洞挖施工作业指导书20.doc
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1、小湾水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程(XW/C6-B) 施工工法目 录一、总则02二、技术要求04三、现场施工07四、开挖施工现场验收记录、开挖资料的统计整理分析19五、质量检查和验收20六、施工安全23一、总 则1.1 小湾工程XW/C6B标为XXXX承建的地下引水发电系统项目,地下开挖施工是其基本的、也是首要的施工工序。为提高施工质量,合理利用设备的工作特性,更好地使开挖施工作业标准化、规范化,最终提高开挖施工作业的施工效益,特编制此作业指导书,对开挖施工工序进行规范,供各工序作业人员操作时执行。1.2 本作业指导书适用于凿岩台车、手风钻造孔,出碴采用装载机、自卸汽车方式的开挖施工
2、的本标洞室开挖。1.3 初始爆破参数根据相关洞室“施工措施”中爆破设计选取,实际施工中应根据实际地质情况及爆破效果不断进行优化调整,最终形成相对稳定的爆破参数,以利于施工组织及开挖质量控制。1.4 本作业指导书适用于凿岩台车、手风钻造孔,出碴采用装载机、自卸汽车方式的开挖施工。1.5 本工程所用的爆破器材一般为:2#岩石乳化炸药(35mm、32mm、25mm)、非电雷管(导爆管)、导爆索、竹片、自制炮泥。1.6隧洞及洞室根据断面积或跨度的大小划分为:1) 小断面:面积(指设计开挖面积,下同)小于20m2或跨度小于4.5m;2) 中断面:面积20m250m2(含50m2)或跨度为4.5m7.5m
3、(含7.5m);3) 大断面:面积50m2120m2(含120m2)或跨度为7.5m12m(含12m);4) 特大断面:面积大于120m2或跨度大于12m。1.7 本作业指导结合下述文件执行:1) 水工建筑物地下开挖工程施工技术规范(DL/T 5099-1999);2) 爆破安全规程(GB6722-86);3) 水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范(SL47-94);4) 其他相关国家规范。 二、技术要求2.1 施工测量2.1.1 隧洞测量一般以采用全站仪为主的测量方式进行,施工测量的精度和极限误差应符合规范SL52和规范DL/T5099的要求。2.1.2 根据洞室轴线、桩号、点位、高程和开
4、挖断面进行开挖放样并校正,要求开挖放样误差应不大于5cm;断面测量相对于中线的误差不大于5cm,断面间距一般为5m,对起伏差较大的部位应适当加测断面。2.1.3 开挖单元验收均应附测量断面,测量断面应反映实际开挖情况,并经测量监理签认。2.2 开挖2.2.1开挖岩石表面都应撬挖清除松动岩块。对不衬砌或喷混凝土衬砌的地下洞室,在设计开挖线以内的欠挖及锚杆头,均需按监理人的指示进行处理。2.2.2所有地下开挖应严格按照设计文件所标明的设计开挖线进行放线。对于有混凝土衬砌的洞室(有结构要求)不允许有欠挖,伸入设计开挖线以内的欠挖,均应按监理人的指示负责清除;对于无混凝土衬砌的洞室(无结构要求)原则上
5、不允许有欠挖,欠挖侵入建筑限界的必须按监理人的指示进行处理。允许平均径向超挖值,平洞不大于15cm,斜井不大于20cm。有结构要求的洞室水平建基面开挖高程偏差:超挖20cm,无欠挖。无结构要求的洞室水平建基面开挖高程偏差:超挖20cm,欠挖10cm。洞口处洞脸边坡轮廓面的开挖偏差在一次钻孔条件下,不应大于其开挖 高度的2%,且对设计线超挖值不大于20cm。2.2.3 地下厂房、主变室、尾水检修闸门室、尾水调压室、尾水管洞的开挖均采用由上而下分层开挖的方法,下一层的开挖须在上一层已支护好并达到设计要求的强度后,才允许进行。2.2.4 主要施工关系:1) 三大洞室的施工关系:主厂房先行施工,主变室
6、滞后跟进,1#、2#尾水调压室同步滞后开挖。2) 压力管道、母线洞及尾水支洞间隔分组开挖。3) 主厂房等建筑物混凝土浇筑时,周边相邻建筑物30m范围内开挖应结束。4) 当两个或多个洞室平行时,应错开施工并将先开挖洞室的开挖掌子面超前相邻洞室约50m。5) 两个洞室平面虚交时,应先开挖上层洞室,作好支护后再开挖下层洞室。2.2.5 开挖面在支护前用高压风或水冲洗,冲洗紧跟开挖作业且冲洗面离工作面距离应大于10m。2.3 钻孔爆破2.3.1 钻孔的测定和开孔质量应符合下列要求:1) 孔位应依据测量定出的中线、腰线及开挖轮廓线确定;2) 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
7、大于5cm ,其他炮孔孔位的偏差不得大于10cm;3) 炮孔的孔径、孔斜、孔深应符合报监理人批准的钻爆设计参数的要求;4) 炮孔的孔底应落在爆破图规定的平面上;5) 炮孔经检查合格后方可装药爆破;最后一组爆破孔的深度必须加以仔细检查,凡超过设计规定的平面的爆破孔都应在装药前用砂子或岩粉加以回填至设计要求。2.3.2光面爆破和预裂爆破效果应达到以下要求:1) 残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布;2) 炮孔痕迹保存率:完整岩石在85%以上,较完整和完整性差的岩石不少于50%,较破碎和破碎岩石不小于20%;同时残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面均匀分布,相邻两茬炮的孔痕应基本在同一条直线上。3) 相邻两孔
8、间的岩面平整,孔壁不应有明显的爆震裂隙;4) 相邻两茬炮之间的台阶或预裂爆破孔的最大外斜值,不应大于15cm;5) 预裂爆破后的岩体必须形成贯穿连续性的裂缝。2.4地下厂房岩锚悬臂梁开挖特殊技术要求2.4.1 光面爆破及预裂爆破要求1) 残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布,炮孔残留率在、类围岩中不少于90,在类围岩中不少于7080。2) 相邻两孔间的岩面平整,孔壁无明显的爆震裂隙,相邻两炮孔间岩面的不平整度不应大于15cm;相邻两茬炮之间的台阶或预裂/光面爆破孔的最大外斜值不应大于15cm。3) 预裂爆破的预裂缝应连续贯通。2.4.2 开挖斜面角度偏差斜面进行修整后应尽量达到设计角度2928
9、33;局部角度偏差控制在2以内。2.4.3 超欠挖在岩锚悬臂梁开挖过程中,应严格控制超挖,一般情况下,最大超挖值应控制在15cm以内;不良地质段的超挖应在设计文件允许的范围内。在高程1009.2m1013.3m的岩锚悬臂吊车梁部位不允许出现欠挖现象;在高程1009.2m以下吊车梁区域应严格控制超挖,以不大于10cm为宜,原则上不允许有欠挖。2.4.4 超挖处理1) 当岩锚悬臂吊车梁及其附近区域超挖值小于10cm,且壁角大于或等于2) 292833,可不进行特别处理,超挖部分用同标号素混凝土回填,与吊车梁混凝土一起浇筑。3) 当高程1009.2m以上超挖值大于10cm小于15cm,壁角大于或等于
10、4) 292833,且高程1009.2m以下超挖值小于10cm时,超挖部位须用同标号钢筋混凝土回填,并与吊车梁混凝土一起浇筑,附加钢筋须与梁内钢筋焊接。5) 在任何情况下,吊车梁部位超挖值不应大于15cm,经修整后的岩壁壁角应满足2928332,否则须根据实际开挖情况,采取由监理人会同设计人确定的加固措施进行处理。三、开挖施工3.1 开挖施工工艺流程类围岩开挖工艺流程见如下框图:施工准备测量放线钻 孔已开挖段系统锚杆作业及喷砼装药爆破通风散烟、喷水除尘安全清撬、危石支护安全监测出渣、清底下一循环不良地质段围岩开挖工艺流程见如下框图:超前锚杆或小导管注浆支护洞室爆破随机锚杆支护喷砼35cm(按设
11、计标号)地质编录通风散烟、喷水除尘出 渣安全监测系统支护下一循环3.2 开挖施工主要作业对洞口段10m范围,采用短进尺、多循环、弱爆破,一般进尺为0.81.0m。进洞10m以后,根据各断面形式,采用不同的开挖方法。3.2.1 施工准备:1) 技术方面:开挖之前,施工单位必须收集和研究技术部下发的所有相关的技术资料设计图纸、各类通知单及施工规范等。明确施工的具体部位和设计要求。2) 洞内风、水、电以及施工人员、机具准备就位。3) 掏槽方式的选择掏槽眼爆破是隧道、洞室爆破的关键技术,其排列方式有很多种,归纳起来可分成斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽。掏槽眼比其它炮眼加深1520cm,药量增加15%20
12、%。a、 斜眼掏槽:分为单向掏槽、锥形掏槽和楔形掏槽。其优点是掏槽眼数量少,掏槽面积大,易将槽中爆岩抛出;缺点是循环进尺受进巷断面限制,当开挖进尺改变时,需改变设计图式。 单向掏槽:根据岩石层理和软弱面在隧洞掌子面分布位置,单向掏槽可分为顶部掏槽、底部掏槽、侧向掏槽和扇形掏槽。单向掏槽眼与掌子面的倾斜角一般为5070,硬岩取小值。 锥形掏槽:由数个掏槽炮孔呈角锥形布置,各炮孔以相等或近似相等的角度向工作面中心轴线倾斜,孔底趋于集中,但互相并不贯通,爆破后能形成锥形槽。锥形掏槽抛孔倾斜角度(炮孔与开挖掌子面的最小夹角)一般为6070,岩质越硬,倾角越小。孔底距离为0.2m0.4m,岩质越硬,距离
13、越小。常见的有三角锥、四角锥和五角锥三种(如图3-1所示),平巷掘进多用四角锥形掏槽,竖井掘进多用五角锥形掏槽。三角锥四角锥五角锥图3-1 锥型掏槽炮孔布置 楔形掏槽又称V形掏槽,由数对(一般24对)对称的相向倾斜的掏槽炮孔组成(如图3-2所示),爆破后能形成楔形槽。楔形掏槽可以分为水平楔形掏槽和垂直楔形掏槽两种形式。楔形掏槽多用于中硬以上均匀岩石的隧洞掘进,且洞室断面积大于4m2。楔形掏槽孔的倾角一般为5580。岩质越硬,倾角越小。孔底一般为0.10.3m,岩质越硬,距离越小。水平楔形掏槽垂直楔形掏槽图3-2 楔型掏槽炮孔布置b、 直眼掏槽:炮眼垂直于掌子面,要求彼此严格平行,按布眼方式分为
14、龟裂掏槽、桶形掏槽和螺旋掏槽,其优点是炮眼深度不受井巷断面大小限制,可以加大循环进尺,爆堆比较集中,当开挖进尺改变时,不需改变设计图式;缺点是掏槽眼多,要求凿岩精度高,炸药耗量大。直孔掏槽方式的炮眼间距一般为0.20.3m,岩质越硬,距离越小。目前国内外隧洞开挖广泛采用直孔掏槽,下图3-3为直孔掏槽孔布置常见的一个例子:图3-3 典型直孔掏槽炮孔布置 龟裂掏槽:龟裂掏槽孔布置在一条直线上,彼此间严格平行,装药孔与空孔间隔布置,起爆后在整个炮孔深度范围内形成条状槽缝,为崩落孔创造自由面。装药炮孔装药长度一般为炮孔深度的90%,过小会产生炮孔内部爆通、孔口部位爆不开,岩渣抛不出来的现象,从而影响槽
15、腔的形成。龟裂掏槽一般由59个炮孔组成,其间距为1020cm。 桶形掏槽:充分利用大直径(75100mm)空孔或数个与装药孔直径相同空孔,作为空孔和岩石破碎后的膨胀空间,爆破后能形成桶状槽腔(如图3-4所示)。装药孔空孔图3-4 桶型掏槽桶形掏槽装药孔的装药长度一般不小于炮孔深度的90%,第一响炮孔到空孔的距离应不大于1.5倍空孔直径。 螺旋掏槽:螺旋掏槽是由桶形掏槽发展而来,其特点是各装药孔至中心孔的距离依此递增;其装药孔联线呈螺旋状,并按螺旋线顺序微差起爆(如图3-5所示)。它能充分利用自由面,扩大掏槽效果。图3-5 螺旋掏槽螺旋掏槽装药孔的装药长度一般为炮孔深度的90%。装药孔与空孔之间
16、的距离分别为a=(1.01.5)D,b=(34)D,d=(45)D。D为空孔直径,一般不小于100mm。遇坚硬难爆的岩石可增加12个空孔,空孔可比装药孔长2030mm,并在孔底装少量炸药(200500g),在掏槽装药孔爆破后随即起爆,以利抛渣。在大断面隧洞开挖中,常采用双螺旋掏槽法。双螺旋掏槽的特点是螺旋装药孔是成对布置的,并且至空孔的距离是逐渐加大的,处于对标准布置的炮孔相继顺序起爆,有利于扩大槽腔并把槽腔内的岩渣抛出。 影响直孔掏槽效果的主要因素: 直孔掏槽一般用于完整性好的脆性岩体隧洞开挖。 空孔与装药孔间距离:等直径时变动范围为炮孔直径的24倍;采用大空孔时,最先响炮至空孔的距离不宜超
17、过空孔直径的2倍。 炮孔直径与药卷比值为1.141.15时,可消除管道效应现象。 掏槽孔的装药长度一般为孔深度的90%左右,若按体积公式校核,其单耗值达到1418kg/m3。 掏槽孔一般采用反向起爆,与空孔距离最近的炮孔最先起爆,段间时差为50100ms。 保证钻孔的准确性。c、 混合掏槽:锥形掏槽和直眼掏槽混合使用,一般用于岩石特别坚硬或隧洞开挖断面较大时使用。较常用的有复式楔形掏槽、锥形与直孔组合的掏槽以及楔形与直孔组合的掏槽等形式。施工中可不断试验以创造出方便可行的新形式。4)爆破试验在进行洞身开挖之前,作业队要进行爆破开挖试验,以确定炸药的单耗量及爆破效率,并根据开挖断面的尺寸,绘制炮
18、孔布置图(包括掏槽孔、崩落孔、光面爆破孔或预裂爆破孔),确定钻孔深度及循环进尺,爆破试验所采用的基本参数参照技术部下发措施中的爆破设计。5)测量放线:控制测量采用莱卡(Leica)TCA-1800全站仪作导线控制网。施工测量采用全站仪进行。并由经验丰富的测量专业人员负责进行,测量仪器必须经过国家认可的检验机关鉴定后方可使用。对于网络控制测量,根据业主给定的网络控制点,测量人员对网络控制点进行加密,使测量网络延伸到施工区域附近。洞室开挖时,将洞口附近的网络控制点延伸至洞内,隧洞作导线控制测量,每隔一定的距离(视洞的直线性而定)设置测量控制点,一般情况下,每45个点进行闭合测量校核,以提高测量的准
19、确性。隧洞开挖完成后,应及时进行洞身全线测量,并对测量误差进行调整和分配。对于隧洞、洞室边缘轮廓线放样,直线段各放样点相距1.2m,曲线段相距0.6m,临界转拆点要设置放样点,再连接各放样点,画出整个边缘轮廓线,并标明隧洞、洞室腰线和起拱线,根据洞身的走向,放出造孔施钻的方向线,各周边轮廓放样点相对于洞轴线的点位中误差允许偏差为50mm并满足设计要求。对于洞室开挖方向线的控制,若洞水平方向弯曲,则在沿洞边缘弯曲的外半径圆周线上每隔2.5m3.0m设置方向控制点,而在内半径圆周上可适当减小。若洞上坡或下坡,在洞顶设置方向控制点,根据隧洞的坡度值和钻孔深度,可在掌子面上作两个点的投影点,以控制隧洞
20、的开挖坡度。对于每个炮孔放样,根据每个炮孔的偏角和炮孔的深度,在同一掌子面上作两端点的投影点,以控制每一炮孔的钻孔方向。对于竖井的控制测量,可采用重锤法或激光准直仪进行测量。测量时,在洞口设置测量架,用重锤或激光准直仪沿洞中心线或边线放样。对测量放样的具体要求为:a .测量控制网由测量队负责提供。b .洞挖测量控制点埋设要牢固隐蔽,并作好保护,防止机械设备破坏。c .每个开挖面的每一排炮孔要准确放出中心十字线和周边线。d .建立质检员旁站制度。e .每个月由测量队进行一次测量复查,以及时纠正测量中的偏差。3.2.2 钻孔作业1)准备工作a .场地已进行了平整。b .围岩的危石已进行了处理。c
21、.供水、供电线路延伸到工作面附近。d .钻孔开挖设备已做好检修。e .值班技术员对各班操作手进行第三层次技术交底,技术交底的内容包括:工作面部位;所开挖的隧洞、洞室的结构尺寸;开挖爆破参数,包括孔深、孔距;造孔的技术要求。并对钻进设备的操作性能及注意事项进行交底。2)钻孔根据监理工程师批准的该部位施工措施中的爆破孔布置图或实践优化后的爆破图,用多臂钻或手风钻进行钻孔,由熟练的多臂钻机长或手风钻操作手进行钻孔作业。多臂钻采用三臂凿岩台车,台车最适宜的工作高度为8.5m,适用于大断面洞室的开挖。多臂钻造孔时,将车身驶于最佳位置,钻臂摆动范围最好能覆盖每个炮孔放样点。按照技术员的要求,台车操作手调整
22、好钻臂的角度,并正确把握每个孔的钻孔深度,力求钻头中心对准放样点的十字中心线。钻周边孔时,由于钻臂接触头的缘故,一般根据掌子面超挖的区域,合理布置钻头,若掌子面边缘没有超挖,则钻头尽量靠近放样孔,根据钻孔深度和最大可超挖15cm的限制,将钻杆向外摆动一个合适的角度进行造孔。对于掌子面上的炮孔开挖,造孔的基本顺序为:a .钻周边孔时,先钻顶部孔,再依次往下、往两边开钻;b .钻中间各孔时,遵循的原则为:先上后下,先两边后中间。多臂钻在钻孔之前,应检查压力油和润滑油值,连接电缆线,调节水压,使通过钻头的水压不小于6kg/cm2;试运行时,根据电表盘上各指示灯进行调试。多臂钻钻孔时,根据技术员的指示
23、,操作手调整好钻臂的位置和角度,钻臂垫头紧贴掌子面,钻头对准放样点。钻头施钻时,对钻头实施较低的压力,一般为3050 kg/cm2,当钻入深度达到一个钻头的长度开始钻进时,操作手要根据钻孔尺寸、钻杆撞击力、钻头类型和围岩性质提高钻进压力,一般为50110 kg/cm2,岩石坚硬地段钻进压力可调高至150200 kg/cm2。当钻孔深度达到3050cm时,依据技术员的指示,修正多臂钻的钻杆摆角,使钻杆摆角偏差控制在=Sin-1(0.15/L)(L为钻孔深度,m)之内。周边孔深度与钻杆摆角之间的关系钻孔深度(m)33.544.5钻杆摆角()2.862.462.151.91钻孔达到规定的深度之后,减
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- 施工 作业 指导书 20
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