石方洞挖工程

第十一章石方洞挖工程11.1概述（1）灌浆洞长25m。底板高程1555.0m。洞身采用C20混凝土挂网喷浆，厚40cm。断面为城门洞型，洞宽2.5米、高3米。（2）灌浆洞与混凝土防渗墙为同一轴线。11.1.1范围本章规定适用于本合同施工图纸所示的左岸坝肩灌浆洞的开挖。11.2引用标准（1）《爆破安全规程》（GB6722—2011）；（2）《爆破作业人员安全技术考核标准》GA53-1993（3）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086—2001）；（4）《环境空气质量标准》（GB3095—2012）；（5）《水利水电工程爆破施工技术规范》（DL/T5135-2001）；（6）《水利水电工程喷锚支护技术规范》（SL398—2007）；（7）《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》（DL/T5009-1999）；（8）《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47—1994）；（9）《水利水电工程施工测量规范》（SL52—1993）。11.3施工规划11.3.1施工总体原则（1）本工程为洞室开挖施工，正确处理安全、质量、进度和经济的关系。（2）开挖施工前，监理单位向施工单位提供设计文件和图纸，组织技术交底；施工中组织有关单位及时进行工程地质和水文地质的预测、预报工作。如实际情况与设计条件不符合时，进行修正设计，必要时进行补充勘测工作。方案发生重大变化，报请监理批准及建设管理单位批准。（3）按照合同文件、施工图纸和相应规范施工。开工前，编制施工组织设计报请监理单位批准后方可施工。施工中，严格执行技术、经济、安全质量责任制，加强技术管理，做好原始资料记录、整理和工程总结工作。（4）制定安全技术措施，并对施工人员进行安全教育。施工中，认真执行安全操作规程，严格遵守劳动保护法令和卫生标准，不断改善劳动条件，防止伤亡事故和预防职业病的发生。（5）与监理单位、设计单位密切协作，对围岩稳定进行监测，及时反馈信息指导设计和施工。（6）积极采用新技术、新材料、新工艺、新设备；广泛开展技术革新，不断提高施工技术水平。（7）按照GB/ISO9002系列标准建立质量保证体系，对施工全过程的各个环节实施有效控制，不断提高企业管理水平，确保工程质量。（8）遵守国家有关环境保护法令。施工期间，在合同规定的施工区域内，制定专项环保措施，并认真贯彻执行。11.3.2施工总程序安排11.3.2.1施工总程序安排原则根据本工程施工总体规划原则和施工总进度计划安排，施工总程序安排原则为：（1）工程开工初期，洞石方明挖先期进行。灌浆洞采用30装载机或手推车出渣，在开挖工作面组织好钻爆、出碴等多工序平行交叉作业。（2）洞挖施工采用全断面法开挖，根据不同围岩条件选用不同开挖排炮进尺。局部围岩地质条件较差段及断层破碎带采用中下导洞超前、两侧扩挖跟进开挖，超前支护，并加强围岩收敛监测。（3）灌浆平洞施工供风系统：隧洞开挖期间主要采用轴流风机向洞内通风，钻孔设备供风采用空压机供风。11.3.3施工方案（1）开挖爆破严格按“新奥法”原则指导施工，开挖采用YT28手风钻造孔，全断面开挖，周边孔采用光面爆破，非电毫秒塑料导爆管起爆网络。（2）运输出渣开挖石渣采用装载机装载后运至洞外装15t自卸汽车运输至弃渣场或监理认可的指定地点。11.4施工布置11.4.1施工交通本标段内美河村→美河弃渣场新建道路修至挡水坝顶左岸灌浆洞口处，新建挡水坝距美河弃渣场较近，施工运料、弃渣及机械运转均在新建道路上进行。11.4.2施工用电本标段洞内施工用电主要是空压机和洞内照明用电，洞口设350KV变压器。11.4.3施工供水洞室开挖施工用水采用水泵从附近河内抽取，并在支洞口附近地势较高位置修筑一个30m3的蓄水池，水池至工作面采用自流方式供水，供水管线采用Φ50塑料管。11.4.4施工供风本标段左岸灌浆洞钻爆开挖钻孔计划YT28手风钻施工，每台手风钻用风量约为3m3/min，砼喷射机供风量按照9m3/min计算，用风量约为21m3/min，所以供风站计划布设1台20m3/min的电动空压机并配套相应的压力风包，能够满足施工要求。地下洞室开挖所有供风管路采用Φ108钢管和风包供风至各施工工作面，钢管之间采用法兰连接，在距开挖掌子面30m处，设置带阀门的风叉，用Φ50胶管连接供风11.4.5施工通风11.4.5.1通风量的确定根据洞室施工程序、方法、施工设备配置及通风方式、方法的安排，以满足施工人员正常呼吸及冲淡、排除爆破、机械废气、有害气体等的最大通风量，并满足洞室最小风速不超过最大容许风速进行施工所需通风量和风机工作风量、风压的计算，并依据计算成果选择通风设施。以灌浆洞开挖为重点，进行通风量计算并根据计算结果来选择通风机。11.4.5.2开挖通风量计算满足最多施工人员所需风量Q=q×m×K式中q——洞内每人所需新鲜空气量，一般按3.0m3/min计；m——洞内同时工作的最多人数，施工高峰期取10人；K——风量备用系数，取1.25；Q＝q×m×k＝3×10×1.25＝37.5m3/min施工通风必须满足施工人员的正常呼吸需要，并能满足冲淡、排除爆破及施工机械所产生的有害气体和粉尘，计算出所需要的通风量为37.5m3/min。11.4.5.3通风机的选择依据以上原则选定的施工通风量，除应满足洞内容许最小风速外，还应注意不得超过洞内最大容许风速。根据以上原则，输水隧洞开挖，所需最大风量不小于37.5m3/min。考虑到灌浆洞和施工支洞均为人工完成，计划在新建挡水坝左岸灌浆洞洞口和各施工支洞洞口分别布置1台便携式通风机进行压入式通风，即可满足施工通风需求11.4.6施工照明洞内照明线路采用50mm2的低压绝缘导线，沿边墙上部布置。洞内非作业地段采用220V防爆灯照明，另外，为防止施工中突然停电，施工人员配置12～24V手提作业灯作为应急照明。11.4.7施工排水本标灌浆洞在开挖过程中需设置排水边沟，边沟截面40cm*20cm，以满足施工中排水需求。施工中监察洞内集水和排水情况，及时维护和保养洞内排水边沟，以防止洞内积水淹没工作面。11.4.8施工弃碴本标段洞室开挖弃渣采用装载机装载后运至洞外装15t自卸汽车运输至临时弃渣场或监理认可指定的地点。11.5洞室开挖施工程序及方法11.5.1整体施工程序在洞挖施工过程中，风、水、电管线及时延伸，确保通风及排水的强度和效果，支护施工紧跟开挖施工。针对不同类别的围岩，每一个开挖循环拟分别采取如下施工程序：（1）Ⅱ、Ⅲ类围岩洞身段：测量放线、布孔→钻爆→出渣→下一循环开挖、支护→永久支护。（2）Ⅳ、Ⅴ类围岩洞身段：超前支护→测量放线、布孔→钻爆→一次临时支护→出渣→二次支护→下一循环开挖、支护。11.5.2灌浆洞开挖方法本标左岸灌浆洞的开挖将主要采用YT28气腿钻钻孔，楔形掏槽方式、周边光面爆破、非电毫秒微差起爆。洞室底板部分开挖时为了控制质量，底部设计岩石面加密孔距进行光面爆破。装载机配合人工清理底板余渣，12T自卸汽车出渣。具体施工方法：（1）测量放线及布孔：采用激光测量仪精确测量，在掌子面用红油漆画出开挖边线，按照爆破设计进行炮孔布置。（2）钻孔器具：YT28气腿钻。（3）钻孔要求：①钻孔孔位应依据测量定出的中线、腰线及开挖轮廓线确定；②周边孔应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应大于5m，炮孔外偏斜率不应大于50mm/m，其他炮孔孔位的偏差不得大于10cm；③炮孔孔底应落在爆破图规定的平面上；（4）装药连线及爆破：钻孔作业结束后，采用人工装药连线。周边采用光面爆破，光爆孔间距为45～50cm，中部采用中空孔结合楔形掏槽，中空孔直径为42mm，毫秒微差非电导爆雷管起爆，全断面掘进。图11-1围岩开挖工序流程11.6不良地质洞段开挖措施11.6.1做好地质超前预报11.6.1.1地质勘察及预报为保证灌浆洞安全、顺利施工，洞室的勘察设计工作采取动态模式，即根据洞室开挖过程中出现的具体地质问题，及时优化、变更设计，以利于隧洞施工。洞室开挖施工中，严密注意围岩开挖情况，通过探测手段，预测开挖工作面前方几米至几十米的围岩工程地质和水文地质条件，结合掘进中地质条件的变化，及时提出预报，以便有准备地做好各种预防和施工措施，保证灌浆洞工程的顺利进行。在施工过程中通过加强施工阶段的地质勘察、努力做到把勘测、设计、施工一体化，采用现场监控、信息指导施工方法，根据实际围岩动态进行经济、合理、有效的支护。增加开挖前方地质预测预报、超前物探或超前钻探，获取工作面前方地质信息和开挖后地质情况，由设计、监理、施工、相关单位的工程地质人员，共同认定围岩类别，以确定和调整支护设计，保证施工安全。11.6.1.2预报内容（1）对照图纸提供的地质资料，预报地质条件变化情况及对施工的影响程度。（2）预报可能出现塌方、滑动的部位、形式、规模及发展趋势，提出处理措施。（3）预报可能出现突然涌水的地点、涌水量大小、地下水泥砂含量及对施工的影响。工作面清理测放点线钻孔施工装药连线通风散烟警报及撤离起爆出渣运输危岩处理喷护下一循环（4）预报软岩内鼓、片帮掉块地段及对施工的影响程度。（5）预报岩体突然开裂或原有裂隙逐渐加宽的位置及其危害程度。（6）位移量测中发现围岩变形速率加快时，应预报对围岩稳定性的影响程度。（7）浅埋隧洞地面出现下沉或裂缝时，预报对隧洞稳定和施工的影响程度。（8）对隧洞将要穿过不稳定岩层、较大断层作出预报，以便及时改变施工方法或采用应急措施。（9）隧洞施工中由于措施不当，可能造成围岩失稳，应及时采取改进措施。11.6.1.3探测方法（1）导坑探测地质条件较复杂的隧洞施工中，采用超前导坑或专用的探测坑道进行探测。根据导坑开挖揭露的围岩地质情况，能了解并较准确地判断预测隧洞开挖工作面前方相应地段围岩的工程地质及水文地质条件。（2）超前水平岩芯钻探超前水平岩芯钻孔，可视为隧洞中的微型导坑，可以探测了解隧洞开挖工作面前方几十米乃至上百米范围内围岩的地质情况。在钻进过程中，尽可能避免钻头发生偏移，导致探测结果发生误差。根据岩石的坚硬程度，调整钻机的转速和钻压。坚硬的岩石，采用较低的转速和较高的钻压；较软的岩石，则采用较高的转速和较低的钻压。（3）工作面上的浅孔钻探浅孔钻探是利用开挖工作面上的炮眼孔或探水孔、声波探测孔的钻进情况来探测了解围岩地质情况。这些钻孔深一般为几米至几十米，在钻进过程中，通过钻进的时间、速度、压力、成分以及卡钻、跳钻等和岩性、构造性质及地下水等情况，掌握地质条件，判断开挖工作面前方围岩的地质情况。（4）声波探测声波探测是利用不同岩石（体），有不同的物理力学性质，因而声波的传播速度亦有不同的关系，可根据岩石（体）的声波传播速度来判断围岩的工程地质情况。当岩石（体）的波速越高时，则岩体越完整坚硬，岩体质量越好。（5）地震波量测灌浆洞施工前，采用地震波测量系统（TSP）作一次测量，进行地质超前预报，为洞室施工方法、措施的变更和拟定提供依据，以减少施工的盲目性，减少事故的发生率，确保施工安全。11.6.2不良地质洞段措施为提高不良洞段施工施工质量和工程进度，不良地质洞段施工要做到超前规划，周密部署，工序之间要做到紧密衔接，钢支撑提前在预制厂加工，洞内采用螺栓快速连接，喷护用料提前准备，做到快速封闭，以减少围岩应力释放。只要施工组织得当，施工方法科学合理，就能实现不良洞段快速施工的可能。11.6.2.1岩爆施工措施（1）岩爆的预防措施1）喷水湿润岩面，以及时释放围岩应力。2）采取超前钻孔高压注水，超前导洞，光面爆破技术，避免应力集中。3）施工过程中根据监测结果及时调整钻爆设计，提高光爆效果，降低岩爆频率与强度。4）通过观察（一听响声，二看位置，三看方向）找出岩爆发生的前兆，逐步积累经验，开展岩爆预报，减少岩爆产生的危害。（2）岩爆的处理措施1）掌子面喷洒高压水，开挖面清除浮石，加强对施工设备及人员防护措施。2）增设临时防护设施，给主要施工设备安装防护网和防护棚架，施工人员配安全帽，掌子面加挂防护钢丝网。3）开挖后及时用高延性锚杆（带弹性垫板的速凝锚杆）