石方洞挖工程.docx

石方洞挖工程.docx

《石方洞挖工程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石方洞挖工程.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

石方洞挖工程

第十一章石方洞挖工程

概述

（1）灌浆洞长25m。

底板高程。

洞身采用C20混凝土挂网喷浆，厚40cm。

断面为城门洞型，洞宽米、高3米。

（2）灌浆洞与混凝土防渗墙为同一轴线。

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。

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）。

施工规划

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。

施工总程序安排

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。

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。

施工布置

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。

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。

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。

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

施工通风

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。

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；

Q＝q×m×k＝3×10×＝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min。

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

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。

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。

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。

洞室开挖施工程序及方法

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。

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

不良地质洞段开挖措施

做好地质超前预报

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。

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。

（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。

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。

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。

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）临时支护，然后进行系统锚杆、挂钢筋网、喷钢纤维混凝土支护，岩爆严重地段架型钢拱架支撑。

4）对激烈岩爆及时躲避，直至岩爆平息。

5）加强处理岩爆危石。

6）在已支护的地段发生岩爆时，应及时地对受损的部位进行补强支护，以避免围岩条件的进一步恶化，威胁人员、设备的安全，确保洞室的稳定。

补强支护的措施主要有：

①清除受损部位的松动岩块和坍塌物。

②对受损的部位和岩爆区域，根据设计增加强支护。

③对塌方部位补喷5cm～10cm钢纤维喷混凝土，并与岩面顺接。

④对受剪破坏的岩墙，增设加强支护；在坍塌深度较深、面积大的部位，可采用混凝土修复，在混凝土衬砌完成后，再进行固结灌浆处理。

松散地层施工措施

松散地层结构松散、胶结弱、稳定性差，在施工中易发生坍塌。

隧洞穿越此类地层，减少对围岩的扰动，一般采取先护后挖、密闭支撑、边挖边封闭的施工原则，必要时采取预加固等措施。

（1）在松散地层进行隧洞施工，减少对围岩的扰动，避免引发坍塌。

施工时一般采取先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭的施工原则。

（2）施工时采用超前支护，以预先支护围岩，防止围岩坍塌。

开挖前，向围岩内打入钢钎、钢管、钢板等构件，进人掘进前方的稳定岩层内，其末端支承在拱部围岩的悬吊锚杆或格栅拱支撑上，以有效地约束围岩在爆破后的一定时间内不发生松弛坍塌。

（3）当围岩为砂黏土、黏砂土、亚黏土、粉砂、细砂、砂夹卵石夹黏土等非常松软、破碎的土壤，钻孔后极易塌孔的地层，采用超前管棚法施工。

管棚长度及管棚钢管的外径应根据地质情况选用。

为增加管棚刚度，在钢管内可注入混凝土，或在钢管内设置钢筋笼，注入水泥砂浆。

（4）在自稳时间很短的砂层、砂卵（砾）石层等松散地层，采用超前小导管注浆的方法进行施工。

沿开挖外轮廓线以一定的角度打入管壁带孔的小导管，而后向管内压注水泥砂浆或化学浆液，既将松散地层固结为整体，又能起到超前支护的作用。

（5）松散地层中含水，对隧洞施工危害极大，采取措施，排除施工部位的地下水。

可在洞内或辅助坑道内井点降水，埋深较浅时，深井泵降水或洞外地面隧洞两侧布点降水。

还可采用注浆堵水的方法。

采用何种方法，根据工程地质及水文地质等具体情况，经过技术、经济比选后确定。

断层破碎带处理措施

针对破碎带地质条件差，围岩开挖后容易造成隧洞顶板、边墙出现坍塌、掉块，甚至冒顶等情况，务必在施工中采取超前支护，及时施作初期支护和永久衬砌。

（1）施工前，综合分析超前探孔和超前地质预报资料，及时了解和掌握岩性的变化，切实掌握断层带的情况，其破碎带的宽度、填充物、地下水以及隧洞轴线与断层构造线方向的组合关系（正交、斜交或平行），调整衬砌设计参数，使围岩达到稳定。

根据有关施工技术和机具设备条件，选择通过断层地段的施工方法报监理工程师审批。

（2）当断层带内充填软塑状的断层泥或特别松散的颗粒时，超前支护，采用先拱后墙法。

（3）断层地段出现大量涌水时，采取排堵结合的治理措施。

（4）通过断层地段的各施工工序之间的距离尽量缩短，尽快地使全断面衬砌封闭，减少岩层暴露、松动和地压增大。

（5）采用爆破法掘进时，严格掌握炮眼数量、深度和装药量。

原则上尽量减小爆破对围岩的震动。

（6）断层地带的支护原则应宁强勿弱，并经常检查加固。

（7）断层地带的衬砌紧跟开挖面完成，衬砌断面尽早封闭。

防止冒顶、塌方的措施

（1）开挖掌子面爆破后，安排专人处理顶、帮浮石，杜绝冒顶事故。

（2）衬砌工作面与开挖工作面之间的区段派专人负责管理顶板，一旦出现顶板来压，有可能发生顶板冒落时，立即撤出开挖工作面的所有人员，并采取安全可靠的支护措施，确保安全。

（3）拱顶和顶板岩层有裂缝或较破碎之处，采用锚杆、喷锚、挂网喷锚或架设钢拱架进行支护。

（4）采用地质预报及超前钻探方式进行预探

在钻孔过程中，派专业技术人员对钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色、卡钻、跳钻、岩性、地下水、空调等情况进行分析，掌握前方地质情况，以便在开挖过程中确定相应方案，保证施工的安全。

已开挖地段可采用红外线探水或地质雷达预报的方法，对隧洞开挖工作面前方一定长度范围内围岩的工程地质和水文地质条件进行推断和评估。

（5）处理方案

1）采取短掘进、快衬砌的方法，防止塌方。

2）有塌方征兆且体积可能较大时，可采取随挖随喷射混凝土随架设临时钢构件支撑支挡的方法加强支护。

3）必要时采取小管棚注浆加固破碎有坍塌可能的岩体，在支护可靠后，再进行开挖、衬砌。

4）视塌方可能性和危险性及时撤退现场施工人员。

（6）洞口在施工期间，采取可靠的安全措施，如及时进行表面护坡、挡墙砌筑、截水沟修筑等，确保洞口位置不发生塌方。

在雷雨季节，采取必要的防雷措施，如采用独立避雷塔、避雷针等，避免发生因雷击产生的各种破坏和人员伤亡。

出渣时由装载机装渣，15T自卸车运输至业主指定弃渣场。

洞室开挖工期保证措施

本标洞室开挖工期相对比较紧张，所以施工中要合理安排各工序的衔接关系，减少施工干扰，加快施工进度，具体采取如下措施：

（1）本工程灌浆洞开挖施工工期较紧，为了开挖工程按计划完成，在工程开工前要编制详细的施工组织设计，在开挖工程施工前详细编制各施工工序的详细作业计划。

（2）在开挖施工过程中，每月的月底要编制下月的开挖施工进度计划，计划内容要包括材料采购、人员、设备计划安排等，并招开进度计划会。

（3）实行严格的作业交接班制度，保证工作面完整持续作业。

（4）提高各机械设备的检查维修及保养，保证出勤率。

（5）实行进度奖励制度，提高个作业中队积极性。

（6）在保证开挖质量和安全的前提下，合理调整爆破参数，提高爆破效率，增加进尺

（7）加大作业人员的作业能力培训，提高专业作业水平，节省作业时间。

（8）合理调动导流洞开挖爆破参数，增加进尺，节约支洞开挖工期，加长隧洞段开挖工期。

施工质量保证措施

（1）洞室开挖施工前，结合各部位开挖要求和地形地质条件进行详细的爆破开挖设计，并在现场进行生产性试验，优选合理的爆破参数；施工中，根据爆破效果，不断修正完善以达到更好的效果。

（2）对所有施工部位的钻孔、装药等工序进行全过程的质量检查，详细作好质量检查记录，编制工程质量报表，定期提交监理工程师审查。

（3）配备足够的、安全的钻爆设备，加强施工人员系统业务培训，熟练掌握钻爆技术，严格按照确定的爆破参数进行施工，保证爆破效果。

（4）配置足够的、合格的测量人员、仪器和设备，按国家测绘标准和本工程精度要求，建立施工控制网；施工过程中，及时放出开挖轮廓线并及时进行复核检查。

（5）施工中，严格控制钻孔开口位置、孔距、孔斜、线装药密度等参数，确保施工质量。

（6）加强施工期围岩变形观测和爆破振动监测，并根据观测结果调整开挖支护方案，保证边坡和洞室内开挖施工安全和质量。

（7）制定严格的质量奖罚制度与制定单元质量考核制度相结合，要求项目部施工管理技术人员及施工中队对各单元考核进行综合评价。

（8）加强现场技术及施工人员的培训，提高施工水平，加强对作业中队的技术指导及培训。

安全及文明施工保证措施

安全施工保证措施

（1）设置安全管理机构及专职人员，负责安全管理工作，制定安全保证措施；

（2）设置爆破管理机构，制定清晰的爆破信号规定，指定专职安全员负责爆破作业的各项管理，并严格按爆破安全规程进行爆破施工；

（3）针对项目特点，确定危险源和危险点，采取有效措施，保证施工安全；

（4）开挖过程中，爆破面距以完成的支护结构的安全爆破距离，遵照现场试验和有关规范进行控制。

（5）洞身开挖和支护两个作业面交叉作业中应避免因施工干扰而产生安全事故；

（6）施工支洞开挖施工时，对进洞口先进行锚喷锁口，然后再进行开挖。

（7）钻孔作业、爆破作业、机械、电器使用等均在施工前制定详细的安全操作规程。

（8）严格遵守《水利水电建筑安装安全技术工作规范》（SD267-88），严格执行各项安全技术措施，施工人员进入现场戴好安全帽。

（9）加强围岩地质施工安全监测，采取有效支护手段，保证洞室的稳定。

（10）坚持班前会制度，熟悉安全措施，预知安全隐患，将安全事故消灭于萌芽状态之中。

文明施工保证措施

根据地下洞室开挖工程施工的具体情况拟定采取以下措施:

（1）文明施工管理应按专业、岗位、区片等分片包干,分别建立岗位责任制度。

（2）施工现场文明施工检查是一项经常性的管理工作,可采取综合检查与专业检查相结合,定期检查与随时抽查相结合，集体检查与个人检查相结合等方法。

（3）针对本工程施工的特点，首先应做好施工现场和施工道路的洒水，防止灰尘四处飞扬。

（4）项目经理必须制定并监督执行文明施工的目标、标准、制度以及工程各阶段实施文明施工的计划和措施,指定各作业场所、材料堆放场、生活设施的文明施工责任人。

其文明施工制度的内容包括:

①各责任人的权利和义务；②环境管理；③场地设施管理；④安全用电和防火管理；⑤教育培训；⑥检查验收要求；⑦卫生管理。

（5）具体到现场文明施工应着重从以下几点抓起：

1）洞内开挖施工期间要确保沿线有足够的照明，并确保施工区交通运输畅通有序。

2）洞内作业各种材料机械要按规范要求存放井然有序，一目了然。

3）洞挖施工期间洞口要派专人进行看守，并在洞口悬挂进洞须知等标识牌,并严禁酒后进洞作业。

4）洞内各种管路，供电线路要整齐有序悬挂在洞壁一侧，并派专人进行检查和维护，确保洞内供电、供水和供风等需要。

5）要求职工统一着装，以安全帽的样式和颜色作为区分管理人员和作业人员的标示，质检质控人员胸前挂牌，并在载工前书面通报业主、监理工程师和设计人员，以便现场联系。

6）对易起尘土的部位施工时，在施工前和施工中先撒水压尘；对不宜采用撒水的部位采用围、盖或隔离的方式，使粉尘排放符合环保规定。