A厂房系统工程开挖支护施工技术措施Word文件下载.docx
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E/SE∠60～65°
，本断层在不同高程部位断层带性状变化较大。
本段层仅发育断层f34，产状N53°
E/SE∠70~75°
，宽度0.1~0.2m，另发育北西向闪长玢岩脉，产状主要为N25~60°
W/NE∠70~80°
，岩脉与围岩呈侵入接触，胶结良好。
裂隙以短小闭合为主，沿裂隙面局部见有滴水，岩体多呈整体～块状结构，f304断层上盘方解石脉、石英脉发育，受断层影响划为Ⅱ类，长度5.0m外，其余全部为Ⅰ类围岩。
地下厂房位于断层上盘，工程地质条件良好。
地下厂房区深部岩石为燕山期的中细粒、中粗粒花岗岩，少量闪长玢岩脉，岩质坚硬，裂隙密度在0～1.2条/m，岩体主要呈整体状结构，部分为块状结构，少量次块状结构，断层破碎带在深部多表现为硅质细脉充填胶结，完整性好，工程地质条件好。
地下厂房自上而下分Ⅵ层进行开挖及支护，主变洞利用通风支洞和进厂交通洞从上往下分三层进行开挖及支护。
地下厂房顶拱和边墙系统锚杆为Φ25，间距为@1500mm×
1500mm，成方格型布置。
在厂房EL.137.60以上采用挂网喷C20砼，厚150mm，在EL.137.60以下采用喷C20素砼，厚50mm。
A厂厂房系统工程量见表1~表4。
A厂厂房工程量表表1
序号
项目名称
单位
工程量
备注
1
A厂厂房石方开挖
m3
124060
2
锚杆φ25,L=3.7m
根
3185
3
锚杆φ25,L=5.3m
404
4
锚杆φ25,L=6.0m
1723
5
锚杆φ25,L=5.385m
105
单根外露长度0.785m
6
锚杆φ28,L=6.725m（L=6.711m）
105（105）
单根外露长度1.725m（1.711m）
7
锚杆φ32,L=6.206m
360
单根外露长度1.206m
8
锚杆φ36,
L=9.21m（L=9.149m）
360（360）
单根外露长度1.71m（1.649m）
9
网筋
t
32.6
φ6@250mm×
250mm
φ12@1500mm×
1500mm
10
喷砼C20
1822
厚150mm
11
84.5
厚50mm
12
岩壁吊车梁砼C30
816.8
13
吊顶牛腿砼C30
134.9
14
吊车梁钢筋
78.92
15
岩锚梁吊顶牛腿钢筋
18.13
A厂主变洞工程量表表2
A厂主变洞石方开挖
43726
886
厚度150mm
2364
387
锚杆φ25,L=7.0m
68
锁口锚杆
12.8
A厂母线洞工程量表表3
A厂母线洞石方开挖
9744
358.4
锚杆φ25,L=4.5m
72
锚杆φ20,L=3.0m
1152
锚杆φ25,L=5.0m
180
锚杆φ22,L=1.0m
320
A厂排水廊道工程量表表4
A厂排水廊道石方洞挖
8921
23
锚杆φ20,L=4.0m
56
锚杆φ20,L=2.5m
φ75排水孔
m
9365
φ150排水孔
φ300排水孔
18
二、施工依据
1、广东惠州抽水蓄能电站工程水道及厂房土建工程施工招标、投标文件；
2、《地下厂房主、副厂房开挖及锚喷支护图（1/3）～（3/3）》DZ15C-3-11～13；
3、《地下厂房主变洞开挖及锚喷支护图（1/2）～（2/2）》DZ15C-3-14～15；
4、《A厂排水廊道布置、结构图》DZ15D3-4A-02～03；
5、《水利水电工程锚喷支护施工规范》DL/T5181-2003；
6、《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》DL/T5099-1999；
7、《水工混凝土钢筋施工规范》DL/T5169-2002；
8、《水电水利工程模板施工规范》DL/T5110—2000；
9、《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204－92；
10、《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001；
11、《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175－1999；
12、《钢筋焊接及验收规范》JGJ18－96；
13、《水利水电工程施工测量规范》DL/T5173-2003；
14、《混凝土质量控制标准》GB50164－92；
15、《钢筋焊接及验收规范》JGJ18－96；
16、《水工混凝土掺粉煤灰技术规范》DL/T5055－1996。
三、施工布置
1、施工供风
厂房Ⅰ、Ⅱ层开挖施工供风主要采用A厂通风洞靠近厂房部位的风机室内的压风机供风，厂房Ⅲ层以下供风采用交通洞洞口压风机及相应施工支洞内的供风系统供风。
2、施工通风
施工前期利用厂房上部探洞先期形成的有利条件，开挖出厂房通风竖井（竖井现已施工两条，一条从地表通探洞，一条从探洞通A厂厂房），在各通风竖井井口位置设置一台1000m3/min轴流风机负压通风，另外，再采取在A厂通风洞和交通洞洞内各设置一台正压送风、一台负压抽风的方式，废气经通风竖井、探洞、1＃通风竖井（井口设置1000m3/min轴流风机）、后期也可利用1＃施工支洞抽排至洞外。
随着厂房自上而下分层开挖，利用贯通的高压电缆洞，以及各主体洞室的相互贯通，和上部通风网路的机械式强制排风，辅助下部部分风机正压通风，形成一个良好的通风网络。
3、施工用水、排水
厂房Ⅰ、Ⅱ层及主变洞Ⅰ、Ⅱ层开挖时的废水和渗水主要利用A厂通风洞已经形成的排水管路进行排水；
厂房Ⅲ、Ⅳ层和主变洞Ⅲ层及母线洞开挖废水利用交通洞、A厂2#施工支洞洞内的泵站进行排水；
厂房Ⅴ、Ⅵ层开挖时的施工废水利用前期施工支洞排水布置，辅以各施工支洞开挖时的排水管路进行排水。
4、施工用电
厂房内开挖主要利用A厂通风洞和交通洞洞内设置的变压器室进行供电，主变室开挖利用通风洞与通风支洞交叉口、交通洞与主变洞交叉口设置的变压器进行供电，从各变压器室位置引三相四线制接至施工工作面。
5、施工通讯
为了方便厂房施工及爆破时的对外联系，厂房各层开挖时，在各层的主要施工支洞口设置一部程控电话机，和洞外保持正常联系，在安装间开挖完成后，专门设一部程控电话机于安装间位置作为备用。
6、施工道路及渣场布置
厂房Ⅰ、Ⅱ层及主变洞Ⅰ、Ⅱ层开挖支护主要利用A厂通风洞进行施工；
厂房Ⅲ层和主变洞Ⅲ层开挖主要利用交通洞进行施工；
厂房Ⅳ层开挖支护主要利用4#施工支洞；
厂房Ⅴ层开挖利用扩挖后的3#引水支管经过5#施工支洞进行施工；
厂房Ⅵ层开挖支护利用扩挖后的2#尾水岔管段经3#施工支洞进行施工。
厂房吊顶牛腿砼施工则在厂房Ⅰ开挖完成后利用A厂通风洞进行施工，厂房岩锚梁的砼浇筑在厂房Ⅱ层开挖完成后利用交通洞进行施工。
母线洞开挖支护利用主变洞和厂房Ⅳ层作为施工通道进行开挖。
厂房及主变洞开挖出的洞渣根据各自的施工通道运至监理人指定的渣场堆放。
其A厂厂房系统施工通道布置见附图一。
四、施工进度及工期
A厂厂房Ⅰ层计划开工日期为2004年09月01日，Ⅰ层开挖、支护及吊顶牛腿砼浇筑计划6个月工期；
厂房Ⅱ层开挖、支护计划4个月完成；
厂房岩壁吊车梁砼浇筑计划2个月完成；
厂房Ⅲ层开挖、支护计划1.5个月完成；
厂房Ⅳ层开挖、支护计划3个月完成；
厂房Ⅴ层、Ⅵ层和集水井开挖、支护计划2.5个月完成，A厂厂房开挖、支护共计19个月的工期；
A厂厂房开挖、支护计划于2006年2月28日全部施工结束。
A厂主变室开工日期为2004年09月20日，开挖、支护结束时间2005年11月30日；
A厂母线洞开工日期为2005年06月19日，开挖、支护结束时间2005年11月10日；
A厂上层排水廊道开工日期为2004年09月10日，结束时间2005年05月24日，中层排水廊道开工日期为2005年09月16日，结束时间2006年04月30日，下层排水廊道开工日期为2006年02月01日，结束时间2006年04月15日，排水孔施工完成时间2006年06月30日。
A厂厂房系统工程开挖、支护的具体施工进度安排详见附后的施工进度横道图。
五、A厂厂房系统工程开挖、支护施工原则
主厂房、主变洞均采用分层开挖及支护的方法。
在各施工支洞到达厂房边墙后，即可进行相应每一层的开挖与支护施工。
根据施工条件及节点工期要求，处于关键线路上的主厂房首先开工，主变洞开挖、支护随后进行，母线洞和排水廊道的施工贯穿于厂房和主变洞的施工中进行。
在施工布置上，充分利用施工支洞条件，按“平面多工序、立体多层次”施工原则依次展开厂房各层的开挖，并尽早将各主要洞室的上部与永久或临时通风洞（或通风竖井）连通，以解决和改善各洞室的通风条件。
A厂厂房及主变洞开挖分层图见附图二~附图四，A厂厂房及A厂主变室的开挖、支护分层见表5。
A厂厂房、主变室开挖分层表表5
A
厂
房
分层
高程（m）
高度
主
变
室
Ⅰ
EL.169.90~EL.160.715
9.19m
EL.166.35~EL.158.685
7.67m
Ⅱ
EL.160.715~EL.153.705
7.01m
EL.158.685~EL.154.585
4.10m
Ⅲ
EL.153.705~EL.148.50
5.21m
EL.154.585~EL.142.05
12.54m
Ⅳ
EL.148.50~EL.142.05
6.45m
Ⅴ
EL.142.05~EL.133.28
8.77m
Ⅵ
EL.133.28~EL.121.65
9.08m
六、A厂厂房开挖、支护施工方案
1、A厂厂房开挖程序
厂房开挖程序框架图如下：
A厂厂房开挖程序框图
2、A厂厂房开挖工程
A厂厂房自上而下分Ⅵ层进行开挖及支护，其中第Ⅱ层自通风洞降坡进行开挖，其余各层都布置有相应的施工通道，在厂房各层开挖前，各层的施工通道及与厂房相贯的洞室须进入厂房3～4m（母线洞除外），并做好锁口支护。
其中厂房中部的梯段开挖均采用潜孔钻造孔，在中部拉槽前先在拉槽区上下游进行预裂，以防止中部梯段爆破对边墙造成损坏，保护层厚度为3～4m，两侧保护层均为手风钻造水平孔光面爆破。
厂房Ⅰ层出渣采用4.5m3装载机直接装入15t自卸汽车运至洞外，厂房Ⅱ层以下出渣采用正铲或装载机配合25t自卸汽车运输。
（1）厂房Ⅰ层开挖
厂房Ⅰ层开挖高程为EL.169.90～EL.160.715，高度为9.19m。
开挖时利用A厂通风洞作为施工通道，从A厂通风洞进入厂房西端墙的底板EL.163高程开始，以12%的坡度降至开挖底板EL.160.715高程（在厂房Ⅰ层开挖结束时，此施工道路不做反修处理，待厂房Ⅱ层开挖时一起做降坡处理），其厂房Ⅰ层开挖程序及方法见附图五。
厂房Ⅰ层开挖时分三次开挖到设计边线，采用手风钻造孔，人工开挖。
首先采用中导洞超前开挖，中导洞开挖尺寸为7×
6.1m，其后紧跟两排炮的位置采用中部扩挖的方法扩大断面，中部扩挖以中导洞为中心两侧扩挖，此范围内的顶拱一次扩挖到设计边线，两侧剩余4.7m宽保护层在滞后中部扩挖大约30m的位置，采用光面爆破方法开挖到设计边线，在A厂通风洞进入厂房西端墙的位置处两侧4.7m保护层开挖时,先在两侧扩挖处采用垂直于洞轴线钻孔的方式开挖3m宽的施工人员操作空间,然后再顺洞轴线方向开挖,在开挖3m处顶拱钻孔时,应按起拱位置严格控制钻孔深度。
在施工中，在厂房设计边线处均采用光面爆破，光面爆破全部采用φ25mm的2#岩石乳化炸药。
厂房Ⅰ层开挖钻孔爆破图见附图六～附图七。
（2）厂房Ⅱ层开挖
厂房Ⅱ层开挖高程为EL.160.715～EL.153.705，高度为7.01m。
开挖时也利用A厂通风洞作为出渣通道，从A厂通风洞提前25.5m开始以12%的坡度降至厂房Ⅱ层底板EL.153.705高程，做为Ⅱ层开挖的主要施工通道，施工道路处的预留三角体斜坡道在厂房Ⅲ层施工道路形成的条件下，利用交通洞作为出渣道路进行开挖，厂房西端墙处的安全通道随厂房分层开挖进行，厂房Ⅱ层开挖程序及方法见附图八～附图九。
厂房Ⅱ层开挖分四部分进行，首先在中部拉槽区的上下游侧（边墙预留3m的保护层）进行预裂，以防止中部梯段爆破时对边墙造成损坏，预裂后进行中间梯段拉槽开挖。
为了防止爆破对厂房的上下游边墙及吊车梁岩台造成破坏，厂房Ⅱ层其余部分的开挖均采用光面爆破。
在滞后中部梯段拉槽30m左右处，进行岩台上拐点1m以上部位光面爆破开挖，在此部位开挖完成的平台面上，再进行岩台以下部位的垂直孔光面爆破开挖，此部位开挖时岩台斜面预留体不进行开挖。
当岩台以下部位开挖到一定桩号时，最后进行岩台斜面的开挖，斜面开挖φ20mm乳化炸药光面爆破，间距暂定30cm，其钻孔与爆破参数经现场试验后再做确定，其上拐点以上1m部位的开挖采用光面爆破，手风钻造孔，为了克服岩石的夹制作用和不造成欠挖，其1m深的垂直孔钻孔超深5~10cm，在钻斜面孔及边墙垂直孔时，均采用样架进行，样架详见附图八，为了保证岩台斜面的开挖质量，爆破时斜面孔先行起爆，最后进行垂直孔光爆。
以上光面爆破均采用密孔距、小药量光面爆破开挖，尽可能把药量均匀分布，以减少对岩石斜面的扰动。
厂房Ⅱ层及岩锚梁的开挖钻孔爆破图见附图十～附图十一。
厂房Ⅱ层开挖最主要的为岩壁吊车梁处的岩台开挖，在岩台开挖以前，要精心进行专项爆破试验，试验时以监理人确定的在开挖出的副厂房适当位置，进行岩锚梁开挖的工艺爆破试验，根据保留岩壁的情况来确定钻孔布置、线装药密度等爆破参数，另外,开挖过程中，在相邻群洞、主厂房等部位，以及业主、设计单位和监理人员认为有必要的部位，进行爆破质点振动速度动态安全监测，通过以上试验的反馈监测信息，为工程施工调整合理的钻爆参数、修改设计和指导施工提供依据，以及取得理想的爆破设计参数和爆破质点振动速度参数（如α、K值）等指导施工，达到控制爆破规模，降低爆破震动的效应，保护支护与衬砌结构及建（构）筑物安全、稳定的目的，为工程验收提供必要的数据资料。
初拟定以质点振动速度不大于7cm/s或根据监理人的要求进行控制，另外，在施工中还须进行严密监测，根据实际地质条件对爆破规模、爆破参数再作优化调整。
（3）厂房Ⅲ层开挖
厂房Ⅲ层开挖高程为EL.153.705~EL.148.50，高度为5.205m，Ⅲ层主要施工通道为交通洞。
安装间（底部高程EL.148.50）在此层开挖结束，安装间开挖时，底板预留1.5m保护层,当Ⅲ层开挖结束后,再进行安装间段保护层的开挖，厂房安装间开挖结束先适时提前浇筑，以按合同要求及早提供安装工作面。
厂房Ⅲ层开挖程序及方法见附图十二～附图十三。
在厂房Ⅱ层开挖结束后岩锚梁砼浇筑前，为了使厂房Ⅲ层的开挖不影响岩锚梁砼的施工，首先从交通洞以12%的坡度修至厂房右侧Ⅱ层底部EL.153.705高程，形成一施工便道，进行厂房Ⅲ层保护层的预裂及中部拉槽爆破，中部爆破后暂不出渣，厂房边墙与中部拉槽预留3m的保护层，梯段拉槽爆破以后，随即进行厂房Ⅲ层中部出渣，出渣采用4m3正铲配合25t自卸汽车出渣，同时进行厂房Ⅱ层的岩锚梁砼施工，在滞后中部出渣50m的位置，进行Ⅲ层边墙的开挖（或根据试验测定的质点振动速度来控制吊车梁砼与爆破面的距离），在适当情况下，进行厂房左边墙预留体的开挖，厂房Ⅲ层的中部梯段拉槽爆破采用潜孔钻造孔，两侧保护层开挖采用手风钻造垂直孔光面爆破。
厂房Ⅲ层的开挖钻孔爆破图见附图十四。
（4）厂房Ⅳ层开挖
厂房Ⅳ层开挖高程为EL.148.50~EL.142.05，高度为6.45m，其主要施工通道为4#施工支洞，母线洞也位于此层，在4#施工支洞进厂房边墙位置（底板高程EL.143.13）以12%的坡度降至厂房Ⅳ层底部高程EL.142.05，此道路做为厂房Ⅳ层开挖支护的主要施工通道。
厂房Ⅳ层开挖程序及方法见附图十五。
Ⅳ层开挖时先进行中部梯段的预裂爆破，厂房边墙预留4m的保护层，中间梯段拉槽开挖，预裂孔及中部拉槽区的开挖均采用潜孔钻开挖，两边4m宽的保护层开挖采用手风钻造垂直孔光面爆破开挖。
厂房Ⅳ层的开挖钻孔爆破图见附图十四。
主厂房第Ⅵ层开挖完成后，及时进行安装间砼浇筑，为桥机安装和其他后续工作尽早提供工作面。
（5）厂房Ⅴ层开挖
厂房Ⅴ层开挖高程为EL.142.05~EL.133.28，高度为8.77m，主厂房开挖至Ⅳ层母线洞底板高程时，靠母线洞一侧的第Ⅴ层待母线洞洞口支护施工完毕方能进行开挖。
Ⅴ层开挖的主要施工通道是利用扩挖后的3#引水支洞通过A厂5#施工支洞和2#施工支洞进行运输。
副厂房（底部高程EL.137.10）在此层开挖结束，副厂房底板开挖时，均预留1.5m保护层，待其上部开挖完成后，再进行底板保护层的开挖，保护层开挖时均采用手风钻造水平孔光面爆破开挖。
厂房Ⅴ层开挖程序及方法见附图十六。
厂房Ⅴ层开挖前，首先利用A厂5#施工支洞进入引水下平洞岔洞段，从四条引水支洞分别进入厂房约4m，洞口两边分别扩挖3~4m，以方便对洞口进行锁口支护，其中以扩挖后的3#引水支洞为厂房Ⅴ层开挖的主要施工通道，3#引水支洞的扩挖后尺寸为7m×
6.5m（宽×
高），进入厂房后首先进行中部梯段预裂，上下游边墙与预裂面预留4m的保护层，预裂完后进行中部梯段拉槽开挖，在滞后中部拉槽50m的位置进行两侧保护层的开挖，开挖时以厂房右侧开挖为主，厂房左侧开挖作为调节，中部拉槽开挖及预裂均采用潜孔钻造孔，两侧保护层开挖采用手风钻光面爆破。
厂房西端墙处的副厂房底板高程为EL.137.10，从主厂房Ⅴ层底板EL.133.28高程以12%的坡度上至副厂房底板，底板开挖时预留1.5m的保护层，厂房下游侧Ⅵ层岩台处开挖时也预留1.5m保护层，底板保护层开挖均采用手风钻造水平孔光面爆破开挖，以保护底板及岩台开挖成型，底板开挖完后再进行副厂房处坡度为12%的三角体道路开挖。
厂房Ⅴ层的开挖钻孔爆破图见附图十四。
（6）厂房Ⅵ层开挖
厂房Ⅵ层开挖高程为EL.133.28~EL.121.65，层高为11.63m，开挖的主要施工通道为扩挖后的2#尾水支洞，通过A厂3#施工支洞和2#施工支洞进行运输。
其开挖程序详见附图十七。
厂房Ⅵ层开挖分五部分进行，开挖前考虑到厂房Ⅵ层顶板与尾水洞顶板的高差只有1.1m左右，四条尾水支洞进行入厂房3~4m段与厂房Ⅵ层顶板贯通，洞口两侧进行扩挖2m左右，以便于对洞口进行锁口支护，其中对2#尾水支洞进行扩挖，扩挖尺寸为7.8m×
9.08m（宽×
高），以便于厂房出渣，设备运输可通过四条尾水支洞升坡的道路进行，尾水支洞进厂房段的底板高程EL.125.40，离厂房设计高程EL.124.20相差的1.2m作为保护层，施工道路形成以后，即可进行厂房上游岩台以下4.5m宽的开挖，在滞后掌子面30m左右的位置，进行上游边墙岩台处的开挖，岩台的开挖也预留1.5m厚的保护层，最后再进行厂房内集水廊道底板开挖，集水廊道底板开挖也相应地预留1.5m厚的保护层，所有的保护层开挖均采用手风钻造水平孔光面爆破。
3、A厂厂房支护工程
地下厂房洞室开挖跨度大，顶拱及边墙的稳定问题突出。
在厂房开挖施工中，应严格按设计及监理人员要求及时进行支护，形成流水多工序施工。
以保证施工安全。
为保证厂房开挖完成后及时支护和保证施工质量，锚杆钻孔均采用三臂台车钻孔，喷砼采用麦斯特喷车湿喷。
Ⅰ类、Ⅱ类围岩支护可滞后掌子面30m，Ⅲ类、Ⅵ类围岩支护紧跟掌子面进行。
（1）锚杆支护
厂房支护的系统锚杆直径均为Φ25mm，正顶拱为12根3.7m的锚杆，拱腰位置共4根5.3m的锚杆，起拱位置为2根6.0m的锚杆，厂房顶拱共计18根锚杆，间排距分别为1.5m，成方格型布置。
厂房上、下游边墙分别为3.7m和6.0m的系统锚杆成方格型布置，每种锚杆的间距为1.5m，排距为3.0m，另外，厂房Ⅱ层系统锚杆的施工与岩锚梁锚杆的施工应平行作业。
锚杆施工程序如下：
合格
不合格
锚杆施工主要工艺措施：
①材料选用：
锚杆选用Ⅱ级螺纹钢筋或变形钢筋；
水泥选用P0.32.5R以上标号的普通硅酸盐水泥，砂采用粒径小于2.5mm的中细砂，水泥砂浆强度等级不低于20Mpa。
②锚杆钻孔：
锚杆钻孔孔位、角度、深度、孔径严格按照设计图纸进行，控制孔位偏差不大于100mm，孔深偏差值不大于50mm，随机加固锚杆的孔向与可能滑动面的倾向相反，其交角应大于45°
，断层带加强锚杆须穿过断层不得小于1.5m，与厂房贯通的各施工通道处的锁口锚杆均与洞口设有10°
的夹角，具体详见设计图纸
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