抽水蓄能电站工程建设地下洞室开挖监理细则

抽水蓄能电站工程建设地下洞室开挖监理细则1.1一般原则a）开挖洞径小于10m的平洞，一般采用全断面开挖；大断面洞室一般采用分层开挖；斜井、竖井一般采用先导井贯通，然后扩挖。b）大断面地下厂房第一层开挖采用中导洞领先，两侧扩挖跟进，光面爆破。第二层及其以下各层的开挖，采用梯段爆破拉槽，边墙预留保护层开挖，预裂及光面爆破相结合。c）在高边墙下开洞口时，采用超前锚杆加固围岩。d）对于岩锚吊车梁的岩台及高压岔管等体型复杂部位的开挖，要根据围岩情况优化爆破参数并严格实施。e）喷锚支护要及时跟进，确保施工安全。f）对于不良地质洞段的开挖，要采取特殊的针对性施工措施，应严格按“短进尺、小药量爆破，快支护”的原则进行。g）在重要工程部位和不良地质洞段要加强围岩变形监测，应根据监测信息，及时调整喷锚参数和支护型式，确保工程安全。1.2主厂房a）厂房上部顶拱（Ⅰ层）开挖以通风洞作施工通道，中导洞领先，两侧扩挖，三臂凿岩台车钻孔，光面爆破；装载机配自卸汽车出渣。b）厂房中、下部（Ⅱ～Ⅵ层）开挖厂房中、下部各层开挖均可采用中区先锋槽领先，上、下游边墙各预留3m保护层，先锋槽以液压履带钻机钻孔，深孔梯段爆破，最后采用光面爆破挖除上、下游侧预留的保护层；装载机配自卸汽车出渣，但各层分别采用不同的施工通道：1）Ⅱ层：以通风洞下卧作施工通道。2）Ⅲ层：以交通洞作施工通道。3）Ⅳ层：以交通洞下卧作施工通道。4）Ⅴ层：以扩挖的引水支管作施工通道。5）Ⅵ层：以扩挖的尾水支管作施工通道。1.3主变洞a）顶拱：以通风支洞作施工通道，中导洞领先，两侧扩挖，三臂凿岩台车钻孔，光面爆破；装载机配自卸汽车出渣。b）中、下部：中部以通风洞下卧作施工通道，下部以交通洞作施工通道，施工方法与厂房中、下部开挖方法相同。1.4母线洞由厂房边墙开口进入，全断面开挖，三臂凿岩台车钻孔，周边光爆，装载机配自卸汽车出渣。1.5斜井对于井口岩体应先锁口再行开挖。斜井开挖按照先导井贯通，后扩大开挖的程序进行。斜井的导井开挖建议采用反井钻机施工。此外，通风竖井也可采用反井钻机施工。反井钻机是一种较先进的施工设备。反井钻机的钻进施工，主要包括导孔钻进和扩孔钻进两大工序。导孔钻进之前，应根据工程性质及地质资料，确定反井钻机安装位置和钻进参数；扩孔钻进是导孔钻通之后，在下口拆下导孔钻头，安装上扩孔钻头，扩孔钻头安装有破岩滚刀，刀齿在压力和扭矩的作用下，对岩面产生冲击、挤压和刮削，由下向上扩孔，即反向掘进。目前，国内已有不少水电工程采用反井钻机开挖导井，十三陵抽水蓄能电站的出线井、调压井及高压斜井也曾经使用了反井钻机进行导井开挖，都取得了很好的效果。反井钻机与阿立马克爬罐相比，具有施工安全、工作环境好、工效高、质量好等优点；特别是对于围岩地质条件较差（如：Ⅳ类围岩）地段的，反井钻机在施工安全方面更具有阿立马克爬罐无可替代的优势。1.6边坡和洞室围岩稳定a）工程地质系统模型通过对某抽水蓄能电站工程地质条件的分析，结合广州抽水蓄能电站及国内其它抽水蓄能电站的工程地质分析预测预报的实际情况，建立某抽水蓄能电站工程地质系统模型（见图3-1），以便在工程施工期间，对可能出现的不利的工程地质条件进行预测预报工作。b）边坡稳定宏观预测、监控措施与对策某抽水蓄能电站位于低山、丘陵地区，地势东高西低，上库区山峦叠错、沟谷深切，下库丘陵起伏、溪流蜿蜒。区内基岩主要为花岗岩、混合岩等组成。在上、下库大坝、输水发电系统洞室群、建筑石料开采、场内外公路等工程施工，均需进行开挖劈坡，形成许多陡缓、长度不一的开挖边坡。开挖边坡可分土质边坡、岩土边坡和岩质边坡，一般多为岩土边坡。土坡一般分布在边坡上部，由残坡积土和全风化岩体组成，残坡积土的稳定性受土的休止角（内摩擦角）控制；下伏全风化岩体具岩土双重特性，其休止角（内摩擦角）和岩体中残有的各类结构面的不利组合均对边坡的稳定性起着控制作用。中下部岩质边坡，岩体多呈强、弱风化，各类结构面随机分布，因坡高、坡比、边坡走向、倾向、结构面的组合切割形成的块体形状与分布特性还岩体质量的不同，开挖边坡的稳定性也不尽一致。工程区各类节理裂隙面主要以NE、NNE、NW、NWW等为主。从边坡岩土体结构特征分析，造成工程边坡变形失稳主要有以下5种类型：第①类：残坡积土、洪、冲积土的边坡稳定主要受其休止角（内摩擦角）的控制；第②类：全风化岩体边坡具岩土双重性质，其休止角（内摩擦角）和岩体中残有各类结构面的不利组合，均对边坡稳定起着控制作用；第③类：岩质边坡上随机分布有倾向坡外的缓倾角节理，加之各类结构面与其不利组合，控制了边坡的稳定；第④类：岩质边坡各类结构面随机组合，形成倾向坡外、倾角小于坡角的棱、块体，对边坡稳定不利；

区域稳定区域稳定地下厂房长大洞室下水库建筑材料上水库区域结构稳定性地震烈度相应基岩动峰值加速度山体稳定边坡稳定坝基稳定渗漏问题岩体结构面组合软基问题风化卸载全风化夹层邻谷渗漏库盆渗漏软弱岩稳定洞室围岩分类洞室位置选择洞室轴线选择地应力状态大小方向地下水稳定构造稳定蚀变岩接触带稳定涌水问题泥石流地下水稳定断裂构造岩体结构面组合围岩抗力岩体结构面组合软基问题风化卸载全风化夹层邻谷渗漏库盆渗漏开采条件质量储量无压洞室有压洞室山体稳定边坡稳定坝基稳定渗漏问题挖填平衡某抽水蓄能电站工程地质系统距高比距高比上下库盆形状地形地貌地层岩性地质构造物理地质现象岩石物理力学性质水文地质条件风化卸荷断层节理、裂隙图3-1某抽水蓄能电站工程地质系统空间模型第⑤类：平行或近于平行岩质边坡分布的结构面的倾向与边坡倾斜方向相同，延伸性较长，或密集发育，若被开挖切脚，边坡可能失稳坍塌。监理对边坡开挖施工的主要监控措施有：1）事先应详细研究分析已有地质及相关资料，分析评价开挖边坡稳定性。审查施工单位的施工组织设计，坚持文明施工，确保施工安全；2）施工中应坚持自上而下的开挖方法，坚持开挖与治理同步。岩质边坡开挖对爆破进行控制，将爆破对边坡的影响减少到最小程度；3）采取动态监控、信息化监理工作方法，施工中对稳定性差的边坡，认真观察、及时收集边坡变形情况及新的地质信息，对工程重要部位和关键部位的边坡，若发现变形和不稳定迹象，要求施工单位及时处理。必要时立即向业主、设计单位反馈。对工程重要部位和关键部位的边坡实行旁站监理，及时进行针对性处理，确保边坡稳定；4）边坡截排水系统应和开挖边坡自上而下同步建立，截排地表水，降低地下水位，减少水对边坡稳定的影响；5）对高陡边坡，应坚持开挖与处理同步，若边坡设立变形监测系统，应自上而下与边坡形成同步建立，及时进行监测，确保边坡稳定。6）洞室围岩稳定宏观预测、监控措施与对策某抽水蓄能电站输水发电系统主要洞室群深埋于微风化－新鲜岩体中，以Ⅰ～Ⅱ类围岩为主，成洞条件较好；在进出水口段、过沟段、断层破碎带、节理密集带等部位多为Ⅲ类围岩，少数为Ⅳ类围岩，成洞条件相对较差。输水发电系统地下洞室的围岩稳定受岩体结构特征的严格控制，洞室围岩的稳定是工程的主要工程地质问题。由于围岩稳定的突出程度与岩体结构特征、洞室的规模、洞线方向、相邻洞室间岩墙厚度等密切相关。因部位不同、岩体质量、各类结构面随机组合切割块体的形状与分布位置不同，洞室围岩的稳定性也不尽一致。施工前监理必须认真研究设计文件，分析相关部位的围岩稳定条件和相应加固处理措施。在施工中监理应深入现场，收集新的地质信息和变形监测信息，采用动态监控、信息化监理的工作方法，对有关围岩稳定问题，严格要求施工单位遵循正确的施工程序，采取有效的、针对性的处理方法，防止不良地质现象的发生，确保围岩稳定、工程安全及施工安全。在开挖施工中监理的主要措施有：1）各洞室施工，必须事先详细研究已有的地质资料，建议由监理、设计、业主及施工单位组织地质预测预报及工程处理小组，进行地质预测预报工作。开挖施工中及时收集围岩变形信息和新的地质信息，分析、评价围岩的稳定性。洞室围岩稳定发现异常时，应及时采取针对性处理措施。必要时及时反馈业主、设计，及时采取有效的应急处理措施。只有完全掌握了开挖施工过程中的地质情况，才能保证有效地处理遇到的各种围岩稳定问题。2）在施工中，对所有洞脸、洞室岔口应先做好锁口处理或实施超前锚固，确认岔口稳定后，再开始洞室开挖；相邻并排洞室（如母线洞）开挖应先后错开一段距离，先施工的洞室要及时完成锚喷支护，以便后施工洞室跟进。3）主厂房、主变室等采取分层开挖，拱顶施工应每开挖一段锚固支护一段，侧壁每开挖一层锚固一层，断层破碎带部位必要时应超前支护，并确保锚固工程的施工质量。4）系统排水及施工临时排水网络要及时形成，方便施工，减少地下水对洞室围岩稳定的不利影响。5）监测系统随工程的进展及时形成。及时搜集、分析围岩变形及应力变化和新的地质信息，实施动态监控、信息化监理，确保工程顺利完工。6）施工测量控制要求放样准确，确保洞室位置、方向、高程偏离不超出允许误差范围。7）地质条件复杂、围岩稳定性差的洞室开挖施工，要求采取“小导洞、短进尺、小药量，快支护”措施，必要时采用超前锚杆、钢拱架、钢格架和管棚等支护措施，及时跟进或超前支护，确保围岩稳定。1.5环境