实行严格的钻手作业质量经济责任制。b钻孔要求“平、直、齐”，周边孔偏差不大于5cm，爆破孔偏差不大于10cm。c炮孔的底孔应落在爆破图规定的端墙平面上，炮孔孔径应符合报监理工程师批准的钻爆设计要求，手风钻孔径为42mm。d为保证爆破质量和爆破效果，边线孔角度严格按爆破设计图，钻孔方向需经过现场技术人员校核。e炮孔装药之前，三检员对掌子面上的炮孔进行检查，如有遗漏，则要补钻；并对光爆孔、预裂孔进行仔细检查，对偏角大于规定范围的炮孔，则要进行重钻，以控制欠挖和过量超挖。对炮孔的各项指标检验合格后，方可装药。装药前，当班技术员对该钻爆循环进行装药计算，只使用所计算出的药量，多领的爆破器材要归仓，以利于控制爆破成本。（3）、装药、连线、起爆1）、装药前用高压风冲洗钻孔，各部位分片、分区由专人负责进行装药，由熟练的炮工负责装药；周边孔按爆破设计要求用小药卷捆绑于竹片上，形成不连续装药，插药入孔时还应注意药卷的方向，竹片靠洞壁轮廓线一侧，药卷朝向最小抵抗线。2）、炸药采用乳化炸药，非电雷管引爆，磁电雷管起爆。乳化炸药的药径70mm、32mm和25mm三种。3）、装药严格遵守安全爆破操作规程。装药顺序原则按先主爆孔、后边线孔进行。4）、爆破孔装药要密实，严格按照爆破设计图（爆破参数实施过程中，须根据不同地质情况不断调整优化）进行装药、设计非电雷管和联线。5）、乳化炸药装好之后，理顺非电雷管脚线或导爆索，先进行同段炮的非电雷管的并联，再进行不同段的串联，然后用粘土进行炮孔的封堵，要求联线、封堵良好，封堵长度不小于炸药的最小抵抗线。再由技术员和专业炮工分片分区查看，并进行网络接线检查，撤退工作面其它工作人员、设备、材料至安全位置。最后由炮工负责，非电毫秒雷管引爆，周边光面齐爆。6）、保护层开挖的爆破顺序为主爆孔先响，辅助眼次之，周边光爆破眼最后响。周边的光面爆破效果应达到以下要求：a. 残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布；b. 炮孔痕迹保存率：完整岩石在80%以上，较完整或完整性较差岩石不小于50%，较破碎和破碎岩石不小于20%；c. 相邻两孔间的岩面平整，孔臂不应有明显的爆震裂隙；d. 相邻两荐炮之间的台阶的最大外斜值不应大于15cm。（4）、通风散烟及喷水除尘岩石爆破之后，进行通风散烟。在整个施工过程中一直启动通风设备通风，可根据开挖断面的大小，选择不同的通风量，一般经过30min的通风时间，便可将工作面的因爆破产生的尘烟清理掉。局部供风不到位的开挖区域，可用局部通风机进行通风除尘。工作面除尘完毕之后，便在渣堆之上洒水，以防移动渣堆而重新产生灰尘。（5）、安全处理通风、洒水除尘之后，便进行爆破后围岩的安全处理，以确保进洞人员和设备的安全。对于掌子面的哑炮，用高压水冲刷掉或在哑炮周围殉爆距离之内重新钻孔，炮工装药引爆。对于边墙上的浮石，由经验丰富的人员先进入工作面，用长细钢钎撬掉。（6）、出渣、清底对开挖面进行安全处理之后，采用侧卸装载机或反铲装载，20t自卸汽车进行运输，将渣料运往弃渣场。出渣后，用人工或反铲对堆渣以下掌子面、边墙围岩再进行一次安全处理，清理掉浮石和危石。同时，测量人员进入现场，对开挖段进行测量，如有欠挖，除监理工程师另有规定之外，将欠挖部分，钻孔爆破予以清除。若开挖段符合要求，距离工作面10m之外用高压水冲洗四周开挖面，以清除岩石碎片、尘埃、碎悄及爆破泥粉，最后用反铲扒出工作面底部积渣并将底部整平。为下一循环钻爆做好准