第九章地下洞室开挖

第九章地下洞室开挖09.1概述09.1.1主要工程项目及工程量09.1.1.1主要工程项目本标地下洞室开挖施工工程项目主要为：（1）9#～16#引水隧洞的洞挖；（2）主厂房的开挖；（3）集水井排水管道平洞、竖井的开挖；（4）主变洞及副厂房、母线洞、电缆廊道、交通出线洞（竖井）的开挖；（5）主厂房通风平洞及竖井的开挖；（6）主变洞排风（烟）洞的开挖；（7）9#～16#尾水支洞的开挖；（8）尾水检修闸门室的开挖；（9）5#～8#尾水调压室的开挖；（10）右岸地下厂房上游侧高程760m、706m、653m、618m、590.6m灌浆平洞的开挖；（11）右岸通风竖井的开挖；（12）右岸地下厂房排水廊道的洞挖；（13）右岸灌浆廊道的开挖；（14）右岸引水发电系统施工支洞（含其它标段移交本标段未完成的项目）和右岸渗控工程施工支洞（含其它标段移交本标段未完成的项目）的石方洞挖；（15）导流洞的扩挖；（16）部分堵头段及衬砌混凝土拆除；（17）按合同规定应完成的其它工作。各主要洞室施工特性见表09.1-1。地下洞室群施工特性表表09.1-1项目名称典型断面（m）高程（m）长度（m）引水系统9#~16#引水隧洞进口渐变段12.80×16.00~D13.0741.5020上平段D13.0741.50~734.9137.21~269.61渐缩段D13.0~D12.2734.90~734.510上弯段D10.2734.50~703.047.12竖井段D12.2703.0~600.00104.5下弯段D12.2600.00~570.0047.12下平段D12.2570.0030厂房系统主厂房34（31）×88.7570.00438主变洞及副厂房21×39.5590.40368母线洞9.6×10581.90~589.960.65进厂交通洞12.00×9.00646.004915.9出线洞（竖井）D11.3.00590.10~1145.00594.9排风竖井D7.00~D10.00624.60~1130.00368通风系统通风平洞10.00×9.00925.0044.9尾水系统尾水调压室r24537.00尾水管检修闸门室（12.10~15.00）×30.50537.00374.5尾水连接管16.00×22.00~16.40×20.70537.00135.4~186.3施工支洞进场交通洞南侧支洞9×7（6.7×7）610.00389.1尾调通气洞9×8580.0~542.01992.98尾水管1#支洞8×7609.6~542.01174.5尾水管2#支洞8×7574.0~542.0417.4右导支2-2#支洞9×7580.009.1.1.2开挖主要工程量地下洞室石方洞挖工程量表表09.1-2工程项目压力管道主副厂房主变洞母线道及联系洞出线平洞、竖井进厂交通洞尾水系统合计洞挖(m3)3336468347493107965308211165620255823855404232027井挖(m3)191443103708//188331/6752331158715喷砼(m3)14299183817011255096041355072048137443锚杆(根)777318001930172157794751044924358588654723锚索(根)/41007971000250548510711802砼浇筑(m3)8268424237635779177231000922955867810576022钢筋(t)82602189442909289690141483411129887回填灌浆(m2)408769319/66527701237138439197293排水孔(m)195721946100393004334681421918374103007钢材(t)205321011415177512.6713202425384.6砌砖(m3)/51491073/2479//8701固结灌浆造孔/固结灌浆(m/t)1293923106500/6178/381524520700接触灌浆造孔/接触灌浆(m/t)114677384////878727638注:其它工程量φ50软式排水管41480m，弹簧软管40939m，橡胶止水38382m,铜止水19993m，土工布3500m2等。09.15爆破震动和超欠挖控制措施本标段为右岸地下厂房工程，开挖施工和混凝土浇筑、基础灌浆和支护交叉进行。因此，控制爆破是本标关键。09.15.1爆破震动和超欠挖控制的目的（1）地下洞室开挖的爆破震动按照招标文件规定的各个部位相应的质点震动速度要求进行控制，最大单响药量根据公式V=K（Q1/3/R）α确定，并根据爆破震动测试结果加以调整。开挖施工作业面采取先进行爆破试验，并进行质点震动速度监测，将监测数据及时进行反馈，然后对爆破参数进行调整，在爆破试验参数符合要求后进行开挖爆破。（2）对于厂房岩锚梁以及尾水支洞、尾水隧洞的顶拱砼已浇筑完成，进行下层开挖的时候，严格进行爆破震动控制。在岩锚梁砼浇筑之前，先对下层提前进行边墙预裂和中间梯段爆破，岩锚梁砼浇筑完成后再进行梯段爆破出渣；尾水支洞和尾水隧洞顶拱砼浇筑之前，先对下层进行边墙预裂爆破，预裂爆破结束后，进行顶拱砼浇筑，在进行下一层梯段开挖时，先进行爆破试验，然后根据爆破试验参数进行爆破作业，爆破采取孔间微差起爆方法。（3）对于引水下平段穿过帷幕灌浆段的开挖，先进行爆破试验，然后根据爆破参数进行装药量调整，同时开挖此段时，采取“短进尺、弱爆破、强支护”的施工方案。（4）对于上层或者相邻洞室进行防渗帷幕、固结灌浆以及预应力锚索及预应力锚杆施工，3d以内禁止进行爆破。（5）对于交叉口、平交口段以及变顶高等特殊部位的开挖，采取先导洞或分区开挖的方案，同时采取“短进尺、弱爆破、强支护”的施工方案。并严格进行爆破药量的控制，同时根据安全质点震动速度现场实验确定药量。（6）对于引水隧洞、尾水支洞、尾调井、通气廊道等采取隔洞开挖的施工方案，对于厂房顶拱和主变顶拱开挖采取先进行厂房顶拱开挖，后进行主变顶拱开挖的施工方案。（7）对于重点部位以及地质较弱部位和交叉口处采取预留保护层，再实施弱爆破开挖。（8）对于引水隧洞、厂房顶拱、主变顶拱、母线洞、尾水隧洞顶拱、尾水支洞顶拱等部位，设计轮廓线周边均采取光面爆破，由经验丰富、技术熟练的台车操作手进行周边孔钻孔，严格控制钻孔质量。（9）对于厂房、主变、尾水隧洞、尾水支洞等部位，中下层直立边墙开挖采取边墙预裂，预裂孔钻孔时先进行测量放线，然后设计样架，钻机根据样架给定的角度进行钻孔，各钻孔之间保持平行，孔底落在同一高程上。（10）选用先进的测量仪器，控制测量采用全站仪作导线控制网，测量作业均由经验丰富的专业人员进行测量放线及复测。开挖基线放样误差不大于10cm。断面测量相对于中线的误差不大于±5cm，断面间距为5m，对起伏较大的部位，适当加测断面。（11）加强现场管理，确保钻孔深度和角度、装药结构、单孔装药量及爆破网络均符合爆破设计要求。（12）针对特殊部位的开挖，在施工过程中必须充分进行爆破试验，以利于验证和优化爆破设计，确定最佳爆破参数；在爆破作业时加强爆破质点震动速度的监测，总结出更加适合此部位的爆破质点速度衰减规律，用以指导施工。09.15.2爆破震动和超欠挖控制采取的措施为了加强爆破震动和超欠挖控制工作，我方在本工程施工中将选配6名专业人员和20名技术工人组成爆破试验监测组专门进行爆破试验工作，并配置相应的办公设备（台式电脑3台，笔记本电脑一台）及交通工具（客货两用车一台）。除火工爆破材料定期进行试验外，其他爆破试验均在2013年5月前完成，以便为开挖创造施工条件。依据招标文件第二卷技术条款第12.2.2条（3）中规定爆破试验包含内容如下：①爆破材料性能的试验检测和材料选择；②爆破参数选择试验；③爆破效果检测；④爆破对已建邻近建筑物、洞室及喷锚区影响试验。09.15.2.1试验目的（1）确定在开挖区域内的各项爆破参数，以提高爆破效果，保证开挖质量，为开挖爆破设计提供最佳设计依据；（2）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，以满足招标文件对防护目标的安全要求；（3）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；（4）掌握各种钻爆设备在不同地质条件下的工作性能和生产能力，以便科学合理地组织施工，达到优质高效完成生产任务的目的。09.15.2.2试验内容（1）爆破材料性能试验；（2）爆破地震效应试验；（3）空气冲击波效应试验；（4）爆破破坏范围试验；（5）爆破参数试验。09.15.2.3试验地点试验地点选定在本标地下厂房、主变洞、母线洞等施工部位，并将结合施工在本标段其它开挖部位进行试验。09.15.2.4爆破材料性能试验（1）试验目的正确选择爆破材料，为爆破设计和预测、分析爆破效果提供依据。（2）试验内容①对炸药进行殉爆距离、传爆速度、猛度、爆力测定，对乳化炸药进行抗水性能试验；②对雷管进行准爆率测定，还要对塑料导爆管毫秒雷管（非电雷管）进行传爆可靠性、起爆延时时间的测定。③对导爆索进行准爆率、传爆速度测定。（3）试验时间对每批生产的爆破材料，在使用前和接近保质期时，进行性能试验。对炸药在必要时还将进行猛度和爆力测定。（4）测试仪器BSW-3型自能五段爆速仪；LGS-1型毫秒雷管测试仪。（5）每批计划材料及人工铅柱30个（5次）,炸药100kg,非电雷管：1～15段各40发，共600发（10次）；电雷管及火雷管：各30发，共60发；导爆索：500m；人工：150工日。09.15.2.5爆破破坏范围试验（1）试验目的①监测爆破对爆区底部和四周保留岩体的破坏情况，确定保护层（光爆层）厚度；②监测预裂爆破、光面爆破对周边岩石的振动影响；③监测爆破对附近新浇筑混凝、灌浆区、支护的锚杆以及周围建筑物的破坏影响，结合测定相应质点振动加速度，找出其安全质点振动加速度值，用以控制最大段单响起爆药量，在未取得试验数据前，按有关规范执行。（2）监测方法①对被监测物体的表面调查和描述；②对被监测物体内部采用钻孔声波法。即在爆破前后测量其内部同一测点的声波波速，进行对比，按照技术规范标准，判断有无爆破破坏影响。（3）试验时间在开挖前期结合施工生产进行。（4）测试仪器SYC-2C型非金属超声波测试仪（配F160柱状换能器）并与质点振动加速度监测仪器配合。（5）计划工作量及人工安排用液压钻钻孔径Φ64mm的声波检测孔共700m，人工：350工日。09.15.2.6爆破参数试验（1）爆破起爆网络试验①试验目的优化爆破起爆网络，提高爆破效果，并防止“拒爆”事故。②试验时间在主厂房、主变洞两大洞室梯段开挖前进行，施工过程中调整优化。③试验方法模拟爆破设计的爆破网络进行。排间、孔间、孔内微差爆破；导爆索传爆；导爆管中继传爆；复式网络传爆等。④计划安排人工人工：200工日。（2）梯段及预裂和光面爆破参数试验①试验目的根据爆破效果、爆破破坏范围和爆破地震效应试验结果确定、优化梯段爆破和预裂爆破或光面爆破参数。②试验部位梯段爆破试验结合生产进行，试验地点选在主厂房Ⅱ层中部拉槽部位。③试验方法预裂（光面）爆破采用液压钻机造孔，孔径Φ76，孔距60～80cm，Φ32药卷间隔装药，导爆索起爆。④梯段爆破按照爆破设计进行试验。⑤计划安排人工人工：400工日。（3）基岩保护层爆破试验①试验目的A、通过试验证明基岩保护层采用水平光爆技术一次爆除的可靠性。B、确定基岩保护层一次爆除的具体钻爆方法和钻爆参数。②试验部位及时间基岩保护层爆破（水平预裂或光面爆破）试验在地下厂房部位进行，此部位为两大洞室保护层最早开挖部位，试验时间为2013年5月～2013年10月。③试验方法用钻孔声波法检测基岩被破坏范围。在同等条件下，进行水平预裂爆破和水平光面爆破，比较两者对水平建基面的影响程度和不平整度。④测试仪器SYC-2C型非金属超声波测试仪。⑤计划工作量及人工安排用液压钻钻