地下厂房开挖及支护施工方法说明书.docx
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地下厂房开挖及支护施工方法说明书
地下厂房开挖及支护施工方法说明书
1工程概况
1.1工作范围和内容
XX地下厂房系统（主副厂房、安装间、主变室、尾闸室、尾水洞、交通洞、母线洞、出线洞、排风洞、出线场等）三大动室群的所有工程项目，其具体内容包括覆盖层洞挖、石方洞挖和喷混凝土、锚杆、锚索工程施工及土石方回填。
1.2工程地质条件
地下厂房系统采用主副厂房、主变室与GIS室、尾闸室三大主洞室平行布置方案，方
向为N10°E。
主厂房长75.7m，宽18.8m,高36.86m,底板高程2071.14m,包括主机间、副厂房和安装间；主变室长52.7m，宽13.6m，高24.1m，底板高程2088.46m;尾水闸门室
长33.4m，宽10.0m，高25.1m，底板高程2078.65m。
主厂房、主变室及尾水闸门室布置于杂谷脑河右岸山体中，地面高程2350〜2390m;水
平埋深240〜280m;顶拱垂直埋深260〜280m。
岩体为岩性单一、微风化〜新鲜的中厚层状变质砂眼，围岩类别以川类为主，具备成洞条件；厂房轴线与主要结构面有较大交角（一
般为50°），洞室围岩整体稳定性较好。
但第
（2）组缓倾角节理较发育，且普遍延伸较长，
对洞室顶拱的稳定不利；
（2）、（4）组及
（2）、（5）组结构面组合对内、外侧边墙稳定不利。
此外，各组节理相互切割，易形成楔型块体，施工中可能出现局部失稳，应采取相应的工程
处理措施。
根据PD14#平硐进行的环境放射性测试成果，硐内环境性放射氡及其子体的平均当量浓度超标，最大值为2351.35Bqm-3,远高于国家规定标准（w200Bqm-3）。
施工期间应加强通风和放射性观测。
尾水洞、交通洞、出线洞和排风洞分别有56.11m、76.47m、89.41m和79.49m的覆盖
层洞段。
1.3主要工程量
地下厂房系统开挖支护工程量见表1-1。
表1-1地下厂房系统开挖支护工程量表
部位
序号
工程项目
单位
工程量
备注
地下厂房工程
1.
地下洞室开挖
1.1
石方洞挖
1.1.1
A类围岩
m3
1.1.2
B类围岩
m3
1.2
支护
1.2.1
锚杆$32mm，L=9.0m
根
1.2.2
锚杆$28mm，L=5.0m
根
1.2.3
锚杆$28mm，L=8.0m
根
1.2.4
锚杆$25mm，L=5.0m
根
1.2.5
喷混凝土S=15cm
m3
1.2.6
锚索100t，L=20〜30m
束
1.2.7
锚索100t，L=20〜30m
束
对穿型
1.2.8
锚索150t，L=30m
束
主变室工程
2
挖开室洞地
22
挖洞方石
1
1
2
岩围类
A
3m
1
2
岩围类
B
3m
2
1
2
2
m
8
2杆卄田
根
2
2
2
m
8
2杆卄田
根
3
2
2
m
5
2杆卄田
根
4
2
2
m
c
5
1
=土凝混喷
3m
5
2
2
O
1索苗
束
尾闸室工程
3
挖开室洞地
1
3
挖洞方石
1
1
3
岩围类
A
3m
1
3
岩围类
B
3m
2
3
1
2
3
m
8
2杆卄田
根
2
2
3
m
8
2杆卄田
根
3
2
3
m
5
2杆卄田
根
4
2
3
m
c
5
1
=土凝混喷
3m
5
2
3
O
1索一苗
束
6
2
3
O
1索苗
束
型穿对
母线洞工程
4
挖开室洞地
1
4
挖洞方石
1
1
4
岩围类
A
3m
1
4
岩围类
B
3m
4
1
2
4
m
5
2杆卄田
根
2
2
4
m
c
5
1
=土凝混喷
3m
尾水管工程
挖开室洞地
55
挖洞方石
1
1
岩围类
A
3m
1
岩围类
B
3m
2
1
2
m
5
2杆卄田
根
2
2
m
c
5
1
=土凝混喷
3m
尾水洞工程
挖开室洞地
1
挖洞层盖覆
3m
2
挖洞方石
1
2
岩围类
A
3m
2
2
岩围类
B
3m
3
2
岩围类
C
3m
3
匚
1
3
m
5
2杆卄田
根
2
3
m
c
5
1
=土凝混喷
3m
尾.
渠暗水尾
水暗渠十
1
挖明方土
3m
2
J禾
L口衣
1
2
m,
55
2杆锚
根
」
2
2
m
C
5
1
=土凝混喷
3m
3
3m
交-
8
挖开方石土
通洞工程
88
挖明方土
3m
8
挖开室洞地
1
2
8
挖洞层盖覆
3m
2
2
8
挖洞方石
1
z（\
岩围类
A
3m
2
z（\
岩围类
B
3m
3z（\
岩围类
C
3m
3
8
1
3
8
m
5
2杆卄田
根
2
3
8
m
c
5
1
=土凝混喷
3m
出线洞工程
9
挖开方石土
99
挖明方土
3m
2
9
挖开室洞地
1
2
9
挖洞层盖覆
3m
2
2
9
挖洞方石
1
z（\
岩围类
A
3m
2
z（\
岩围类
B
3m
3z（\
岩围类
C
3m
3
9
厂
1
3
9
根
2
3
9
m
C
5
1
=土凝混喷
3m
出线场工程
a
1
程工方石土
1a
1
挖明方土
3m
2a
1
3m
3a
1
1
3
a
1
根
m
C
5
1
=土凝混喷
3m
去F如JI
忙需可匚呈
1
1
挖开方石土
1
1
1
挖明方土
3m
1
1
挖开室洞地
1
2
1
1
挖洞层盖覆
3m
L
挖洞方石
岩围类
A
3m
⑵
B类围岩
m3
⑶
C类围岩
m3
11.3.
支护
11.3.1
锚杆$25mm,L=3.0m
根
11.3.2
喷混凝土S=15cm
m3
排风斜井工程
12.
土石方开挖
12.1
土方明挖
m3
12.2
地下洞室开挖
12.2.1
石方洞挖
（1）
A类围岩
m3
（2）
B类围岩
m3
⑶
C类围岩
m3
12.3
支护
12.3.1
锚杆$25mm,L=3.0m
根
12.3.2
喷混凝土
m3
开关
站
13.
土石方工程
13.1
土方明挖
m3
13.2
土石方回填
m3
1.4地下厂房洞室群特征参数一览表
表2-2地下厂房系统洞室群特征参数一览表
名称
开挖断面
'（M）
高程
（M）
洞长
（M）
坡降
1=（%）
围
岩
围岩类
别
覆盖层洞段长度
（M）
主副厂房安装间
75.7X18.8
X36.86
2108.00〜
2071.14
变质砂岩
加砂质板
岩
以川类
为主
主变室
51.5X13.6
X24.1
2112.56〜
2088.46
变质砂岩
加砂质板
岩
以川类
为主
尾闸室
33.4X10
X25.1
2103.75〜
变质砂岩加砂质板
岩
以川类
为主
接下页
排风洞
3.8X4.05
4.2X4.45
2095.00
底板高程
267.21
3.34
变质砂岩加砂质板
岩
川+IV+
V
79.49
交通洞
8.0X7.75
8.2X8.15
2095.50
底板高程
216.18
4.29
变质砂岩
加砂质板
岩
川+V+
V
76.47
出线洞
3.8X4.05
4.2X4.45
2095.00
底板高程
206.32
1.9
变质砂岩
加砂质板
岩
川+V+
V
89.41
尾水管
565.0
63.33
8.23
同上
川+W
0
尾水洞
669.25
6.4X9.65
2084.40
底板高程
129.84
25
变质砂岩
加砂质板
岩
川+IV+
V
56.11
:
母线洞
6.0X6.25
2088.46
26.85
0
同上:
川+V
0
排风斜
井
04.6
2188.0
86.6
排水廊
道
3X3.75
2093.25
2104.00
2地下厂房系统开挖施工程序框图
地下厂房系统开挖施工程序框图见图1-1。
3施工准备
3.1技术准备
施工前，应组织施工技术人员对设计文件、图纸、资料认真核对、熟悉和技术交底；并仔细踏勘现场；编制实施阶段的详细的单项工程施工组织设计。
3.2测量
⑴校核测量
由项目总工带领测量工程师和测量人员，会同监理工程师接收各控制网点，并用GTS-6020P全站仪进行校核测量，必要时加密控制网，增设水准点，建立首级平面及高程控制网。
测绘纵横断面图并校核工程量。
所有测量成果资料准确及时报送监
理工程师审批，做为测量放线及结算的依据。
⑵导线布设
洞内布设基本导线和施工导线，直接与首级网联接进洞。
施工导线每50m埋设一点；基本导线沿洞壁两侧布成自由导线，并及时算出各导线点平行洞轴线的指向角和左、右偏离值以指导施工，自由导线组成闭合环以资校核。
⑶测量放线
洞挖造孔前由测量组放出开挖轮廓线、中心线、高程幺线，并根据布孔图放出掏槽孔及周边孔孔位。
明挖放出开挖范围边线、预裂线及边坡方向线，以及开挖面高程。
施工过程中应加强边坡及洞挖断面控制，以减少超欠挖，保证洞挖贯通误差控制在规范值内。
图1-1地下厂房系统开挖施工程序框图
⑷资料提供
及时、准确提供中间及竣工验收资料。
提供计划支付月开挖断面图及工程量计算表。
3.3材料及施工机械准备
进场前编制工程开工急需材料计划表，并根据材料计划及时采购；进场后编制详细的年度、季度、月材料计划，适时组织材料进场，以满足施工进度要求。
进场前，认真编制设备进场计划，对投入本标施工的设备进行检修保养,并进行设备进场路线的勘察，对大型设备的进场，及早联系运输方式，并签订运输合同，保证设备按计划及时进场；在使用过程中，应加强设备管理，
认真落实班保和周期性检修保养制度，保证机械设备的完好率和使用率。
3.4风、水、电供应及照明
⑴供风
排风洞、出线洞、排风斜井均选用©100mm钢管由主风管接至洞内开挖面；交通洞、尾水洞均选用©150mm钢管由主风管接至洞内开挖面；交通洞至尾闸室、主变室及母线洞支路风管选用©100mm钢管；风管均靠洞右侧（河流上游方向）布置。
⑵供水
供水管路均由主水管用©75mm钢管接至各开挖面。
供水管路和风管并排布置。
⑶供电
1动力线路
排风洞、交通洞选用95mm绝缘导线由空压机站接至洞内配电箱；出线洞选用50mm绝缘导线由空压机站接至洞内配电箱；尾水洞选用70mm绝缘导线由空压机站接至洞内配电箱；排风斜井选用25mm2绝缘导线由空压机站接至洞口配电盘。
线路用涨锚螺栓、瓷瓶固定于洞内右侧边墙，距底板2.5m高处。
2照明线路
交通洞、排风洞、尾水洞、出线洞均选用10mm2塑胶绝缘导线布设进洞，与动力线路
并排布置；排水廊道、排风斜井选用6mm2塑胶绝缘导线布设进洞；
③照明
洞身每40m接一支高压钠灯照明；开挖面选用两台500W射灯照明；施工场地（洞口）
选用两台3.5KW太阳灯照明；排风斜井出口接两支250W高压钠灯照明。
3.5通风
⑴排风洞
选用一台2BKJ56.NO6型28KW轴流式通风机配©600风筒压入式通风；待厂房第I、
H两层开挖结束后，换接88-1型双级对旋轴流式风机配©1000风筒吸出式通风，风机固定
于上层排水廊道右侧，风筒用专用卡具固定于拱顶，在副厂房侧安装鸭嘴形风水喷雾器除尘。
⑵交通洞
选用一台2BKJ56.NO6型28KW轴流式通风机配©600风筒压入式通风；风筒固定于右边墙拱脚；在交通洞至尾闸室交通支洞接一©400三岔支管向尾闸室第I、H层开挖面通风；在进行厂房第川层以下开挖时，改为吸出式通风；风机固定于尾闸室交通支洞。
⑶出线洞
选用一台2BKJ56.NO6型28KW轴流式通风机配©600风筒压入式通风，在进行主变室第川层开挖时，改为吸出式通风。
风筒固定于右墙拱脚。
⑷尾水洞
选用一台2BKJ56.NO6型28KW轴流式通风机配©600风筒压入式通风；在进行三条尾水管开挖时，选用三台BKJ56.NO6型11KW轴流式通风机配©400风筒压入式通风。
⑸排风斜井、排水廊道
选用一台BKJ56.NO6型11KW轴流式通风机配©400风筒压入式通风。
⑹母线洞
米用高压风通风。
3.6施工排水
⑴排风洞、出线洞施工排水
采用在洞左侧挖排水沟排水，在经过覆盖层洞段时排水沟用M7.5水泥砂浆抹面，以免
渗漏而危及围岩稳定。
⑵交通洞、尾水洞、尾水管、施工排水
选用三台1.5JQB2-10型和两台7.5JQB2-9型潜水泵抽排，排量分别为18m'/h和48m'/h,扬程分别为14m和37m;排水管选用$75钢管。
⑶厂房施工排水
选用两台7.5JQB2-9型潜水泵抽排，排水管由尾水洞经尾水管延伸。
⑷排风斜井
选用一台10JQB-70/80型深井潜水泵抽排，排水管用$50钢管。
⑸排水廊道
挖排水沟排水。
3.7施工道路
见施工总平面布置图。
4地下厂房系统开挖支护
4.1地下厂房开挖支护
4.1.1厂房开挖分层
地下厂房开挖拟自上而下分6层挖完。
分层情况见表1-3。
表1-3地下厂房开挖分层情况一览表
项目'\
I层
n层
川层
"层
V层
W层
分层咼程
21042101.5
2101•&2098
20942088.46
2088.42078.3
42078.4071.1
42071題066.4
层高
6.5m
3.5m
9.54m
10.12m
7.2m
4.74m
方量（m3）
7237
4980
12998
9234
4055
2396
T岩锚—
粱
保护
层
交通洞
皿-2、
1■"
排风洞
/i-2
I-1层
I-2
V210L50
II层
-岩锚丁
\粱
保护|
层I
皿-2皿-1层
溜
IV2层渣
井
V1层
V2078.34
W层
V20GT.^0
1V2066.40[
y1
图1-2地下厂房开挖分层示意图
4.1.2开挖出碴通道
⑴地下厂房开挖出碴通道
排风洞为厂房i、n两层开挖出碴的唯一通道；及厂房川-1临空面开挖（交通洞上部
2.29m）和厂房川-1层钻爆作业和钻爆机械进出通道；以及厂房上层排水廊道开挖出碴通道。
交通洞为厂房川-1、川-2层和母线洞开挖出碴通道；以及厂房V层临空面开挖（溜碴井）和厂房V层钻爆作业和钻爆机械进出通道。
尾水洞、尾水管为厂房V、V、W三层开挖出碴通
道，1#机尾水管为厂房V层溜碴井下部开挖出碴通道。
⑵主变室开挖出碴通道
出线洞为主变室I、I两层开挖出碴通道，及主变室川层开挖临空面（交通洞左侧上部
3.25m）和川层钻爆作业、钻爆机械进出通道，交通洞为主变室川层开挖出碴通道。
⑶尾闸室开挖出碴通道
交通洞（支洞）为尾闸室i、n两层开挖出碴通道；以及尾闸室川层钻爆作业、钻爆机械进出通道。
尾水洞为尾闸室川层出碴通道。
4.1.3厂房I层开挖（2108〜2101.50m）
厂房I层分两区开挖：
⑴I-1区开挖
从排风洞进入副厂房后，I-1层开挖断面由3.8X4.05m逐步扩大为7.0X6.5m,顶拱半径和厂房顶拱半径一致；一直开挖至厂房主厂房左边墙。
采用YT-28/7655型手风钻造孔，
中下部四孔楔形掏槽，顶拱光爆，；辅以车载钻爆作业平台；单循环进尺2.8m;出碴选用
CAT-966D型侧卸装载机装5t自卸汽车运输出碴。
⑵I-2区开挖
I-2层从副厂房右边墙侧开始扩挖，先扩挖厂房上游边墙，锚喷支护跟进，支护面滞后开挖面30m。
在上游边墙扩挖40m后，下游边墙跟进扩挖；钻爆设备同I-1层，边墙、
顶拱采用光面爆破；出碴选用CAT-966D型侧卸装载机装10t自卸汽车运输出碴。
4.1.4厂房H层开挖（2101.50〜2098.00m）
n层层厚3.5m，采用拉槽开挖。
从主厂房右边墙开挖，沿厂房中心线以楔形掏槽拉先锋槽创造临空面，先锋槽周边打梯段爆破孔，采用梯段微差爆破，四周边墙采用预裂爆破；梯段微差间隔时间75ms。
掏槽孔和梯段孔选用阿特拉斯D7型液压钻机造孔，孔径$105mm;
预裂孔选用QZJ-100B型潜孔钻机造孔，孔径$100mm。
出碴选用PC400-5型液压反铲装10t自卸汽车运输。
边墙锚喷支护跟进施工。
4.1.5厂房川层开挖（2098.00〜2088.46）
厂房川层分两区开挖：
⑴川-1层开挖
从交通洞开挖至（副厂房）厂房中心线，然后拉槽开挖交通洞上部2.25m，形成临空
面。
围绕临空面形成梯段开挖，每个循环爆4〜6排孔，“V”起爆网络，梯段微差间隔时间
75ms,梯段孔选用阿特拉斯D7型液压钻机造孔。
厂房上下游边墙预留3.0m厚度作为岩锚
梁保护层。
出碴选用CAT-966D型侧卸装载机装10t自卸汽车经交通洞运至弃碴场。
出碴底部高程2089.50m（JTH3R-150型三臂凿岩台车开挖断面高度8.6m）。
⑵川-2区（岩锚梁保护层）开挖
岩锚梁岩台保护层厚度3.0〜3.8m,保护层开挖采用三臂钻和手风钻进行。
首先用手风钻从副厂房侧开挖出10〜13.6m长一段工作面，再用三臂钻对上下直墙设计开挖线钻水平孔进行开挖，出碴用966D装载机装10t自卸汽车经交通洞运至碴场。
待岩锚梁施工结束后，进行2089.5〜2088.46m部分的开挖出碴。
为严格控制岩锚梁开挖中超欠挖和震动破坏问题，采取以下施工技术措施：
1精确测量放线放点，加强校核；
2利用样板孔提高钻孔精度，严格控制钻孔孔距及外倾角及孔深，严格检查制度，不合格孔堵塞后重钻。
3采用短进尺，弱爆破、多循环的施工方法，单循环进尺2.0〜2.5m；
4边墙孔选用小药径低爆速炸药（LM型岩石乳化炸药，爆速：
V=3000m/s,药卷直径①=25mm,药卷重量100g/卷）及空气间隔不偶合装药，药卷和导爆索捆在竹片上固定并送进孔内，孔口黄泥堵塞，非电毫秒雷管排间爆破。
5为使岩台成型较好，在岩台斜面上、下拐点各打一个孔，不装药，作为诱导孔，以避免应力波叠加而破坏成型；斜面孔距缩小为40cm,线装药密度减少为120g/m；
6在周边光爆孔前再增加一排辅助光面爆破孔。
保护层开挖炮孔布置见图8-3，保护层开挖爆破基本参数见表8-4。
1
k
*
3
CJ
1=
■-!
L
I-
g
►b
i
r
L
■
b\
\、
X
\
f
I
▽Eg眈:
：
图8-3岩锚梁保护层开挖布孔示意图
表1-4岩锚梁保护层开挖爆破参数表
孔名
孔深
（m
孔距
（m
药径
（mm
线密度
（g/m）
单孔药量
（Kg
堵塞长度
（m
段别
崩落孔
2.5
2.5
0.8
0.8
36
1.8
1.8
0.7
0.7
MS
MS
辅助光爆孔
2.5
0.6
25
300
0.7
0.4
MS
周边光
爆孔
直面
2.5
0.5
25
200
0.5
0.3
MS
斜面
2.5
0.4
100
0.3
0.3
MS
底孔
2.7
36
2.0
0.7
MS
⑶岩锚梁锚杆施工
1孔位放线
锚杆开孔高程因岩壁的不同程度的超挖而不同。
放线方法是在设计开挖线和
距开挖线1.0m处，设置两组木桩（木桩插入手风钻孔内并固定），两组木桩相距
2.0m，按设计高程在木桩上划线并拉上钢丝，沿上下钢丝定出锚杆开口位置和钻
孔角度。
见图8-4。
图1-4岩锚梁锚杆定位示意图
2钻孔选用YG80型潜孔钻机造孔，孔径©75mm钻机就位，调整滑架至与
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