第06章 土石方开挖及填筑工程.doc

四川省田湾河仁宗海水库电站土建工程（TWH/RZH/RCVI）投标技术文件 第六章第六章 土石方开挖及填筑工程6.1 概述6.2 施工布置6.3 仁宗海水电站土石方开挖6.4 金窝水电站土石方开挖6.5 土石方填筑6.6 支护工程6.7 围岩量测6.8 质量安全保证措施6.9 施工进度计划6.10 资源配置第六章 土石方开挖及填筑工程6.1概述6.1.1合同范围及工程量本标工程土石方开挖主要包括仁宗海水库电站调压室、压力管道、厂房系统及金窝水电站首部枢纽、引水隧洞等部位的土石方明挖、石方洞挖、支护工程、土石方回填等。其中土方开挖49.85万m3，石方明挖4.5万m3，石方洞挖19.16万m3，土石堆筑6.63万m3。其分项工程量详见表6-1-1。6.1.2工程地质条件6.1.2.1调压室工程地质条件调压室地段岩性为二叠系下统上段（P13）灰白色中厚层至块状细晶大理岩，偶夹灰色结晶灰岩，地层产状N010E/W6080。调压室及上室置于微新岩体内，围岩以类为主，上室轴向与主要结构面交角较大，对成洞有利。6.1.2.2压力管道工程地质条件压力管道沿线岩性为二叠系下统上段（P13）中厚层至块状细晶大理岩，中段（P123、P122）块状结晶白云岩夹千枚岩、厚层结晶灰岩夹千枚岩、板岩，岩层产状近SN/W6585。压力管道沿线，未发现较大的断层，但小断层和顺层挤压带较发育，带宽一般0.30.5m，主要由片状岩、碎裂岩、糜棱岩等组成。压力管道处于正常岩层产状的微新岩体中，围岩以类为主，但岩层走向与管道夹角较小，对边墙稳定不利。6.1.2.3地下厂房洞室群工程地质条件厂房岩性为中厚厚层结晶灰岩夹板岩、千枚岩，岩层产状为SN/W8085。岩体声波纵波速Vp=49006000m/s，岩体完整性好。地下厂房布置于微风化新鲜的层状岩体中，水平埋深185m，围岩以类为主。本标开挖、回填及支护工程量表 表6-1-1项目名称单位工程量调压室、事故阀室及交通洞工程调压室交通洞土方明挖m3250事故阀室交通洞土方明挖m3120调压室交通洞石方明挖m3990事故阀室交通洞石方明挖m3500引水隧洞（隧）7393.14（隧）7415.569石方洞挖m3720事故阀室交通洞石方洞挖m35410事故阀室石方洞挖m31750调压室上室及交通洞石方洞挖m39200调压室石方井挖m38200压力管道工程平段石方洞挖m311570斜段石方井挖m312710主、副厂房工程主、副厂房石方洞挖m363700主变室工程石方洞挖m311600母线洞工程石方洞挖m32700交通洞（兼出线洞、进风洞）工程石方明挖m3550石方洞挖m310700排风洞工程石方明挖m3200石方洞挖m36600电缆洞工程石方洞挖m3450尾水洞工程出口土方明挖m3400出口石方明挖m32300石方洞挖m310500出线场（GIS楼）工程土方明挖m34200石方明挖m31800进厂公路工程土方明挖m320000石方明挖m36200土石回填m3111006%水泥稳定级配碎石m3200建筑与装修工程消防水池土方开挖m31991清水池土方开挖m3595水处理站土方开挖m33033取水井土方开挖m3113取水井土方井挖m3167消防水池土石回填m3745清水池土石回填m3319水处理站土石回填m3237取水井土石回填m3665#、6#碴场水土保持工程表土剥离、堆存m326250土方明挖m31834石方明挖m37337表土回填（不夯实）m327015大块石回填m3581底格栏栅坝工程土方明挖m371420石方明挖m35820引水渠及沉砾池工程土方明挖m33780石方明挖m35670级配碎石垫层m330土石回填m32650铅丝石笼m3630汇水池工程土方明挖m34170石方明挖m36250铅丝石笼m3320倒虹吸管工程土方明挖m315900级配碎石垫层m315土石方回填m37200调节池及进水闸工程土方明挖m3344280石方明挖m37370引水隧洞(引+000.001+150.00m)工程石方洞挖m335750支护工程锚杆20, L=2m根1390锚杆25, L=3m根7491锚杆25, L=5m根3705钢筋网制安 6150t27C20喷混凝土 m34495钢纤维t79主变室岩性和围岩类别基本与主厂房一致，成洞条件较好。母线洞置于微新岩体中，围岩类别为类，轴线与主要结构面（层面）交角偏小，施工中应加强支护措施。交通洞岩体中小断层较发育，与轴线夹角较大，顺层挤压带与轴线夹角偏小，对洞壁稳定不利，特别是距岸坡5060m以外洞段处于岩体集中卸荷带内，成洞条件差，围岩以类为主，施工中应及时加强支护工程处理措施。洞脸边坡为基岩坡，整体稳定。排风洞及尾水洞其工程地质条件与与交通洞相似，围岩类别以类为主，施工中应及时支护。尾水渠置于冰水堆积层上，其承载和变形满足基础要求，基础下分布有薄层砂层透镜体，鉴于地震烈度高，应注意砂层液化的可能性。6.1.2.4开关站开关站位于方大坪级阶上，基础为冰水积（fglQ）漂（块）卵（碎）石层，厚20.0839.75m，有厚度较小（0.51m）的砂层透镜体零星分布，埋深15.4226.42m。结构较紧密，承载及变形均能满足要求，应注意砂层液化的可能性。6.1.2.5 引水隧洞引水隧洞沿线地层为燕山期二长花岗岩、二叠系上统浅变质的云母石英岩及二者接触带的混合岩，混合岩呈熔融接触，区内未见较大的断层通过，隧洞穿越岩层以、类围岩为主，、类围岩次之。施工中存在涌水可能，需加强抽、排措施。同时，经测试，洞内硐内氡及其子体当量浓度和环境辐射年有效剂量当量浓度均有可能超标，因此在洞室施工中，应加强通风等措施，并进行放射性监测。6.2施工布置6.2.1 施工道路布置根据结构物分布特点，结合现场情况，初步拟布置7条明线施工道路、9条施工交通洞、1座厂区下游跨田湾桥作为场内外施工交通道路。开挖施工道路平面布置见TWH/RZH/RCVI-06-01。明线道路：R1：对外交通公路，该路作为本标交通干道，可通过支线连接金窝电站首部枢纽及引水隧洞进口、仁宗海电站厂房及尾水及调压井，通往仁宗海首部。R2：接R1通往金窝首部枢纽，承担金窝首部枢纽及引水隧洞的施工。R3：接R1通往仁宗海厂房主变交通洞、尾水洞及金窝首部。承担仁宗海厂房中、下层、主变下层及母线洞、尾水洞的施工，金窝首部枢纽的部分施工任务。R4：接R1通往压力钢管中2平段施工支洞，承担中2支洞及压力管道（管0+386.835管0+677.118）段施工任务。R5：接R1通往压力钢管中1平段施工支洞，承担中1支洞及压力管道（管0+106.562管0+0+386.835）段施工任务。R6：接R1通往调压室方向，为CV标修建，2003.10.31可交付使用。R7：接R6通往调压室，承担调压室交通洞、事故检修阀室及其交通洞、调压室上室、调压室、引7+393.14引7+415.569段及管0+000.00管0+106.562段施工任务。施工交通洞（仅叙述其作为施工通道所承担任务）：进厂交通洞：接R3，承担厂房、主变及母线洞施工。属永久工程。厂房排风洞：接R1，承担厂房上部施工。属永久工程。主变室排风洞：接R1，承担主变室上部施工。属永久工程。无压尾水洞（包括1#、2#）：接R3，承担厂房、主变及母线洞施工。属永久工程。压力管道下平段交通洞：接进厂交通洞，与下平段相交于管1+190位置。承担管0+677.118桩号以后的压力管道施工任务，属临时工程。压力钢管中2平段施工支洞：接R4，与压力钢管相交于管 ，承担管0+386.835管0+677.118段施工任务。压力钢管中1平段施工支洞：接R5，与压力钢管相交于管 ，承担管0+106.562管0+386.835段施工任务。事故检修阀室交通洞：接R7，承担事故检修阀室、上平段及调压室施工任务(平面布置见TWH/RZH/RCVI-06-02)。调压室交通洞：接R7，承担调压室上室施工任务。跨田湾河交通桥：连接R1与R2，荷载等级为汽-20，桥面宽度7.0m。开挖施工道路特性参数见表6-2-1。6-7四川省田湾河仁宗海水库电站土建工程（TWH/RZH/RCVI）投标技术文件 第六章施工道路特性参数表 表6-2-1道路编号（名称）起点终点长度（m）宽度路基/路面（m）起至高程（m）平均坡度（%）路面形式备注R1永久公路R2R1金窝首部17505.5/4.5泥结碎石临时道路R3R1厂房交通洞、尾水洞、金窝首部5005.5/4.5砼/碎石永久/临时R4R1中平2施工支洞洞口7005.5/4.5241424718.3泥结碎石临时道路R5R1中平1施工支洞洞口14185.5/4.5255026567.5泥结碎石临时道路R6R14#施工支洞洞口泥结碎石CV标修建R7R6调压室上室交通洞12915.5/4.5283829478.4泥结碎石临时道路进厂交通洞R3厂房195.658.27.223312325永久工程厂房排风洞R1厂房95.65.05.52352.52339.0911.6永久工程主变室排风洞R1主变室115.255.05.52351.52350.06永久工程1#无压尾水洞R3厂房158.566.65.52313.090.1永久工程2#无压尾水洞R3厂房171.646.65.52313.090.1永久工程压力管道下平段交通洞进厂交通洞 压力管道管0+903.6011304.54.523252317.985.3永久工程压力钢管中2平段施工支洞R4压力管道管0+625.5993344.54.52471.22487.95永久工程压力钢管中1平段施工支洞R5压力管道管0+335.3162354.54.52656.152667.905永久工程事故检修阀室交通洞R7压力管道管0+030.000164.96.05.22831.152839.45永久工程调压室交通洞R7调压井上室1064.65.32941.72947.005永久工程跨田湾河交通桥R1R27.0永久工程6-8四川省田湾河仁宗海水库电站土建工程（TWH/RZH/RCVI）投标技术文件 第六章6.2.2 施工碴场布置本标共设有三个碴场，碴场A位于R1与R5道路相交上游部位，主要用以堆存调压井及上平段开挖石碴；碴场B位于R1与R3道路相交部位道路右侧，主要用以堆存压力管道开挖石碴；碴场C位于金窝首部调节池附近，通过R6施工道路可到达，主要用以堆存压力管道、厂房系统、金窝首部、引水隧洞等部位开挖料。碴场布置见图TWH/RZH/RCVI-06-01。6.2.3 施工风水电布置6.2.3.1 施工用风本标段的开挖用风主要是锚喷支护、预留保护层开挖，地质缺陷处理及小型洞室开挖手风钻用风，调压室上室、事故阀室、中平1、中平2各配1台17m3/min电动空压机，厂房采用集中供风，系统总量为100m3/min，用6钢管接至工作面，金窝首部及引水隧洞配2台17m3/min电动空压机，本标总供风量为202m3/min。6.2.3.2 施工用水开挖施工用水主要是喷砼及造孔用水，厂房部位采用为4钢管供水，引水洞、尾水洞等小型洞室均采用2钢管供水。6.2.3.3 施工用电开挖施工用电主要是多臂钻，通风、喷砼、排水、照明等用电。洞室照明沿线主要采用36V灯泡照明，作业面采用1kw，碘钨灯照明，主厂房、主变洞及调压井均在顶部安装23个10kw的卤化物灯。6.2.3.4 施工排水根据各洞室地质情况反映，均不同程度存在涌水可能，加强抽、排水措施十分重要。排水采取4排污钢管为主，设集水坑用潜水泵或气动隔膜泵将污水泵入4干管排于洞外明沟。风、水、电布置详见第二章施工总平面有关章节及图TWH/RZH/RCVI-02-01。6.2.3.5施工通风、防尘施工通风：为满足洞内环境卫生标准，保证洞内作业人员新鲜空气的供应，由于本标工程多数为洞室开挖作业，选取典型项目金窝引水隧洞进行通风量估算，采用轴流式通风机供应新鲜空气，充分考虑其放射性超标的问题，经估算前期采用1台25km轴流风机进行压入式通风，后期选用2台75kw轴流通风机进行混合式通风，风筒选用直径为100cm帆布风筒。施工防尘：洞内防尘首先是采用湿式凿岩法进行钻孔；其次是爆破后出渣前必须进行喷雾、洒水，用水淋湿全部石渣和附近岩壁；第三是通过调整隧洞供风的风速以排除粉尘；第四是洞内作业人员佩带防尘面罩。洞室作业各部位通风设备见表6-2-2。洞室作业各部位通风设备表6-2-2序号名称通风机型号数量备注1调压室上室交通洞SDB-55212调压室事故阀室交通洞SDB-55213中1平段支洞SDB-55214中2平段支洞SDB-55215下平段支洞SDB-5521用调压室上室交通洞设备6排风洞SDB-55222条排风洞各1台7进厂交通洞SDB-55228尾水洞SDB-55222条尾水洞各1台9金窝水电站引水隧洞SDB-75226.3 仁宗海水电站土石方开挖6.3.1 施工分区根据设计布置，施工划分为三个分区：调压室系统、压力管道系统、厂房系统。根据施工方案及施工顺序，为方便叙述，将压力管道管0+106.562以前融入调压室系统一并叙述；管0+106.562支管出口段作为压力管道系统进行叙述；厂房系统则指主副厂房、厂房通风洞、进厂交通洞及无压尾水洞、主变室、主变通风洞及母线洞等工程。本施工分区仅为方便施工方案叙述而人为划分，与工程的设计功用无关。6.3.2调压井系统工程开挖施工调压井系统工程开挖施工包括：调压室上室及其交通洞、调压室、事故阀室及其交通洞、上平段等项目施工。6.3.1.1施工方案调压室井筒高约104m，先进行调压井上室交通洞及事故检修阀室交通洞洞挖，调压井上室交通洞洞挖完成后进行调压井上室开挖，在事故检修阀室交通洞洞挖完成后依次进行事故检修阀室、上平段、调压井开挖。其开挖程序图TWH/RZH/RCVI-06-03。事故检修阀室开挖采用先挖上爬施工洞后分层开挖方式进行，调压井开挖采用先反向掘进中导井后扩挖方式进行。反导井开挖采用爬罐法自下向上，扩挖则自上而下进行。各交通洞及下平段均采用全断面开挖。调压井上室先开挖上部，下部予留2m保护层一次爆除到位。6.3.1.2施工程序R5施工道路调压井交通洞上室开挖事故阀交通洞及事故阀室上平段调压室反导井调压室扩挖6.3.1.3施工方法1、调压室上室及其交通洞、事故阀室交通洞施工调压室上室交通洞断面尺寸为4.66.3 m（宽高），上室断面尺寸为8.29.8m（宽高），事故阀室交通洞断面尺寸为6.05.2m（宽高），均为城门洞型。调压室上室交通洞开挖采取全断面掘进，采用古禾两臂液压钻造孔，直孔掏槽、周边光爆，ZL50装载机端碴至洞口装车，10t自卸车运至碴场。调压室上室开挖采用台阶法分两层进行，上层采用古禾两臂液压钻钻孔，钻爆方法同交通洞；下层保护层采用手风钻钻孔，水平预裂，ZL50装载机在洞内装碴，10t自卸车运至碴场。调压室上室开挖分层及见图TWH/RZH/RCVI-06-04。爆破设计见图TWH/RZH/RCVI-06-05、06。事故阀室交通洞采用手风钻造孔，直孔掏槽、周边光爆，ZL40装载机端碴至洞口，在洞内装碴，810t自卸车运至碴场。其爆破设计见图TWH/RZH/RCVI-06-07。2、事故阀室开挖事故阀室断面尺寸为6.59.516.215.2（宽高长），由于其开挖高度16m，所以在其交通洞进入阀室5m前开始起坡（坡度22，满足履带式机械爬行），先开挖3.254.3（宽高）上行导洞至2854.20m转向180继续上行至阀室2849.33，然后分4层开挖成型。采用手风钻造孔，直孔掏槽、周边光爆，ZL40装载机在交通洞内装碴，PC70反铲辅助扒碴至交通洞，810t自卸车运至碴场。事故阀室开挖分层及施工方法见图TWH/RZH/RCVI-06-08。3、上平段开挖上平段开挖包括引水隧洞引7+393.14引7+415.569段、压力管道的（上平段及上弯段）管0+000.00管0+106.562段。引水隧洞断面尺寸为4.25.4m（宽高）的马蹄形，压力管道断面尺寸为4.8m的圆形断面。采用全断面掘进，手风钻造孔，直孔掏槽、周边光爆，ZL40装载机在洞内装碴，810t自卸车运至碴场。上平段开挖爆破设计参见图TWH/RZH/RCVI-06-12。4、调压室开挖调压室竖井开挖断面为9.2m，高110.0m；调压室开挖在上平段开挖完成后采用阿里马克STH-5E爬罐自下而上施工，先开挖200cm的反导井，然后自调压室上室交通洞进入自上而下扩挖而成。手风钻钻孔，周边光爆，ZL40装载机在调压井下部压力管道洞内（扩挖石碴经导井漏至井底）装碴，经事故检修阀室交通洞810t自卸车运至碴场。调压室开挖方法及爆破设计见图TWH/RZH/RCVI-06-09、10。6.3.2压力管道系统工程开挖施工压力管道系统工程包括：压力管道上斜（管0+106.5620+303.797）、中平1（管0+303.7970+286.835）、中斜（管0+386.8350+594.08）、中平2（管0+594.080+677.118）、下斜（管0+677.1180+872.082）、下平段及岔管支管段（管0+872.0821+257.153），同时包括上中平1、中平2的施工道路及支洞、由进厂交通洞分岔进下平段的施工支洞等。6.3.2.1施工方案压力管道平段采用全断面手风钻常规掘进，斜井段均采用爬罐法先开挖反导井然后扩挖而成。6.3.2.2 施工程序R3施工道路中平1施工支洞R4施工道路中平2施工支洞中平1段洞挖中平2段洞挖上斜导井中斜导井压力管道下平段支洞下平段洞挖岔支管段洞挖下斜导井上斜扩挖中斜扩挖下斜导井 6.3.2.3 施工方法1、中平1支洞、中平2支洞、压力管道下平段支洞施工各支洞断面尺寸均为4.54.5m（宽高）的城门洞型。由于中平2支洞长334m，洞身较长，因此在其进洞150200 m适当位置处设一避车洞。中平1支洞长235m，在其进洞135 m左右适当位置处设一避车洞。避车洞型式及断面尺寸见图TWH/RZH/RCVI-06-11。中平1支洞与中平1段相交于管0+335.316，中平2支洞与中平2段相交于管0+625.599，压力管道下平段支洞与下平段相交于管0+903.601。各支洞洞口位置布置见图TWH/RZH/RCVI-06-11。各支洞采取全断面掘进，采用手风钻造孔，直孔掏槽、周边光爆，中平1、2支洞在回车洞前采用ZL40装载机端碴至洞口装车运至碴场，在避车洞之后采用装载机在避车洞位置处装碴；压力管道下平段支洞采用ZL40装载机端碴至支洞与进厂交通洞岔口处装车，5t自卸车运至碴场。2、中平1段、中平2段开挖中平1段、中平2段开挖均采取全断面掘进，采用手风钻钻孔，直孔掏槽、周边光爆，采用ZL40装载机端碴至与支洞交叉口装车，5t自卸车运至碴场。3、下平段及岔支管开挖下平段及岔支管均采取全断面掘进，采用手风钻钻孔，直孔掏槽、周边光爆，下平段采用ZL40装载机端碴至与支洞交叉口装车，5t自卸车运至碴场。岔支管段在厂房部位开挖至支管底高程后采用人工手推车将碴人工运至厂房，与厂房爆碴一起运至碴场。4、斜井段施工斜井段开挖采取先中导井，后扩挖的方式进行。导井在平段开挖完成后采用爬罐法自下而上进行，导井完成后自上而下进行扩挖，采用手风钻钻孔爆破，ZL40装载机端碴至与支洞交叉口装车，5t自卸车运至碴场。压力管道开挖方法见图TWH/RZH/RCVI-06-11，钻爆方法见图TWH/RZH/RCVI-06-12。6.3.3主副厂房系统工程开挖施工主副厂房系统工程开挖包括主副厂房、厂房通风洞、进厂交通洞及无压尾水洞等。6.3.3.1 主副厂房施工1、施工方案地下厂房开挖施工采取分层分区作业，施工通道有通风洞、进厂交通洞、尾水洞，地下厂房布置平面见图TWH/RZH/RCVI-06-13。2、施工程序主厂房洞室为城门形断面，属大跨度、高边墙结构，且与数条支洞交叉，工程量大，结构复杂；支护采用锚杆、网喷砼支护结构。主厂房自上而下布置了上、中、下三层施工通道，相应厂房分7层进行开挖，层高3.628.3m。为充分利用大洞室空间，开挖采用大型配套设备、机械化快速施工。自上而下依次先挖顶拱、逐层下挖，喷锚支护与开挖平行作业，为了施工安全，与厂房交接的洞口应先进行开挖并及时锁口。厂房通风洞、进厂交通洞及无压尾水洞开挖采取全断面掘进，周边光爆。厂房开挖分层见图TWH/RZH/RCVI-06-14。3、施工方法 根据设计图，主厂房最大开挖高度高46.86m，宽21.6m，且自上而下依次布置了上、中、下三层施工通道，依据施工设备能力及具体施工条件，相应将主厂房分为7层进行施工，分层开挖施工特性见表表6-3-1，分层开挖方法见表6-3-2。厂房分层开挖施工道路布置及施工机械布置见图TWH/RZH/RCVI-06-15，开挖分层分区见图TWH/RZH/RCVI-06-16。主厂房开挖分层特性表表6-3-1 工程部位分层高程层号分层高度（m）开挖方量（万m3）主厂房上部2355.562348.06m7.5103182348.062344.44m3.626522中部2344.442339.01m5.4393712339.012331.07m7.7512900下部2331.072325.36m5.998202325.362317.06m8.375602317.062311.86m5.772091） 第层（1、2）施工：采用中导洞超前，两侧错距扩挖跟进的开挖方法（中导洞超前815m）。中导洞断面bh=88m，采用三臂台车钻孔，孔深4.04.5m，每循环计划进尺3.5m，两侧扩挖每循环计划进尺3.54.5m；液压平台车装药，非电毫秒微差爆破，周边孔采用光面爆破。出渣采用CAT966F侧卸式装载机配合10t自卸汽车经通风洞运至渣场。爆破通风排烟后，立即湿喷钢纤维砼封闭岩面（喷厚58cm），防止岩体松驰发生安全事故，顶拱及边墙的永久喷锚支护视围岩条件在得到监理工程师许可后可滞后于掌子面若干开挖循环距离，与开挖平行作业。第I层爆破布孔及网络图见TWH/RZH/RCVI-06-17。2） 第层施工：在第层施工完毕后下卧开挖。采用三臂台车水平钻孔，开挖层高3.62m，两侧周边墙进行预裂控制爆破，周边预留2.5m厚光爆层用手风钻造孔爆除。大量爆碴通过通风洞采用CAT966F配10t自卸车运渣。剩余少量与第三层爆碴通过进厂交通洞运出。3)第层施工：本层为岩锚梁的施工部位，施工质量要求极为严格，是地下厂房施工的重点与难点。为便于岩锚梁的施工，第III层开挖底部高程低于岩壁吊车梁下部开挖高程2.0m，开挖高度定为5.43m。为保证吊车梁岩台的施工成型质量，减轻爆破对围岩的振动影响，采用中间拉槽，两侧预留保护层（保护层厚度3m）跟进开挖的方法。中间拉槽超前2030m，采用梯段爆破，钻孔采用ROC742液压钻，每循环计划进尺68 m；两侧保护层各留2.6m，采用光面爆破。为出碴方便，在该层开挖前，先在厂房正对交通洞位置打一溜碴井，III层爆碴全部通过溜碴井经进厂交通洞运至碴场。两侧保护层开挖推进一段距离后，即进行上游侧岩锚梁锚杆及边墙系统锚杆打安。第III层爆破布孔及网络图见TWH/RZH/RCVI-06-18、19。4)中部第IV层施工：第层开挖的施工通道为进厂交通洞，开挖条件较好，母线洞、施工廊道在此层出露，在厂房下至该层之前先由主变室进入进行母线洞开挖，并及时做好锁口支护。采用ROC742液压钻机垂直钻孔，开挖层高7.75m，每循环计划进尺68m，两侧周边墙进行预裂控制爆破，周边预留2.5厚光爆层用手风钻造孔爆除。采用PC200液压反铲配10t自卸车运渣。5） 第、层施工：V层施工通道主要利用进厂交通洞，VI层施工通道利用尾水洞。开挖方法中槽采用ROC742液压钻垂直钻孔预裂爆除，孔深满足分层高度，每循环计划进尺68m，周边采用手风钻造孔进行光面控制爆破。V层部分及VI层爆碴采用将尾水洞向厂房内延伸，然后打溜碴井通过溜碴井出碴，采用PC200液压挖掘机装车，10t自卸车运渣。6）第层施工：本层施工通道利用尾水洞。开挖采用三臂台车或手风钻钻水平孔，光面爆破，3m3装载机配10t自卸车装运渣至碴场。7）主厂房集水井等其他沟槽及井坑开挖均采用手风钻造孔，人工开挖，出渣利用长臂反铲或摇臂拉杆将井坑内的石渣挖出，后用反铲配合自卸汽车倒运出洞。主厂房分层开挖方法简表表 6-3-2层号高度（m）开挖量（m3）施工通道施工方法简述施工设备施工工期7.510318以排风洞作施工通道开挖采用中导洞先进两侧耳扩挖错距跟进的方法（中导洞领先815m），喷锚支护视岩石情况随后跟进。三臂台车、液压钻、锚杆台车、喷砼机械、液压平台等装载机、自卸汽车挖掘机自卸车、砼搅拌车、砼泵车2003.10.12003.11.303.626522以通风洞作施工通道 先中部进行深孔梯段拉槽爆破，两边预留3m保护层。2003.12.12003.12.315.439371以通风洞、进场交通洞作施工通道.先中部进行深孔梯段拉槽爆破，两边预留岩壁梁保护层（3m），岩壁梁开挖采用水平钻孔周边光面减振爆破。液压钻、锚杆台车、喷砼机械手、液压平台车、反铲挖掘机、装载机、自卸车2004.1.12004.2.157.7512900进场交通洞作施工通道.先中部进行深孔梯段爆破，两边墙预裂爆破，保护层光面爆除。本层穿插进行母线廊道的锁口支护及开挖。2004.2.162004.4.305.99820进场交通洞作施工通道.先中部进行深孔梯段爆破，两边墙预裂爆破，保护层光面爆除。2004.8.12004.9.158.37560尾水洞先中部进行深孔梯段爆破，两边墙预裂爆破，保护层光面爆除。2004.9.162004.10.315.77209尾水洞手风钻造孔爆除液压钻、锚杆台车、喷砼机械手、液压平台车、装载机、反铲、自卸车2004.11.12004.12.31光面爆破施工工艺、上部三臂台车开挖施工工艺、中下部液压钻机开挖施工工艺分别见框图6-3-1、6-3-2、6-3-3。光面爆破施工工艺框图施工准备爆破设计测量放线钻 眼药量计算装 药掏槽眼起爆辅助眼、周边眼起爆装渣运输进行下一循环信息反馈爆破效果分析图6-3-1 不好 良好 上部三臂台车开挖施工工艺框图图6-3-2测 量 放 线台车移至掌子面、定位、升支架 接台车高压水管及动力电缆1、2部同时钻炮眼装 药 联 线出 渣初喷砼拆除台车高压水管及动力电缆洒水 、通风、 排烟起 爆台车退出作业面至安全位置找 顶进入下一循环注：爆破采用微差减震控制爆破技术，以降低震动速度。中下部液压钻机开挖施工工艺框图图6-3-3测 定 孔 位潜孔钻移至工作区钻 炮 眼装 药 联 线潜孔钻退至安全地段起 爆洒水 、通风、 排烟进入下一循环出 渣注：爆破采用微差减震控制爆破技术，以降低震动速度。4、岩锚梁施工1) 合理确定与岩台开挖相关的分层岩锚梁位于主厂房顶部大跨度高边墙处，为方便施工，保证边墙稳定，洞室分层开挖一方面要满足岩台预留保护层厚度，满足岩台开挖、锚杆施工所需空间，安装方便；另一方面又要尽量减少下层开挖对岩锚梁梁体混凝土施工的影响。因此，分层的位置直接影响着岩锚梁以至整个洞室的质量和工期。根据以往施工岩锚梁经验，确定岩锚梁底至下层顶面高为2m，该层高为5.43m。为了进一步减少下层开挖对岩锚梁震动影响，在进行岩锚梁混凝土浇筑前，完成下层（层）边墙的预裂孔施工。 2) 岩台保护层厚度为防止洞室爆破开挖对岩锚梁岩台的破坏，保证岩台稳定，在岩台轮廓线外预留2.6m厚度围岩作为保护层。 3) 岩台开挖爆破参数确定为确保岩台表面平整，减少因爆破对围岩的破坏，减少超欠挖，岩台开挖采用光面爆破技术，开挖爆破布孔及参数详见图TWH/RZH/RCVI-06-20。4)开挖方法开挖采用三臂台车水平钻孔，周边光面爆破方式。A、钻孔方向：采用顺层走向水平造孔，保证开挖面平整。B、钻孔机具：采用三臂台车与手风钻配合钻孔。C、减少超挖防止欠挖的措施：a、严格按岩台开挖工艺流程施工；b、钻孔要求准、直、齐、平。准就是孔位准，楔入角度小而准、钻孔深度准；直就是炮眼应顺直；齐是指炮孔底部在同一深度；平是指爆破后的岩面平整无欠挖，超挖在允许范围内；c、严格依据爆破设计进行装药；d、起爆采用非电毫秒雷管分段起爆；e、溶蚀带、断层带处理措施首先采用风镐人工挖除，个别部位进行弱松动爆破，然后增设锚杆和混凝土补强。裂隙发育的破碎带需进行固结灌浆加固。5) 岩锚梁的施工质量及安全措施A、岩台开挖采用光面爆破技术，半孔率达到90以上，表面基本平整无明显裂隙、无欠挖，超挖不超过10cm，特别是岩台转角点保持较好轮廓尺寸和围岩完整；B、锚杆材料及长度、直径、锚杆插入锚孔深度及角度符合设计要求。砂浆按配合比拌制并根据不同倾角采用不同注浆方法以保证注浆饱满，达到养护期后按规范要求进行锚杆拉拔力试验，锚固力要满足设计要求；C、岩锚梁混凝土达到设计强度后才可进行下层开挖，但要先进行一次起爆药量的安全验算。爆破时进行爆破振动速度测试，使爆破后传到岩锚梁的质点振动速度不大于57cm/s。同时对岩锚梁侧面、底面加强防护，以免飞石撞坏梁体；D、岩锚梁使用前后均定期观测已埋设的锚杆应力计、测缝计、位移计，监测锚杆应力变化情况、梁体和岩壁裂缝开展情况及围岩变形情况，以便随时发现异常情况采取措施及时处理；E、搞好经常性施工安全工作，防止摔伤、触电、炸伤、砸伤等意外事故。5、钻爆设计主洞所处围岩为结晶灰岩夹板岩、千枚岩，以III类围岩为主，故爆破设计以主洞中以III类围岩为对象进行设计。1）爆破作业特点主厂房爆破作业具有以下主要特点：A、由于本洞室断面大，开挖分部较多，洞室内各部围岩多次卸载将对洞室的稳定存在着较大影响，故需要根据该地区同类地层的有关物理参数建立计算机数字模型，用ANSYS程序对洞室的稳定状态进行计算和模拟，以确定最佳的分部和开挖步骤，确保洞室开挖稳定。B、在开挖上层过程中，应对洞室拱部实施光面爆破技术，确保洞室拱部成形光滑、园顺及美观，并采取有效措施，将爆破对拱部围岩的扰动降低至最小程度。C、对中部水平岩台及岩锚梁处采取预留层光面爆破技术，确保该处岩台的成型和稳定；对边墙采取预留光面层爆破法进行控制爆破，确保拱脚下部边墙的稳定，进行分块分批次爆破，以减少一次最大单段药量，将爆破震速对岩锚梁和吊车梁的影响控制在允许范围内。D、为了防止中下部大规模爆破对洞室的震动影响，对VIV层梯段爆破区两侧边墙采取预裂爆破技术，以切断地震动在岩层中的传播途径，确保洞室的安全和稳定，并确保洞室边墙成形。同时采用垂直梯段爆破，可以控制爆破石渣的方向成水平方向，减少对III层岩锚梁砼的影响，还可以控制石块块度，有利于再利用，并减少钻孔量，提高进度。E、在爆破开挖全过程中，均对已建结构进行爆破震动监测，并根据所获得的监测结果及时反馈信息，调整控制爆破参数，进行信息化钻爆设计与施工。2）钻孔直径确定洞室开挖中，三臂台车配用48mm钻头，液压钻配76mm钻头进行造孔。另外，根据目前国内隧道凿岩机械设备，台车选用48mm钻头钻凿水平孔。 3）爆破器材选型根据洞室所穿越围岩坚固性系数f以及凝灰质细砂岩岩石纵波波速等，选用威力适中、匹配性好、防水性能好、易于切割分装的2岩石乳化炸药；起爆器材则视情况选用国产系列15段或20段非电毫秒微差塑料导爆管。4）掏槽方式选型上I1区部在洞室中取一个超前上导坑的作用，其循环进尺决定着整个洞室的掘进速度，为了确保上I1区每炮掘进进尺，选用直孔掏槽型式进行I1区掏槽。其掏槽型式见钻爆设计图TWH/RZH/RCVI-06-17。洞室中其它各部均有足够的临空面，无需掏槽爆破。5）炮眼布置及孔网参数A、层I1区类似于普通隧道掘进，根据经验，掏槽区应布置在断面的中下方，以减少石渣抛距，便于机械装渣，且要求炮眼间距较密，以确保掏槽成功；周边眼、内圈眼则严格按光面爆破要求布置；扩掏眼、二台眼、底板眼布眼密度较掘进眼稀，大约为掘进眼孔网密度的80左右；掘进眼一般均匀布置，其孔距或排距应控制在1.01.9m左右。B、层I2区具有2个良好临空面，根据要求，除洞室顶部炮眼严格按光爆设计要求布眼外，拱脚处炮眼还将严格按光面爆破法的要求装药与布眼，其余掘进眼炮孔间距控制在1.01.2m左右。C、层开挖分成2个区域，即中部掘进区与两侧边墙预留光爆层区。中部掘进区采用液压钻钻凿垂直孔进行梯段爆破，其炮眼布置及孔网参数见梯段爆破设计，孔网间距大约控制在2.01.8m左右；两侧边墙预留光爆层则采用手风钻凿垂直孔进行剥邦爆破，孔网参数同I2区剥邦爆破。D、IIVI层边墙采用垂直孔预裂成型，其孔网参数见预裂爆破设计，炮眼间距大约控制在0.60.8m左右；其余部位则全部采用垂直孔梯段爆破法进行掘进，梯段爆破孔网间距大约控制在2.141.5m左右。详细炮眼布置、孔网参数标详见图TWH/RZH/RCVI-06-18、19。 6、光面爆破技术A、拟在本洞室施工中所采取的光爆技术措施有：严格控制周边眼、二圈眼间距，控制周边眼、二圈眼装药量、起爆时差等。各级围岩光爆时，其孔网参数见表6-3-3。B、严格控制周边眼外插角，力争将其控制在1左右，且要求周边眼在断面上的位置固定，使洞室壁面上所残留的半孔连成一线，确保洞库成形美观。 围岩光面爆破技术参数 表6-3-3围岩级别周边眼间距E（m）周边眼抵抗线w（m）内圈眼间距 E（m）装药密集度q（kg/m）拱部周边眼装药类0.600.700.800.14顺孔类0.300.400.60.12隔孔C、采用预留光爆层光爆技术，确保洞室光爆成形，所谓预留光爆层，就是每一循环均将该循环同里程处的侧墙光爆层留出，在下一循环中实施爆破，预留光爆层随掌子面向前推进而推进，该方法的优点是较易获得良好的光爆效果，有利于减轻爆破对边墙的破坏。预留光爆层光爆技术示意如下图所示。预留光爆层炮孔布置示意图图6-3-4D、对周边眼采用光爆炸药+竹片+导爆索进行空气间隔不偶合装药。E、对洞室垂直高边墙采用预裂爆破成形，确保边墙光爆质量。F、对拱脚、岩台处，采用光面爆破撬挖成形。7、梯段爆破技术本洞室石方开挖主要采用梯段爆破技术，因其技术优点有：其一是可以控制石渣的抛掷方向，可以减少爆破飞石对洞身构筑物的影响；其二是所爆石方块度较大，有利于再利用；其三是可以减少钻眼数量，缩短循环作业时间，确保工期；其四是一次爆破方量大，开挖强度高，可以满足大型挖装运机械的作业要求。其炮眼布置及孔网参数设计如下。A、孔径、孔深D、L：根据钻机型号且结合已有的施工经验，选择80mm的孔径，孔深依台阶高度不同而有所不同，考虑到超深，则孔深比台阶高度深约0.2m左右，本洞室垂直孔孔深基本上在78m左右。B、底盘抵抗线w底：底盘抵抗线过大，则造成爆破后岩体残留根底多；底盘抵抗线过小则不仅浪费炸药，而且使钻孔数量增多。依经验公式w底=（3040）D计算底盘抵抗线，有w底=2.23m。C、设计抵抗线w：考虑到钻孔偏差及岩石的坚固性等因素，确定各排炮孔的实际抵抗线应控制在2.02.5m左右。D、炮眼间、排距a、b：采用大孔距小抵抗线布置炮孔，有b=w，a=1.20b，则b=2.02.5m ，a=2.42.8m，炮孔呈矩形或梅花形布置。E、炸药单耗k：根据在同类围岩中的施工经验，取k=0.50.6kg/m3 。F、单孔装药量Q：在梯段爆破参数正常条件下，单孔药量计算公式为Q=kawL或Q=kabL(kg),后排或转角处炮孔可比设计增加10的药量，以克服岩石的夹制作用。G、装药结构：为了控制最大单段药量，所有的炮孔均采用复式装药结构，即在炮孔底部装高段别雷管，上层装低段雷管，以使上部岩体先起爆后，下层再起爆，二层之间的药量分配原则是：炮孔底部装药60，上部装药40，其装药结构见梯段爆破主爆孔分层分段装结构。8、预裂爆破技术由于洞室断面大，所要求的开挖强度高，故II层均采用液压钻钻凿较大孔径的垂直孔进行大规模梯段爆破，但需采取一定的措施降低爆破震动对已建砼结构的影响。本工程预裂爆破所起的作用，其一是切断爆破地震波的传播途径，减轻梯段爆破对洞室构筑物的影响；其二是确保洞室边墙成型及减轻爆破对边墙围岩的扰动。其炮眼布置及孔网参数设计如下。A、孔径D：由所选机具决定预裂爆破孔孔径，取D=76mm。B、孔间距a：依经验公式有a=(812)D，取a=8D=0.8m。C、线装药量q：采用经验公式q=3(Da)1/21/3(g/m)计算。式中：D钻孔直径，mm a孔距，cm 岩石抗压强度，取=100Mpa，则q=3(7.560)1/21001/3=292（g/m），装药时其不偶合系数为24。D、孔深L：一般预裂孔应比梯段主爆孔深1m左右，或至少与主爆孔同深，本洞室只有II层边墙均有条件预裂爆破成型，根据各部分层高度可知预裂孔深比该层分层高度深0.5m。E、装药及堵塞：一般在导爆索上绑扎32乳化炸药药卷的办法，加工成线状药包，药包间隔0.20.25m，底部0.6m内的装药量应比上部药量线装药密度高，基本上为上部线装药密度的2倍，以增强底部的起爆力。堵塞采用全长堵塞方法，应从药包顶端起堵塞，不得只在孔口堵塞。F、起爆方法及顺序预裂孔要先于主爆孔起爆，本洞室条件亦许可