深孔排沙放空洞工程施工技术方案 (二)

深孔排沙放空洞工程施工技术方案

一、施工规划

根据现场实际情况，出口有压洞段、无压洞段及出口闸井施工以出口闸

井位置为交通分岔点，以不同高程布置2条施工支洞和一条交通洞，1#深孔

闸井支洞连接闸井穹顶，交通洞、1#深孔洞身分别连接闸井工作层和底部,

1#深孔洞身支洞施工为洞室施工的主要交通道路，用于有压洞段、出口无压

洞及出口工作闸井段工程施工。尾水消能段从3#路分岔布置YL-5施工道路

至尾水消能段进行施工。施工用风、水、电根据该标段总的布置设计，从就

近端口接入或邻近场地设置。

有压洞身段、出口闸井、出口无压洞段以1#深孔洞身支洞为通道进行施

工，出口效能段由YL-5施工道路分岔至施工区域，施工道路布置详见附图

《1#深孔排沙放空洞平面示意图》chO7T。根据招标文件结合本部位结构特

点，有压洞身段、工作闸井、下游渐变段施工相互关联，总体按照开挖、支

护、衬砌施工顺序进行，对局部可微调施工顺序；出口效能段与出口无压洞

段工程施工相互关联，采取自上而下、顺水流方向从上游至下游的顺序进行。

各施工部位施工机械配置按照施工进度安排，工程量、工程投入等因素综合

考虑，尽量采用国内现行先进机械设备进行施工，有压洞段采用多臂钻、穿

行式钢模台车进行洞挖及碎衬砌施工，出口闸井采用反井钻机钻孔、导井溜

渣方法进行井挖施工，出口无压洞段由于坡度的限制，采用YT-28手风钻造

孔爆破进行洞挖，采用反铲配合推土机将石渣推至下游洞口进行出渣，出口

效能段包括边坡土石方开挖，碎施工及效能段防护工程，主要机械包括履带

式潜孔钻、反铲、布料机及运输车辆等，本标将根据施工强度配备开挖、运

输、支护、碎施工及防护施工工程机械进行施工，以确保本标工程按期完工。

1#深孔排沙放空洞总施工规划图框示意图如下:

尺2.5m,采用楔形掏槽方式；V类围岩每循环进尺2m,根据实际围岩情况进

行布置爆破孔。

采用ZL50c侧翻装载机装15T自卸车运至指定场卸渣。人工配合PC130

液压挖掘机进行掌子面石渣清理。

（3）交通洞洞挖施工

交通洞横断面为城门洞型，洞长130nb成型后底宽6m,直墙高7m,顶拱

圆弧半径3.464m,弧长2冗/3。交通洞基础面以下设计一通向出口工作闸

门井通气孔通风管道，断面呈矩形，开挖尺寸4.4nl（宽）X2.7m（高），碎

衬砌后尺寸3.6m（宽）XL5m（高）。以HI类围岩为主，局部存在W、

V类围岩类型，石方洞挖分两步进行，首先进行交通洞全断面开挖，拟采用

YT-28钻孔，楔形掏槽，HI类围岩每循环钻孔深3.0m,周边孔距50cm,崩

落孔距70〜80cm,人工装药，微差非电管引爆乳化炸药实施爆破，周边光面

爆破。IV类围岩每循环进尺2.5m,采用楔型掏槽方式；V类围岩每循环进

尺2nb根据实际围岩情况进行布置爆破孔。交通洞开挖完成后进行通风管道

开挖，为了达到更好的爆破效果，通风管道采用竖向钻孔进行控制爆破，由

于断面较小，两侧直墙采用光面爆破进行控制。

人工配合PC130液压挖掘机进行掌子面石渣清理，采用ZL50c侧翻装

载机装渣运至洞口进行出渣，有15T自卸车运至指定卸渣场。

洞挖作业施工参数如下表7.3~2：

（4）1#深孔有压洞段洞挖施工1#深孔有压洞段断面呈圆形，桩号深-

0+015〜深-1+359.226,根据

地质勘查资料-，该洞段以HI类围岩为主，局部存在V类围岩类型（深

-0+629.7〜深-0+713.7,深T+145.7〜深-1+220),IH类、V类围岩开

挖半径分别为4.2m、4.4mo有压洞段洞挖采取全断面洞挖方式进行施工。

采用多臂钻造孔，楔形掏槽，每循环ffl类围岩钻孔深3.3m,V类围岩钻孔

深2.0m,周边孔间距为50cm,崩落孔距70〜80cm,人工装填炸药，非电管引

爆硝胺乳化炸药实施毫秒微差挤压爆破，周边光面爆破。为了施工方便，预

留底部约1.23m厚洞渣，形成6m宽施工道路，在碎浇筑施工前采用PC130

反铲清理石渣，局部欠挖部位有人工持风镐进行处理。

有压洞段采取上、下游同时掘进，分段进行洞挖施工，根据总进度计划

编排，计划在深-0+700桩号进行贯通，采用人工配合PC130液压挖掘机进

行掌子面石渣清理，ZL50C侧翻装载机装渣运至洞口进行出渣，上游洞渣采

用15T自卸车运至库区3#渣场卸渣，下游洞渣采用15T自卸车运至下游4#

渣场卸渣，洞碎衬砌从上游深-0+15.0桩号开始，采用一套定型钢模台车从

上游至下游进行施工。由于洞线较长，有压洞段每300m左右设车辆掉头位

置，长度约8q加宽宽度约2.83m,每个掉头位置开挖方量约1251n3,共设

置3个车辆掉头位置。

(5)出口无压洞段洞挖施工

出口扩散洞段横断面为城门洞型，桩号深T+394.7〜深T+525.2,宽

度10.5-18.8670高度11〜18.251nl。底面坡度1:3,以HI类围岩为

主，局部为W类围岩类型。洞挖施工分两层进行，第一层进行上部开挖，

设计开挖高度7m,自下而上进行钻爆施工，支护施工及时跟进，拟采用YT-

28手风钻钻孔，楔形掏槽方式，每循环IH类钻孔深3.0m,IV类钻孔深

2.5m,周边孔间距为50cm,崩落孔距70〜80cm,人工装填炸药，非电管引爆

2#岩石乳化炸药实施毫秒微差挤压爆破，周边光面爆破；第二层为下半部

剩余部份，开挖高度为4TL251m,采用YT-28手风钻钻孔，每循环钻孔

深度3.0%周边光面爆破，人工装填炸药，非电管引爆硝胺乳化炸药实施

毫秒微差挤压爆破。

由于出口扩散洞段坡比较大，轮式机械无法进行施工，拟采用PC220反

铲进行掌子面清理，石渣采用TY220推土机推卸至出口，由PC220或PC650

反铲装渣，15T自卸车运至指定渣场卸料。

（6）不良洞段施工处理不良地质段处理主要采用如下措施：

1）对IV类较好围岩段开挖一般采用“浅眼（2.0~2.5m）、密孔、弱

爆破、短进尺、多循环”的施工方案，根据实际地质情况，按3.0nT3.5m

高度由上而下分层开挖，采用边开挖边支护，采用喷锚支护辅以钢支撑及时

支护。

2）对W类较差及V类围岩段开挖亦采用“浅眼（L5~2.0m）、密孔、

弱爆破、短进尺、多循环”的施工原则，按照3.0~3.5m高度分层，先上部

后下部，上部分为两个区域进行开挖，第一个区域开挖后及时采用喷锚支护

结合钢支撑安全支护，再进行第二个个区域开挖，开挖后采用喷锚支护结合

钢支撑安全支护。支护完成后分序开挖下部，再支护下部。

3）特差地段可辅以环形开挖及管棚法施工，必要时可采取超前探测，了

解前方围岩情况，制定相应对策。施工中严格控制炸药量，周边均采用光面

爆破,尽量小地扰动周边围岩。开挖后喷锚支护时间一般在出磴工序前进行。

施工中设置变位观测装置，定时监测，做到“早发现、早处理”。

对地下水发育地段，采用引、排、堵结合的排水方案，设置数量不等

的深排水孔并及时喷碎封闭岩面，集中排水，必要时采用化学灌浆等手

段。

4.出口闸井竖井开挖

出口闸井位于1#深孔有压洞段和出口扩散段之间，桩号深T+358.25〜

深T+383.75,高程EL1693-ELE1741,水平剖面呈矩形。以ni类围岩为主，

采取导井溜渣的方式分段进行施工，竖井开挖按照以下几步进行：

（1）出口闸井穹顶部分开挖施工，高程EL1734.5〜1741,水平剖面

尺寸13nl（宽）X18.8m（长），以1#深孔工作闸井施工支洞为施工通道,

采用YT-28手风钻进行导洞钻孔施工，断面尺寸根据施工支洞断面及现场实

际情况而定，孔深设计为3%采用隧洞开挖方式进行掘进，其装药单耗与有

压洞段相同。导孔施工完成后进行穹顶部分扩挖施工，采用YT-28手风钻造

孔，孔深2.5叫装药单耗适当降低。穹顶扩挖施工与支护同步进行，及时进

行安全支护。采用ZL50装载机直接在掌子面装渣，由15T自卸车通过1#深

孔工作闸井施工支洞运至指定渣场卸渣。

（2）工作闸井溜渣导井钻孔施工（至闸井底部），沿闸井中心线布置

LM200型反井钻机自上而下形成中140cm导孔，由人工进行导井扩挖，最后

形成①200cm溜渣导井。随后进行EL1727.8〜1734.5层石方井挖，采取梯

段毫秒微差进行爆破，周边采用预裂爆破，减小井壁震动。PC60反铲清渣,

通过溜渣导井溜至闸井底部，采用ZL50装载机装渣，由15T自卸车通过1#

深孔洞身施工支洞运至指定渣场卸渣。

3、EL1730.6位置锚壁梁施工完成后，进行EL1717.6-1727.8层石

方井挖施工，水平剖面尺寸11.3m（宽）X18.8m（长），PC60反铲清渣,

通过溜渣导井溜至闸井底部，采用ZL50装载机装渣，由15T自卸车通过1#

深孔洞身施工支洞运至指定渣场卸渣。

4、进行EL1717.6至井底层石方井挖施工，水平剖面尺寸15.5nl（宽）

X18.8m（长）,EL1717.6-1715.6层按照n.3m（宽）X18.8m（长）

进行开挖，对周边扩挖段开挖一豁口，然后沿井壁面进行水平扩挖，井壁采

用光面爆破进行控制。EL1715.6以下开挖施工方式同上，井挖施工完成后进

行井壁碎衬砌施工，确保结构安全稳定，预留底板碎作为有压洞段施工通道。

5,洞室施工安全监测

为确保工程施工期间安全，必须对洞室、边坡开挖进行安全监测。在安

全监测过程中，若发现监测数据异常,危及施工安全时应立即停止开挖施工，

并及时进行防护。完成安全防护后，根据监测成果证明已达到继续施工的安

全要求，并经监理人同意后，才能继续施工。在施工过程中，应结合建筑物

永久性安全监测，埋设必要的位移、沉陷与地下水情等的观测仪器设备，进

行施工期的安全监测，并定期将安全监测成果提交监理人。施工期间每月进

行一次各洞室、边坡变形测量，测量结果附入每月测量月报报送监理人。

(1)隧洞施工安全监测

一般情况，隧洞在开挖及初期支护后会发生应力收敛以及发生不同程度

的位移，包括水平位移及竖向位移，为了确保施工期间已开挖洞段安全，应

根据《隧洞施工安全规程》相关规定对其进行变形观测。变形观测主要通过

埋设变形观测点，使用测量仪器进行测量，收集数据进行分析、对比，判断

监测断面变化情况，确定处理方案。变形测量应根据洞室断面及地址围岩情

况确定测量断面，在测量断面合适位置埋设观测点，本标HI类围岩每隔40nl

设置一个测量断面，IV、V类围岩每隔20设置一个测量断面，对于不良地质

地段根据现场实际情况与监理工程师确定。

(2)出口工作闸井施工安全监测

为避免出现大的安全事故发生，我部决定在施工过程中采取以下措施对

围岩变形情况进行监测。

1）在围岩上设置固定点，定期进行测量观测;

在开挖过程中，对闸井部分永久监测设施进行同步施工，施工完成，即

可对围岩变形情况进行有效的监测。

2）在井口平台处沿井壁设置6个2kg铅垂线，铅垂线随开挖往下延伸，

测量竖井的垂直度及围岩较大的变形。

3）在一定部位增设多点位移计及锚杆应力计，以便及时测定并掌握井

筒变形情况，采取相应的措施。

4）不定期的对支护后的喷碎、钢支撑进行观测，并记录，现场作出相应

的标记。

5）设置专业的地质工程师，开挖前进行相关的地质预报，开挖过程中进

行相应的控制，开挖后定期查看和监测。

（3）出口消能段施工安全监测

出口消能段主要针对高边坡开挖进行安全监测，根据边坡设计，每隔10m

垂直高度埋设10各位移变形监测点，为了测量方便，监测点可设置在边坡

马道合适位置，尽量避免外界因数破坏。

6.施工质量与安全保证措施1）土石方明挖质量保证措施

1）按照初检一复检一终检的三级检验制度对土石方开挖工程质量进行

严格过程控制。

2）认真、细致地进行现场爆破试验，包括预裂爆破、深孔梯段爆破、水

平保护层和垂直保护层浅孔梯段小药量爆破和上坝可利用料控制爆破等，通

过试验取得合理的爆破参数和爆破工艺。

3）预裂爆破质量控制

A采用全站仪现场放设孔位控制点，利用先进的钻机精确控制预裂孔钻

孔角度，确保预裂孔钻孔质量。

B格按照爆破试验确定的爆破装药结构进行预裂孔装药、连线和堵塞。

C每次预裂爆破完成后，由爆破工程师质量工程师检查工作面是否沿预

裂线形成一定宽度的连续裂缝，在梯段爆破开挖完成后，再检查预裂面是否

受到爆破震动破坏、残孔率和岩面平整度是否达到规范和技术条款要求，为

进一步优化爆破参数提供依据。

4）保护层开挖质量控制

所有建基面和马道均按规范要求预留不小于L5nl厚的水平保护层，并

在压力管道出口垂直侧堵等部位开挖时，在距设计边线2.0〜2.51n处预留

垂直保护层，采用预裂爆破技术沿设计开挖线进行预裂爆破，手风钻浅孔小

药量一次爆破进行保护层开挖，以确保特殊部位开挖质量。

保护层开挖施工时，在爆破工程师和质量，程师的现场指挥下进行钻孔、

装药、堵塞、连线等工序，每道工序经检验合格后方可进行起爆，并由爆破

工程师和质量工程师检查爆破开挖质量，分析和优化爆破参数，选择合理的

爆破工艺。

12）土石方明开挖安全保证措施

1）土石方明挖前做好防、降水和排除积水工作，对边坡局部土质较差

的地段做好坡面保护。施工期间加强测量监控，严格按照图纸进行施工，误

差控制在设计允许的范围之内。坝体填筑区域内有机杂质清除干净，地坑、

水坑和土壤层、软土层等进行认真处理。

2）严格按国家爆破安全规程实施爆破作业。爆破技术人员持公安部颁

发的爆破技术人员安全作业证，方可参加爆破设计施工。爆破工持爆破工上

岗证方允进行爆破作业施工。

3）按爆破规程要求设置爆破警戒区和警报系统，防止人员在放炮时进

入爆破警戒区。

4）采取临时支护和永久支护结合的措施，防止高边坡开挖过程中边坡

失稳。

5）结合爆破试验，合理确定爆破参数，防止爆破飞石飞到警戒区以外,

并尽可能减少爆破震动对相邻建筑物施工安全的影响。

6）在陡岩和各级马道处设置安全防护栏和警示标志，陡岩边缘处施工

时，施工人员系安全带，防止坠落。

7）按技术条款和安全规程，布置足够的照明设施，确保夜间施工照明。

8）配置专人和专用设备，加强道路维护，保证汽车行驶安全。

9）在各级马道上设置防护拦和警示牌，防止施工人员坠落。

10）陡岩处施工人员系安全带，禁止上下层同时作业。

11）及时进行边坡支护，防止边坡失稳。

12）作好边坡截、排水设施，防止雨水冲刷坡面。

13）严格按经现场爆破就验确定的爆破参数和爆破工艺进行钻孔、装药

和起爆，每道工序由爆破工程师和质量工程师检查合格后方可进行下道工序

施工。

2.石方洞挖质量保证措施质量控制主要采用以下方面的措施：

（1）进行现场爆破试验，调整和优化爆破参数。确定在开挖区段内不

同地质条件下的各项爆破参数，为开挖爆破设计提供最佳设计依据，以提高

爆破效果，保证开挖质量；调整爆破有关参数，不断优化爆破设计，改进施

工方法和安全措施；通过试验不断收集、整理试验所得的各项数据资料，以

最优的爆破参数指导后续爆破设计，提高爆破开挖的施工进度、经济指标和

安全指数。

(2)地下洞室的爆破进行专门的钻孔爆破设计，其内容包括：掏槽方式；

炮眼布置；装药量和装药结构以及炮孔堵塞方式；起爆方法和顺序；绘制爆

破图。

(3)为查清地下洞室中尚未开挖岩体的地质情况，在监理工程师指定或

批准学了面钻设勘探孔或勘探洞。根据钻探获得的地质资料，及时调整爆破

参数，以保证开挖质量和确保安全。

(4)按“新奥法”理论进行隧洞施工，观测和掌握围岩的变形发展情况,

选择合理的支护时机和判断支护的实际效果，充分利用岩石自身的承载能力。

(5)使用质量优良的测量设备，确保各施工控制点布控准确无误。钻孔

孔位依据测量定出的中线、腰线及开挖轮廓线确定；周边孔在断面轮廓线上

开孔，沿轮廓线的调整范围和掏槽孔的孔位偏差不大于5cm,其它炮孔孔位的

偏差不得大于10cm；炮孔的孔底落在爆破图规定的平面上。

(6)优化技术措施，提高作业人员的技能：严格按爆破设计进行钻孔、

装药；孔深、孔斜控制在允许范围之内，炮孔经检查合格后，方可装药爆破。

炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结，由经考核合格的炮工负责，并严格按

爆破图的规定进行。

(7)光面爆破和预裂爆破效果达到以下要求：残留炮孔痕迹在开挖轮廓

面上均匀分布；炮孔痕迹保存率：完整岩石在70%以上，较完整和完整性差

的岩石不少于50猊较破碎和破碎岩石不小于20%；相邻两孔间的岩面平整,

孔壁不有明显的爆震裂隙；相邻两茬炮之间的台阶或预裂爆破孔的最大外斜

值，不大于lOcnio

备

通洞具

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形成

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