上平洞开挖作业指导书.docx
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上平洞开挖作业指导书
上平洞段作业指导书
1编制依据
施工图纸及设计通知单
《水工建筑物地下开挖工程你施工规范》SL378—2007
2施工方法
上库进出水口开挖方法：
由于上平洞洞身主要为三类岩石，岩石结构较好，同时考虑到上平洞出渣的方便，拟分三层开挖，由上向下开挖高度分别为5.607m、4m和2m。
首层，顶层5.607m段开挖，此段为顶层，而且断面形状变化比较多，开挖时采用短进尺，最外层采用光面爆破，严格控制开挖的质量。
第二层，4m层开挖，两侧边光爆孔排布及工作面内炮孔排布与首段开挖相同，此段由外向内推进时将底部开挖成斜坡向上，坡度为2%，这样便于洞内水的自流。
第三层，2m层开挖，此段一次开挖到位，达到设计要求。
钻孔主要采用YT-28手风钻造孔。
锚杆、喷混凝土等支护施工跟随开挖同时进行。
手风钻主要采取简易台架施工；喷混凝土施工采用TK961型湿喷机喷护。
并在施工过程中加强围岩的变形观测，为适时支护和支护结构提供指导性依据。
上平洞采用ZL50C侧卸装载机15t自卸汽车从上平洞出渣
2.2.1施工工艺流程
开挖施工工艺流程见图2-1。
2.2.2开挖支护施工方法
上平洞的开挖支护分为普通上平段、进口洞脸及上平段与闸门井导井交叉部位三部分。
2.2.2．1上平段洞身的开挖支护
⑴测量放线
①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，作为测量放线及结算的依据。
②导线布设
洞内布设基本导线和施工导线，直接与首级网连接进洞。
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便校核。
③测量放线
洞挖钻孔前由测量人员放出开挖轮廓线、中心线，并根据布孔图放出掏槽孔孔位。
施工过程中加强洞挖断面控制，以保证不欠挖和减少超挖，保证洞挖贯通误差控制在规范值内。
图2-1开挖及支护施工工艺流程图
③资料提供
及时、准确提供中间及竣工验收资料、开挖断面图及工程量计算表，并报请监理工程师审核。
⑵钻孔
平洞段石方开挖采用简易台架，手风钻钻孔、四角柱掏槽，分层开挖爆破前会同监理等相关方进行必要的钻孔爆破试验，寻求合理的爆破参数，采用毫秒微差爆破。
开挖设计线周边采用光面爆破，全断面开挖采取四角柱掏槽，掏槽孔布置于首段开挖工作面中心部位，按钻爆设计炸药选取乳化炸药。
掏槽孔由五个炮孔梅花形布置组成，炮孔间距40cm，Ⅲ类围岩（Ⅳ类围岩）外周边光爆孔间距55cm（40cm）沿外边线排开。
由外边线向内移40cm设第二排炮孔，炮孔水平距60cm，之后各层炮孔排布均为竖直距76cm，水平距76cm。
具体布置方法见附图。
根据本标段引水隧洞地质条件，具体断面布孔见附图。
钻孔质量要符合下列要求：
①钻孔孔位根据测量定出的中线、开挖轮廓线确定；
②周边孔在断面轮廓线上开孔，周边孔和掏槽孔的孔位偏差不大于5cm，其余炮孔孔位的偏差不大于10cm；
③炮孔的孔底落在爆破炮孔设计图规定的平面上；
④炮孔经检查合格后，即可进行装药。
⑶装药、联网爆破
平洞段选用2#岩石炸药，药卷直径Φ32，利用钻架平台人工装药，线状间隔不耦合装药，掏槽孔、崩落孔及周边孔均采用连续装药结构，非电塑料导爆管分段起爆，激发针引爆。
遇水洞段均采用乳化炸药。
引水隧洞上平洞段Ⅲ类围岩爆破参数见表2-2，Ⅲ类围岩循环作业时间见表2-3。
表2-2引水隧洞上平段Ⅲ类围岩爆破参数表
孔类
孔深
（m）
孔径
（mm）
数量
孔距
（cm）
药径
（mm）
孔药量
（kg）
起爆段
单耗
kg/m³
掏槽孔
1.1
42
4
40
32
0.77
1
0.86
空孔
1.0
42
1
崩落孔
1.0
42
240
76
32
0.6
3、5、6
7、1、9、10
周边孔
1.0
42
64
55
32
0.65
11、12
单米洞挖量50m3，每循环进尺1m
表2-3引水隧洞上平段Ⅲ类围岩循环作业时间表
小时
项目
小
时
1
2
3
4
5
6
7
1
9
10
11
12
测量准备
0.5
钻孔
5
装药
2.0
安全撬挖
0.5
爆破排烟
0.5
出渣
3.5
支护
3
引水隧洞Ⅳ类围岩爆破参数见表2-4，Ⅳ类围岩循环作业时间见表2-5。
表2-4引水隧洞上平段Ⅳ类围岩爆破参数表
孔类
孔深
（m）
孔径
（mm）
数量
孔距
（cm）
药径
（mm）
孔药量
（kg）
起爆段
单耗
kg/m³
掏槽孔
1.1
42
4
40
32
0.66
1
0.65
空孔
1.0
42
1
崩落孔
1.0
42
230
80
32
0.50
3、5、6
7、1、9、10
周边孔
1.0
42
90
40
32
0.55
11、12
单米洞挖量50m3，每循环进尺1m
表2-5引水隧洞上平段Ⅳ类围岩循环作业时间表
小时
项目
小
时
1
2
3
4
5
6
7
1
9
10
11
12
测量准备
0.5
钻孔
5
装药
2.0
安全撬挖
0.5
爆破排烟
0.5
出渣
3.5
支护
12
12小时一个循环，进尺1m
⑷通风排烟及安全撬挖
每茬炮爆破后，立即进行通风排烟，排烟完成后，由经验丰富的撬挖工清撬开挖面上残留的松动岩块，确保进入洞内的人员和设备的安全。
在整个施工过程中，都要经常检查已经开挖洞段的围岩稳定情况，清撬可能塌落的松动岩块。
⑸超前勘探及施工监测
①超前勘探
为查清断层围岩洞室中尚未开挖岩体的地质情况，选择掌子面后的开挖断面尺寸和支护措施，应在监理指定的掌子面钻设勘探孔。
超前勘探孔用XY-2地质钻机钻孔，钻孔孔径100mm，钻孔深度15m左右，完成超前勘探后，应立即通知监理查看钻孔岩芯、钻进记录和进行地质素描，并及时将超前勘探资料报送监理。
②施工监测
施工过程中根据施工需要设置监测点，并且将现场量测数据应及时整理，绘制位移～时间曲线，并分析是否属正常，进而判断围岩属于稳定、临界状态及危险状态，并及时反馈给设计及监理，用以修改支护设计和施工，确保工程安全。
⑹出渣
石渣均用装载机装15t自卸汽车运弃渣场。
⑺支护
上平洞：
锚杆Φ20、L＝3.5m、外露0.15m，挂钢筋网，喷C20混凝土10cm；
⑴锚杆和挂网
施工中严格按照如下顺序进行：
钻孔→清孔→注浆→锚杆设置→挂网。
①锚杆施工
采用组合架YT28手风钻钻锚杆孔（孔深大于6m采用100B潜空钻机），钻孔完毕用高压风将孔吹干净，用注浆泵灌注砂浆。
注浆时，注浆管应插至距孔底50～100mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出；杆体插入后，若孔口无砂浆溢出，应及时补注，锚杆安装后，不得随意敲击，不得悬挂重物。
锚杆施工完后，按规定进行拉拔试验。
②挂网
用Φ6.5mm钢筋在锚杆外露距洞壁5cm部位焊接骨架筋，人工在骨架筋的基础上绑扎钢筋网，要求钢筋网牢固、不变形，在钢筋网上焊埋控制喷射砼厚度的标尺。
钢筋网架设完毕后，用高压风水冲洗受喷面（若岩体有软弱夹层时不能使用水冲洗时，该用高压风吹洗喷护面），清除灰尘、泥屑等杂物。
⑵喷砼
喷射砼拌和场地设在隧道进口附近，设1台JDY350型强制式拌和机现场拌制，3m3罐车运至工作面。
砼配合比由试验提供并经喷板试验确定。
喷砼的细骨料为细度模数为2.5～2.1的中粗砂，粗骨料为粒径小于15mm的碎石；为提高砼强度并减少回弹量，速凝剂掺量为2～3%。
喷砼前，用人工撬除危石及松动石块，剔除断层及有害夹层中碎石和软弱夹层，引排出滴、渗、淋水，用高压风水枪清洗岩面附着的岩屑，岩粉及其它污物，经验收后进行喷砼。
采用TK961型湿喷机在液压平台上进行人工喷护，一次喷射厚度以5～7cm为宜，喷厚较大时应分层喷射，后一层应在前一层砼终凝后进行，若终凝1h再行喷射，应先用风水清洗喷层面。
喷射砼终凝2h后，应喷水养护，养护时间一般不得少于7昼夜。
砼终凝至下一循环放炮时间不应少于3h。
2.2.2．2上平洞洞脸的支护
根据施工现场的围岩好坏而定，若围岩比较好就采用常规的开挖支护措施，若围岩较差，就先打注浆小导管注浆，后砼喷护，等支护好以后再钻爆开挖，开挖完后及时支护，保证符合进洞施工的各项要求。
脚手架搭设
本工程脚手架拟全部采用落地式双排脚手架，采用的钢管类型为48×3.5mm标准钢管。
搭设要求：
立杆采用单立管，立杆的纵距1.80米，横距1.05米，立杆的步距1.80米。
连墙件采用2步3跨，其竖向间距3.60米，水平间距4.50米。
脚手架的扫地杆、斜撑设置按规范的要求设置，不得省略。
支护结构
支护结构：
洞脸打φ25锚杆：
L=6.0m，间排距@0.5mx2.0m，初喷C20混凝土厚度50mm，挂φ8@200x200钢筋网，立I25工字钢，再喷C20混凝土厚度280mm。
支护施工
采用常规施工方法:
锚杆采用YT-28手风钻钻孔，注浆器注浆，人工安装锚杆；，JDY350型搅拌机现场拌料，TK961湿喷机人工施喷，边坡喷混凝土技术要求参考洞内喷混凝土。
施工准备
按照监理的指示，在邻近的仓库中储备一定数量的加工好的锚杆、钢支撑、喷混凝土的材料以有关设备等以备急用。
进行支护前采用高压风（高压水）将岩石面冲（洗）干净，清除岩石碎片、尘埃、碎屑和爆破泥粉。
②钢拱架施工
钢拱架计划在加工厂制作，装载机配合人工现场安装。
施工工艺流程见图2-2。
图2-2钢拱架施工工艺图
注意事项：
a安装前分批按设计图纸检查验收，不合格禁用；
b清除干净底脚浮渣，超挖处加设混凝土垫块；
c按设计要求焊接纵向连接筋，段间用螺栓连接，确保安装质量；
d严格控制中线与标高；
e拱架与岩面间安设混凝土垫块，确保岩面与拱架密贴；
f确保初喷质量，拱架在初喷5cm后架立。
砂浆锚杆施工工艺流程
砂浆锚杆施工工艺流程见图2-3
2）锚杆制作
锚杆在加工厂用钢筋切断机截成规定长度后运至施工现场，钢筋在使用前必须进行取样试验，合格后方能使用。
3）钻孔
锚杆孔选用YT-28型手风钻造孔，孔径为φ42mm，利用开挖作业的简易施工台车作为施工平台。
锚杆孔轴线垂直于主要结构面，拱顶部位近似垂直水平面的锚杆钻孔轴线与铅垂线夹角5°～10°，以利锚杆安装和稳定，孔位偏差±10mm，孔深偏差不大于±5cm，成孔后，孔内用高压水冲洗干净。
图2-3砂浆锚杆施工工艺流程图
4）洗孔
采用高压水气混合物冲洗钻孔内的碎石和岩粉，直到回水清爽为止。
5）砂浆拌制
采用JDY-350砂浆搅拌机现场拌制砂浆。
水泥砂浆采用水灰比为0.38:
1～0.45:
1，灰砂比1:
1～1:
2的配比。
砂浆强度必须满足设计图纸要求，强度不低于20MPa。
6）注浆和锚杆安装
利用开挖作业的简易施工台车作为施工平台进行锚杆的安装以及注浆施工，锚杆插入后5天内不得进行敲击、碰撞、拉拔锚杆和悬挂重物等类似有损锚杆强度的动作。
A先注浆法砂浆锚杆施工
边墙锚杆采用先注浆法施工，注浆施工时，先计算空余度，确定注浆量，再将注浆管插至距孔底50～100mm，用MZ-1型注浆泵向孔内注浆，人工送入锚杆体，保证插入部分的长度不小于设计要求的长度，反复插捣，送至孔底并对中，若锚杆插完后孔口不冒浆则需重新注浆，孔口用干硬水泥砂浆封口。
7）质量检验
A锚杆材质检验：
每批锚杆材料均附有生产厂家的质量证明书，按施工图纸规定的材料标准以及监理人指示的抽检数量检验锚杆性能。
B注浆密度试验：
选取与现场砂浆锚杆长度、直径、孔径和倾斜度锚杆和塑料管，采用与现场注浆相同的砂浆，并按现场相同的施工工艺注浆，养护7天后检查其密实度，试验计划报监理审批。
C锚杆抗拉拔试验：
在施工现场选取有代表性的岩体进行，锚杆安装28天后，安装张拉设备逐级加载，直至拔出锚杆或者杆体拉断为止，记录张拉力，了解锚杆在该类岩石中的锚固强度，拉拔时拉力方向与锚杆轴线方向一致。
D支护验收中抽检的锚杆，拉拔力达到设计要求时候，立即停止加载，结束试验。
锚杆验收标准：
PAn≥PA
PAmin≥0.9PA
式中：
Pan---同批试件抗拉拔力平均值（KN）
PA---锚杆设计抗拉拔力（KN）
Pamin---同批试件抗拉拔力最小值（KN）
锚杆设计抗拉拔力见表3.3-1：
表2-6锚杆设计抗拉拔力表
锚杆直径
Φ18
Φ20
Φ22
Φ25
设计抗拉拔力（kN）
66
81
98
127
D无损检测标准
a锚杆孔注浆饱和度不小于75%，土钉锚杆的注浆饱和度不小于80%。
b锚杆检测长度不得小于设计长度的90%。
c无损检测合格读不小于90%。
C按监理指示的抽检范围和数量，大于锚杆孔的钻孔规格进行抽查并做好记录。
锚杆检测以无损检测为主，必要时可采用钻孔取芯或拉拔检测。
重要洞口护坡锚杆和土钉锚杆等特殊部位的锚杆，只能采用无损检测。
a按监理人指示对锚杆进行无损检测时，每批锚杆的检测数量不少于该批锚杆数量的5%，并且验收单元不少于5根。
对于重要部位的锚杆，每批锚杆检测数量不少于该批锚杆的10%，并且没验收单元不少于10根。
b按监理人指示进行钻孔取芯或拉拔试验时，每300根锚杆必须抽样一组，设计变更或材料变更时，另做一组。
每组试验锚杆不少于3根，顶拱和边墙锚杆同批次检测时，保证顶拱锚杆抽检数量不少于样本的1/2。
D对合格批次的不合格样本，根据现场情况和监理指示进行补强。
对于不合格的批次，把检测比例增加一倍复检，复检仍不合格的话，对该批次所有锚杆进行检测，并根据检测结果和现场地质情况布置加密锚杆补强。
每一根不合格的锚杆周围加补两根。
每批锚杆的材质的抽检记录、每项注浆密实度试验记录和成果、锚杆孔钻孔记录等验收报告报送监理，经监理人验收并签认合格后作为完工验收资料。
④喷混凝土施工
1）喷射混凝土施工工艺见图2-4
图2-4喷混凝土施工工艺图
2）材料
水泥:
用P.O.42.5普通硅酸盐水泥。
骨料:
细骨料采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数宜大于2.5，使用时含水率控制在5%～7%内。
粗骨料采用耐久的碎石，粒径不大于10mm。
水：
清洁并达到质量要求。
速凝剂：
速凝剂的质量符合施工图纸要求并有生产厂家质量证明书，初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min，选用外加剂应有监理人批准。
3）配合比
喷混凝土的配合比应通过室内试验和现场试验选定，并应符合施工图纸要求，在保证喷层性能的前提下，尽量减少水泥和水的用量。
速凝剂的用量应通过现场喷射试验确定。
初凝和终凝时间应满足施工图纸和现场喷射工艺要求，强度应满足施工图纸要求，试验成果报送监理工程师批准后方可施工。
4）配料、拌和及运输
a拌制混合料的允许误差应符合下列规定：
水泥和速凝剂±2%
砂、石±3%
b搅拌时间
强制式拌和机不得小于1min，且混合料要均匀。
混合料掺有外加剂时，搅拌时间应适当延长。
c运输
混凝土的拌制采取就近拌制的方法。
混合料在运输过程中，应严防雨淋及杂物混入，装入喷射机前应过筛。
5）施工方法
喷混凝土利用锚杆施工脚手架或搭设钢管脚手架，用短钢筋（φ8）设置喷层厚度标志，人工撬除浮石，把滴、渗、淋水引出受喷单元外，用高压风枪吹洗坡面岩粉、岩屑及其他污物。
受喷面经验收后洒水润湿。
混凝土所用干料在拌和机现场拌制，人工掺速凝剂，人工上料；喷射混凝土采用TK961湿喷机，从上向下进行喷护，喷嘴与受喷面尽量垂直，喷头处的水压必须大于该处的风压，并要求风压稳定，保证射水能穿透集料能力。
喷射混凝土按边坡开挖层次分段分片依次进行，喷射顺序自下向上。
喷混凝土分两层进行，第一层喷射5cm，后一层应在前一层初凝前马上进行。
终凝后即刻进行洒水养护。
2.2.2．3上平洞段与闸门井导井交叉的部位
此段为交叉部位，因闸门井导井开挖进度较快，所以导井开挖时在交接面上预留3～5m不开挖，上平段开挖过后再进行开挖预留层；若此处围岩条件较差，采取先打注浆小导管注浆，后钻爆开挖，并及时跟进支护，保证此段的安全施工；若围岩条件较好，采用常规的先开挖后支护的施工工法。
2.2.2．3.1注浆小导管施工
采用现场加工小钢管，喷射混凝土封闭岩面，用风动凿岩机造孔，将小导管打入岩层，压注水泥浆或水玻璃双液浆的施工方法。
施工工艺流程图见图2-5。
图2-5注浆小导管施工工艺流程图
3施工质量控制措施
⑴本标段开挖采用“新奥法”指导施工，制定科学、合理的施工措施，地质条件差的洞段采用“短进尺、弱爆破、多循环、强支护、勤观测”的方法。
⑵隧道开挖采用微差爆破技术，周边光面爆破的控制爆破。
⑶合理安排施工工序，保证通道畅通，充分发挥机械设备的效率。
⑷采用配套设备，满足高强度施工需要。
开挖支护量大，从钻孔、装药、装渣、运渣、撬挖，包括喷混凝土锚杆钻孔的安装，每一道工序都采用配套的机械施工，提高生产效率。
⑸加强围岩变形监测，重视补强加固工作，发现支护不充分时，尽快补强加固，防止边墙或顶拱失稳。
⑹做好超前勘探，加强地质预报，对可能发生塌方或突发涌水洞段提前采取防范措施。
⑺支护施工前先对围岩及边坡进行检查，以确定所支护的类型或支护参数。
每开挖一层，及时按设计要求进行边坡支护；洞内喷锚支护紧随、紧跟开挖工作面进行，以确保围岩的稳定。
⑻支护作业严格按照有关的施工规范、规程进行。
超前锚杆、小导管注浆和随机锚杆及系统锚杆的安装方法，包括钻孔和注浆等工艺，均须经过监理工程师的检查和批准。
⑼系统锚杆和钢支撑严格按照施工图纸标准要求进行制作，严格执行锚杆、钢支撑安装工艺。
⑽喷砼施工的位置、面积、厚度等均按照施工图纸的规定，喷砼采用符合有关标准和技术规程规范要求的砂、石、水泥，认真做好喷砼的配合比设计，通过试验确定合理的设计参数，并征得监理工程师的同意。
喷砼施工前，必须对所喷部位进行冲洗，预埋规定长度的检验钢管以量测厚度，在喷砼结束后，进行喷砼厚度检验后割除露出表面的钢筋。
⑾喷射施工时，喷嘴按螺旋形轨迹一圈压半圈的方式沿横向移动，层层喷射，确保厚度，使砼均匀密实，表面平整，喷嘴与喷射面尽量保持垂直，以减少回弹，确保喷砼的质量。
喷身砼初凝后，立即洒水养护，持续养护时间不小于7天。
4.施工资源配置
上平洞施工主要施工机械设备及人员见表4-1。
表4-1上平洞开挖支护工程主要施工机械设备表
序号
设备（人员）名称
型号
单位
数量
备注
1
手风钻
YT-28
台
16
2
湿喷机
TK961
台
2
3
装载机
ZL50C
台
1
4
自卸汽车
15t
台
2
5
液压平台
SJCO32-10
台
2
6
挖掘机
PC200
台
1
升级会员 