地下洞室開挖施工技術及質(zhì)量控制201511

水電站地下洞室開挖施工技術及質(zhì)量控制

目錄一水電站地下洞室的類型及特點二地下洞室鉆爆設備及器材

三地下洞室常用的爆破技術四爆破震動控制五地下洞室開挖施工技術六地下洞室開挖設備七地下洞室開挖質(zhì)量的控制八地下工程安全事故案例一水電站地下洞室的類型及特點豐滿水

一水電站地下洞室的類型及特點電站全面治理（重建）工程一水電站地下洞室的類型及特點1、地下洞室的分類

（1）按工作性質(zhì)可分為過水和不過水兩大類；（2）按體型及布置形式可分為圓形、城門洞、馬蹄形、平洞、斜井、豎井、大型洞室等。

（對結構為圓形的斷面，設計不必考慮施工交通改變斷面形狀，而由施工單位自己根據(jù)施工特點確定洞內(nèi)交通形式）（3）按結構特性可分為不襯砌結構、柔性支護結構（錨噴支護）、混凝土襯砌結構和鋼襯結構等；一水電站地下洞室的類型及特點

2、地下埋管

（1）地下埋管的特點及構造

地下埋管是埋藏于地層巖石之中的鋼管，其為抽水蓄能電站中應用最多的一種壓力管道。主要解決滲漏和大HD值的硐室穩(wěn)定問題。鋼襯與巖體之間用混凝土回填后共同受力的組合結構。（

（。一水電站地下洞室的類型及特點一水電站地下洞室的類型及特點（2）地下埋管的施工

地下埋管施工過程：開挖巖洞（清理石渣、支護等）→安裝鋼管→回填砼→各種灌漿(回填灌漿、固結灌漿、接縫灌漿)。一水電站地下洞室的類型及特點

（3）壓力鋼管選材

在《低合金高強度結構鋼》GB/T1591-2008中

牌號質(zhì)量等級CSiMnpSQ345A≤0.20≤0.50≤1.70+0.0350.035B0.0350.035C0.0300.030D≤0.180.0300.025E0.0250.020牌號質(zhì)量等級試驗溫度/℃沖擊吸收能量公稱厚度（直徑、邊長）12mm～150mm＞150mm～250mm＞250mm～400mmQ345B20≥34≥27—C027D-20E-40

表7夏比（V型）沖擊試驗的試驗溫度和沖擊吸收能量一水電站地下洞室的類型及特點

《鍋爐和壓力容器用鋼板》GB713-2008中6.1牌號和化學成分6.1.1鋼的牌號和化學成分（熔煉分析）應符合表1的規(guī)定。

表1化學成分6.1.1.4根據(jù)需方要求，經(jīng)供需雙方協(xié)議，可規(guī)定Q345R和Q370R鋼的P含量≤0.015%、S含量≤0.005%，14Cr1MoR和12Cr2Mo1R鋼的P含量≤0.012%。6.4.1.2根據(jù)需方要求，經(jīng)供需雙方協(xié)議，Q245R、Q345R和13MnNiMoR鋼板可進行-20℃沖擊試驗，代替表2中的0℃沖擊試驗，其沖擊功值應符合表2的規(guī)定。牌號化學成分（質(zhì)量分數(shù)）/%CSiMnCrNiMoNbVPSAl?Q345R≤0.20≤0.551.20～1.60≤0.025≤0.015≥0.020一水電站地下洞室的類型及特點中華人民共和國國家標準批準發(fā)布公告2012年第15號關于批準發(fā)布GB713-2008《鍋爐和壓力容器用鋼板》國家標準第1號修改單的公告表一更改為新表

表1化學成分牌號化學成分（質(zhì)量分數(shù)）/%CSiMnCrNiMoNbVPSAl?Q345R≤0.20≤0.551.20～1.60≤0.025≤0.010≥0.020一水電站地下洞室的類型及特點

表2力學性能和工藝性牌號交貨狀態(tài)鋼板厚度/mm拉伸試驗沖擊試驗彎曲試驗抗拉強度Rm/(N/m㎡)伸長率A%溫度/℃180°b=2a不小于不小于Q345R熱軋控軋或正火3～16510～64034521041d=2a＞16～36500～630325d=3a＞36～60490～620315＞60～100490～62030520＞100～150480～610285＞150～200470～600265一水電站地下洞室的類型及特點一水電站地下洞室的類型及特點DLT5141-2001《水電站壓力鋼管設計規(guī)范》中6.1.2鋼管所用鋼材應根據(jù)鋼管結構型式、鋼管規(guī)模、使用溫度、鋼材性能、制作安裝工藝要求以及經(jīng)濟合理等因素選定。

鋼管主要受力構件（包括管壁、支撐環(huán)、岔道加強構件等）可采用下列鋼種：Q235-C、D級碳素結構鋼，Q345—C、D級低合金結構鋼；20R、16MnR、15MnNbR、15MnVR等壓力容器鋼；07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR等高強度壓力容器鋼。明管宜采用容器鋼。6.1.3鋼管主要受力構件所用鋼材的保證條件，除應滿足鋼材國家標準規(guī)定的化學成分和力學性能等技術要求以外，還應滿足下列條件：3沖擊韌性指標、沖擊試驗溫度和取樣部位及取樣方向等，應按相應鋼材國家標準的規(guī)定執(zhí)行，各工程亦可根據(jù)具體運行條件另提補充要求。一水電站地下洞室的類型及特點SL281-2003《水電站壓力鋼管設計規(guī)范》中4.1.2鋼管管壁、支撐環(huán)、岔道加強構件等主要受力構件應使用鎮(zhèn)靜鋼。宜用的碳素結構鋼有Q235的C、D級鋼板；低合金高強度結構鋼有Q345、Q390的C、D、E級鋼板；壓力容器用鋼板有20R、16MnR、15MnNbR等。

明管、岔管宜采用壓力容器用鋼。4.1.4主要受力構件用鋼材夏比沖擊試驗（V形缺口）的溫度和取樣方向，應根據(jù)工程具體運行條件提出要求。水電站壓力鋼管選材從檢驗標準、可焊性、使用性能、重要性等方面應選用容器鋼，主要承擔防滲作用的鋼襯可以根據(jù)結構特點使用普通低合金鋼。一水電站地下洞室的類型及特點（4）壓力鋼管的抗外壓穩(wěn)定問題

地下埋管鋼襯的外壓失穩(wěn)問題比內(nèi)壓問題更需注意，因為：地下埋管是一種薄殼結構，有圍巖聯(lián)合作用，其承受內(nèi)壓的潛在安全度相對較高，但管道放空時所受外壓力容易造成管道外壓失穩(wěn)。鋼襯的外壓荷載包括地下水壓力、鋼襯與混凝土之間接縫灌漿壓力等。防止埋管鋼襯受外壓失穩(wěn)的措施：地下埋管鋼襯的嚴重失穩(wěn)事故多發(fā)生在地下水作用的情況。工程上一般可以采用：

1)降低地下水水壓力。此為防止鋼襯失穩(wěn)的根本方法，排水廊道結合排水孔及排水管等措施。

2)精心施工，做好鋼襯與混凝土之間的接縫灌漿，減小縫隙。

3)設加勁環(huán)、錨筋的方法來提高穩(wěn)定性

4）施工過程做好灌漿孔封堵，避免漏封和滲漏。

一水電站地下洞室的類型及特點一水電站地下洞室的類型及特點3、地下洞室的施工特點

（1）由于地質(zhì)條件的不可預見性，施工方法直接受到工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和施工條件的制約，因此，施工中強調(diào)隨機應變的能力。（2）地下工程主要采用鉆爆法開挖，在同一工作面表現(xiàn)為周期性的循環(huán)，可能遇到不良地質(zhì)地段而發(fā)生塌方、有害氣體逸出及地下涌水等突發(fā)事件。因此，施工中必須備有充分的應急措施。（3）施工環(huán)境和條件相對較差，作業(yè)空間狹窄，工序交叉多，干擾大，通風散煙和地下排水困難，安全問題比較突出。一水電站地下洞室的類型及特點4、施工支洞布置施工支洞:應根據(jù)地下建筑物的布置、進度安排、地形、地質(zhì)、施工方法、經(jīng)濟、環(huán)保確定進口位置和明挖方案等。在保證安全的前提下最大程度減少對林地、耕地的破壞，利于環(huán)境保護，通過加強支護盡早進洞減少明挖。施工支洞洞口可根據(jù)地形進行明拱回填恢復植被的型式達到工程與自然的和諧。施工交通道路中采用地下施工交通洞型式也是應發(fā)揚的保護環(huán)境的設計型式。一水電站地下洞室的類型及特點一水電站地下洞室的類型及特點一水電站地下洞室的類型及特點一水電站地下洞室的類型及特點一水電站地下洞室的類型及特點一水電站地下洞室的類型及特點二地下洞室鉆爆設備及器材二地下洞室鉆爆設備及器材二地下洞室鉆爆設備及器材地下洞室施工的主要手段是鉆孔、裝炸藥、爆破以形成所需要的規(guī)定尺寸和形狀的地下空間，簡稱“鉆爆法”，其主要鉆爆設備和器材有：1、鑿巖鉆孔設備（1）手風鉆手風鉆應用較為靈活。由于手風鉆輕便小巧，人工鉆頭定位十分容易，實施周邊孔光面爆破時，炮孔殘留率高，洞室成型好。（2）鑿巖臺車臺車最適宜的工作高度為8.5m，適用于大斷面洞室的開挖。多臂鉆造孔可大幅減少鉆孔人力投入，對安全有利，但由于多臂鉆造孔對周邊孔超欠挖控制難度大，機械費用高，現(xiàn)在在國內(nèi)地下硐室施工中應用仍不夠廣泛。但應用洞內(nèi)支護對質(zhì)量安全均有利。二地下洞室鉆爆設備及器材2、爆破器材

（1）炸藥1）起爆藥2）乳化炸藥特點品種應用范圍感度高，加熱、摩擦或撞擊易引爆主要有二硝基重氧酚、雷汞、氮化鉛等用于制作起爆器才如雷管、非電雷管特點品種應用范圍威力高、感度高、抗水性好、安全性好，對沖擊、摩擦、撞擊感度低。巖石型、露天型、煤礦許用型。巖石型適用無沼氣、無粉塵爆炸危險、有水的巖石爆破。二地下洞室鉆爆設備及器材（2）起爆材料種類1）導火索：導火索是一種以黑火藥為藥芯，外面纏有棉、麻纖和防潮層的索繩狀點火材料，它的用途是在一定時間內(nèi)將火焰?zhèn)鹘o火雷管使之引爆。2）導爆索：是一種以黑索金為芯藥的繩索狀的起爆材料，用以傳遞爆轟波，起爆藥包。3）塑料導爆管：是一種以奧克托金等炸藥涂在內(nèi)壁中中空塑料細管，它的作用是傳遞爆轟波。二地下洞室鉆爆設備及器材4）雷管：①電雷管：瞬發(fā)電雷管——一般電爆網(wǎng)絡用。

延期雷管——延期以秒計數(shù)的間隔分段爆破。

毫秒雷管——毫秒微差爆破。

抗雜電雷管——用于雜散的電流危害的施工點。②非電毫秒雷管：是用塑料導爆管延期時間以毫秒數(shù)量級計量的雷管。它與毫秒延期電雷管的區(qū)別在于：不用毫秒電雷管中的電點火裝置，而用一個與塑料導爆相連接的塑料連接套，由塑料導爆管的爆炸波來點燃延期藥。數(shù)碼雷管，一般應用于精細爆破，誤差在千分之一毫秒，單價是普通雷管的幾十倍。（豐滿非電毫秒雷管甲供3.2元/發(fā)，數(shù)碼雷管最少150元/發(fā)）二地下洞室鉆爆設備及器材段號第1毫秒系列10±225±10350±10475±105110±106150±207200±208250±209310±2510380±4011460±4512550±5013650±5014760±5015880±75二毫秒延期雷管的段別及毫秒范圍：二地下洞室鉆爆設備及器材三地下洞室常用的爆破技術三地下洞室常用的爆破技術三地下洞室常用的爆破技術1、預裂爆破技術進行石方開挖時，在正式爆破開挖之前，預先沿著設計的輪廓線爆破出一條一定寬度的貫穿裂縫，這一裂縫能反射或吸收隨后起爆的主炮孔的應力波，起到屏蔽作用，從而能最大限度地減少對要保留巖體的破壞，使之獲得較平整的開挖輪廓，此種爆破技術為預裂爆破。三地下洞室常用的爆破技術（1）預裂爆破技術特性1）預裂孔先爆，一般超前50ms以上，其爆破參數(shù)有孔徑(76-90手風鉆45）、孔距（80-120）、裝藥結構（間隔裝藥，下部加強）、線裝藥密度（0.4-0.6kg/m)、堵塞長度(0.8-1.2m)等。2）底部裝藥量適當增加，上部應適當減少裝藥，且孔口做好堵塞。3）預裂面與最近一排主炮緩沖孔之間的距離(1-1.5m)為主炮孔間距(2.0-3m)的一半，并減少裝藥量。三地下洞室常用的爆破技術（2）預裂爆破質(zhì)量主要影響因素1）所選爆破參數(shù)是否適當，應通過爆破試驗選定參數(shù)。2）地質(zhì)條件，尤其是節(jié)理裂隙組合情況與預裂面的關系。3）鉆孔質(zhì)量及爆破作業(yè)人員的經(jīng)驗。三地下洞室常用的爆破技術（3）地質(zhì)條件對預裂爆破的影響1）一般而言，巖石越完整均勻則越有利于預裂爆破，非勻質(zhì)、破碎和多裂隙的巖層則不利于預裂爆破，特別是巖石的層理產(chǎn)狀裂隙發(fā)育程度和裂隙主要方向對預裂爆破效果的影響極大。2）巖石裂隙大的，會使開挖面不平整度增加，甚至造成超挖；3）走向平行于預裂縫的裂隙比橫穿過預裂縫的裂隙對預裂爆破的影響要??；4）與預裂線平面交叉成銳角的裂隙，最有可能使壁面不平整和超挖；5）通常認為：當巖石裂隙率較多時，難形成預想的裂縫，開挖邊緣的巖石遭到強烈破壞，形成超挖，可采用小孔距預裂爆破以收到良好的預裂效果。三地下洞室常用的爆破技術（4）預裂爆破質(zhì)量控制標準1）預裂縫要貫通且在地面有一定的開裂寬度；對于中等堅硬巖石，縫寬不宜小于1.0cm，堅硬巖石縫寬應達到0.5cm左右；但在松軟巖石中，縫寬達到1.0cm時，減震作用并未顯著提高，須經(jīng)試驗確定。2）預裂面開挖后，不平整度小于15cm（建基面）.3）預裂面上的炮孔痕跡保留率應不低于80%（II、III類圍巖），且炮孔附近巖石不出現(xiàn)嚴重的爆破裂隙。三地下洞室常用的爆破技術（5）施工要點要使預裂爆破達到預期的效果，應首先根據(jù)地質(zhì)條件進行爆破設計，并進行實地爆破試驗，以取得最佳爆破參數(shù)。尤其須對炮孔直徑、間距、孔深、超深、鉆孔精度、裝藥結構、線裝藥密度、不偶合系數(shù)、巖石極限抗壓強度、裂隙發(fā)育情況及堵塞、起爆網(wǎng)絡布置等爆破參數(shù)，需通過初步設計并經(jīng)爆破試驗調(diào)整后確定，施工過程中嚴格按工藝參數(shù)要求實施。三地下洞室常用的爆破技術（6）預裂爆破參數(shù)的確定（經(jīng)驗公式）1）炮孔間距a=（7~12）Da——炮孔間距（mm）D——鉆孔直徑（mm）7~12——系數(shù)，當孔徑小時取大值，孔徑大時取小值，當巖石完整時取大值，巖石破碎時取小值。2）不偶合系數(shù)Dd=D/d=2~5

或D=（2~5）dDd——不偶合系數(shù)，堅硬巖石選較小值，松軟巖石選大值。D、d——分別為鉆孔、藥卷直徑（mm).3）線裝藥密度

線裝藥密度可采用工程類比法或經(jīng)驗公式選定

當巖體較為堅硬，其抗壓強度σ為20.0MPa～200.0MPa時：Qx=0.042σ0.5a0.6

當巖體較為堅硬，其抗壓強度σ為10.0MPa～150.0MPa時：Qx=9.32σ0.53r0.6Qx——線裝藥密度，g/m,以全孔長度計；a——炮孔間距，cm,適用45~120cm;

σ——巖石極限抗壓強度，MPa，r——預裂孔半徑，mm4)、洞挖主爆單耗確定單位耗藥量q的值與巖石性質(zhì)、炸藥性質(zhì)、自由面條件、炮孔直徑、孔深、孔向、孔傾角、地質(zhì)構造等多種因素相關，由于爆破條件多變，炸藥爆轟反應及巖石破碎過程的復雜性至今尚無完善的理論計算方法。人們長期實踐積累經(jīng)驗建立的經(jīng)驗公式，基本上是體積公式，它的基本原理是裝藥量與巖石對爆破作用成正比，這種抵抗力主要是重力作用，各種經(jīng)驗公式的適用范圍存在局限性，對于新進入開挖爆破的區(qū)域，合理的單耗q值應從現(xiàn)場爆破試驗中取得。①單位耗藥量q的確定方法初期試驗，參考條件相似的經(jīng)驗公式、經(jīng)驗數(shù)據(jù)；參考國家有關消耗定額；結合生產(chǎn)進行試驗爆破，根據(jù)爆破效果，進行合理調(diào)整參數(shù)獲得合理的q值；爆破施工過程，同一爆區(qū)、同一種巖石，風化程度不同，孔位、孔向與構造節(jié)理分布不同、自由面的條件及孔網(wǎng)參數(shù)不同，取得同一要求的爆破效果q值不完全相同，需在爆破施工中不斷總結調(diào)整，才能取得合理采用q值的效果。A、掘進斷面小于20m2的q值經(jīng)驗計算式可用劉清榮經(jīng)驗計算式：

式中：q—巖石單位耗藥量，kg/m3；f—普氏巖石堅固系數(shù)；Sx—相對斷面積，Sx=，S—平洞斷面積，m2；

dx—裝藥相對直徑，dx=，mm,d—裝藥直徑，mm；e—炸藥類型系數(shù)，

，ex—炸藥爆力，cm3(毫升)；h—炸藥猛度，mm，ex與h值，可從廠家獲得。Lx—孔深對炸藥耗量系數(shù)，當孔深1m時，Lx=1.05；孔深1.5～2.5m時，Lx=1.0；孔深3m，Lx=1.1；孔深3.5m,Lx=1.15。三地下洞室常用的爆破技術B、掘進斷面20～50m2經(jīng)驗計算式

可用戈斯帕揚經(jīng)驗計算式：

式中：q—單位巖石耗藥量，kg/m3； k1—炮孔裝藥充填系數(shù)，一般為（0.7～0.8）L，L—孔深；n—炮孔利用系數(shù)，即有效爆深與孔深之比的值； k2—等效炸藥換算系數(shù)，k=，Q—炸藥釋放的爆熱，千焦/千克，可從廠家獲得，Q0—標準炸藥爆熱，千焦/千克； k3—巖石裂隙率的修正系數(shù)，（0.7～1）； Fs—自由面系數(shù)，一個自由面Fs=1，兩個自由面Fs=0.6～0.7； S—平洞斷面積，m2；

斷面大于50m時上式乘

為該斷面掘進單位耗藥量。C、堅硬巖石大斷面掘進經(jīng)驗計算式瑞典經(jīng)驗計算式

：三地下洞室常用的爆破技術三地下洞室常用的爆破技術（7）預裂爆破實例三地下洞室常用的爆破技術三地下洞室常用的爆破技術三地下洞室常用的爆破技術孔內(nèi)延時預裂爆破網(wǎng)絡孔外延時預裂爆破網(wǎng)絡孔內(nèi)孔外延時組合預裂三地下洞室常用的爆破技術2、光面爆破施工技術光面爆破也是控制開挖輪廓的爆破方法之一，它與預裂爆破不同之處在于光面爆破是在開挖主爆孔的藥包爆破之后進行的，而預裂爆破是在巖體開挖之前進行的，它是在主體爆破后，利用布置在設計開挖輪廓線上的光爆炮孔，準確地把預留的“光爆層”從保留巖體上切下來，形成平整的開挖壁面。這種爆破技術只能控制臨近開挖輪廓的最后一層巖石（即“光爆層”），爆除時對保留巖體不產(chǎn)生大的破壞，以形成比較規(guī)整的開挖壁面，減少超挖和欠挖。三地下洞室常用的爆破技術（1）光面爆破的優(yōu)點

1）光面爆破對圍巖的破壞要輕微得多，聲波探測表明，采用光面爆破時，圍巖松弛帶的范圍只是普通常規(guī)爆破方法的1/3~1/2；2）光面爆破可以大大地減少隧道的超欠挖量，提高工程質(zhì)量，加快施工進度，并能大量減少混凝土澆筑量；3）采用光面爆破，圍巖的壁面平整、危石少、撬頂工作簡單，增加了圍巖的穩(wěn)定和施工安全，并為錨噴支護的使用創(chuàng)造了有利條件。三地下洞室常用的爆破技術（2）衡量光面爆破的質(zhì)量指標1）開挖輪廓面成型規(guī)則，巖面平整，無欠挖，相鄰兩炮孔澗的巖面不平整度小于15cm，徑向超挖≦20cm。2）巖壁上半個炮孔痕跡應均勻分布，殘留孔痕跡保留率對節(jié)理不發(fā)育巖體在80%以上，對節(jié)理裂隙較發(fā)育和發(fā)育巖體，應達到50~80%；對節(jié)理極發(fā)育的巖體，應達到20~50%。3）巖壁上觀察不到明顯的爆破裂隙，對圍巖只有輕微的破壞。三地下洞室常用的爆破技術（3）施工特點1）做到布孔準確，深度相同，方位及孔斜率一致，開孔位置偏差不大于3cm。2）嚴格控制裝藥量，保證合理的裝藥結構；一般均采用特制小藥卷不偶和間隔裝藥。在經(jīng)過試驗后，也可采用特別低密度低威力炸藥全孔裝藥。3）孔口堵塞材料要符合要求并用炮棍搗實。粘性土等。三地下洞室常用的爆破技術（4）光面爆破主要參數(shù)的確定1）最小抵抗線W,通常采用1~3m,或用下式計算：W=（7~20）D2）炮孔間距a=(0.6~0.8)W3）單孔裝藥量，用線裝藥密度Qx表示，即Qx=qaWD——鉆孔直徑q——松動爆破單位耗藥量光面爆破的藥包結構以及施工工藝與預裂爆破基本相同，光面層的爆破一般在主體爆破之后進行，起爆可用即發(fā)非電雷管或導爆索引爆，以達到同時齊爆。三地下洞室常用的爆破技術（5）光面爆破實例

光爆孔間距：45cm光爆孔線裝藥密度：0.15kg/m單耗：0.9kg/m3主爆孔間距：1.0m主爆孔與緩沖孔距離：0.8m三地下洞室常用的爆破技術（6）光面爆破實際效果圖三地下洞室常用的爆破技術孔內(nèi)延時光面爆破網(wǎng)絡孔外延時光面爆破網(wǎng)絡孔內(nèi)孔外延時結合光面爆破網(wǎng)絡

四爆破控制四爆破控制4.1爆破控制內(nèi)容1）

爆碴按用途要求，確保破碎度和獲得率；2）爆破地震效應，確保邊坡穩(wěn)定、建基面巖體完整、新澆砼及附近建（構）筑物的質(zhì)量不受損害。3）邊坡預裂光爆爆破的質(zhì)量；四爆破控制4.2爆破震動控制

爆破振動控制技術在國內(nèi)外已非常成熟，對各類建筑有著嚴格的控制標準，爆破振動測試是爆破施工的重要環(huán)節(jié)，一方面爆破的方法和爆破的參數(shù)影響爆破地震的振動強度，通過監(jiān)測指導爆破施工，增進爆破施工效率，另一方面確保被保護物(工區(qū)周圍人員和建筑物)的安全性。

爆破振動測試設備主要是通過監(jiān)測質(zhì)點振動速度的三個分量值（水平、切向、垂直）、主振頻率及振動速度隨時間的衰減變化曲線。

四爆破控制(1)爆破振動監(jiān)測目的a.通過對石方開挖爆破工藝試驗項目進行振動監(jiān)測，對爆破振動在地表建構筑物確定的地面位置測點的質(zhì)點運動速度的實時監(jiān)測，獲得有效可靠的實測數(shù)據(jù)。b.了解和掌握開挖區(qū)域爆破地震波的基本傳播規(guī)律，重要被保護建筑物和保護設備對爆破地震波的動力響應特性。監(jiān)測被保護建（構）物的安全；驗證爆破工藝試驗參數(shù)設計，指導爆破工藝試驗有效進行（如保證試驗安全、控制試驗質(zhì)量、改進試驗工藝等）。c.對爆破試驗參數(shù)進行適應性評估和優(yōu)化。d.及時對爆破振動的強度提出控制措施，從而確保地面被保護建（構）筑物基礎性和結構性的安全。e.提出反饋開挖合理開挖方案和鉆、爆參數(shù)。四爆破控制(2)

保護建筑物地表質(zhì)點振速控制指標四爆破控制序號保護對象類別安全允許振速／（cm/s）<10Hz10Hz～50Hz50Hz～100Hz1土窯洞、土坯房、毛石房屋a0.5～1.00.7～1.21.1～1.52一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物a2.0～2.52.3～2.82.7～3.03鋼筋混凝土結構房屋a3.0～4.03.5～4.54.2～5.04一般古建筑與古跡b0.1～0.30.2～0.40.3～0.55水工隧道c7～156交通隧道c10～207礦山巷道c15～308水電站及發(fā)電廠中心控制室設備0.59新澆大體積混凝土d：齡期：初凝～3d2.0～3.0齡期：3d～7d3.0～7.0齡期：7d～28d7.0～12注1：表列頻率為主振頻率，系指最大振幅所對應波的頻率。注2：頻率范圍可根據(jù)類似工程或現(xiàn)場實測波形選取。選取頻率時亦可參考下列數(shù)據(jù)：硐室爆破＜20Hz；深孔爆破10Hz～60Hz；淺孔爆破40Hz～100Hz。a、選取建筑物安全允許振速時，應綜合考慮建筑物的重要性、建筑質(zhì)量、新舊程度、自振頻率、地基條件等因素。b、省級以上（含省級）重點保護古建筑與古跡的安全允許振速，應經(jīng)專家論證選取，并報相應文物管理部門批準。c、選取隧道、巷道安全允許振速時，應綜合考慮構筑物的重要性、圍巖狀況、斷面大小、深埋大小、爆源方向、地展振動頻率等因素。d、非擋水新澆大體積混凝土的安全允許振速，可按本表給出的上限值選取。(3)衰減規(guī)律分析

爆破振動傳播規(guī)律測試：在爆破區(qū)域布置振動監(jiān)測測點，第1個布置在距離爆區(qū)最近10m處，第2至5個測點距離爆區(qū)的水平距離分別為25m、50m、80m、140m（測距可適當調(diào)整），測線布置在爆區(qū)的后沖向，測試2至3次后統(tǒng)計出爆破振動傳播規(guī)律，后期每層開挖完成后補充監(jiān)測資料對爆破振動傳播規(guī)律進行定期修正，以提高預報的正確性。

工程中通常采用以炸藥量和爆心距為主要影響因素的薩道夫斯基經(jīng)驗公式對質(zhì)點峰值振速的衰減特性進行描述，其表達式為：V=K（Q1/3/R）α式中：Q為最大單響藥量，kg；R為爆心距，m；K為與巖石性質(zhì)、爆破參數(shù)等有關的因子；α為振動衰減系數(shù)；ρ為比例藥量ρ＝Q1/3/R。采用上式對多次爆破試驗的實測振動數(shù)據(jù)進行回歸分析，分別得到水平切向、水平徑向及垂直向爆破振動衰減規(guī)律。四爆破控制四爆破控制ρ為比例藥量ρ＝Q1/3/R(4)爆破單段藥量控制

獲取K值、α值后根據(jù)式(1)推算得到最大單響藥量公式如下：Qmax=[R(V允/K)1/α]3(2)

式中，Qmax為最大允許單響藥量、kg，V允為控制點處允許的安全振速值。

根據(jù)式(2)，若規(guī)定了允許的安全振速值，且某一點至爆源的距離R已知，則可推算出以該點為控制點的最大允許爆破單響藥量。爆區(qū)不同巖性的K、α參考值四爆破控制巖性Kα堅硬巖石50～1501.3～1.5中硬巖石150～2501.5～1.8軟巖石250～3501.8～2.0

振動監(jiān)測波形圖（離爆破區(qū)20m）

振動監(jiān)測波形圖（離爆破區(qū)100m）

四爆破控制(5)地表質(zhì)點振速控制1)降低單響藥量是控制爆破振動最直接、有效的措施，因爆破振動強度與藥量成正比關系。通過采用孔間微差起爆網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)單孔單響，其次在裝藥結構上采用間隔裝藥、不隅合裝藥等技術手段，使單孔藥量減少。最大限度地控制單響藥量，可顯著降低地震波峰值。

控制重點：a.嚴格審查爆破設計，優(yōu)化起爆網(wǎng)絡，充分考慮非電毫秒雷管誤差，采用間隔較大的雷管進行網(wǎng)絡連接，孔內(nèi)孔外延時結合爆破網(wǎng)絡詳細計算各孔起爆時間，避免串段、重段，同時應考慮單段（組）起爆時間差小于70ms的爆破地震波峰值疊加問題。b.在具有敏感設備爆破區(qū)（運行中發(fā)電設備等），在控制最大單響藥量同時控制總裝藥量，長時間擾動易對敏感設備造成破壞。四爆破控制2)炸藥能量在最小抵抗線（W）方向的主要表現(xiàn)形式為破碎巖石的位移和空氣沖擊波的傳播，而在反方向的主要表現(xiàn)形式是地震波。即在地質(zhì)、地形條件及爆破參數(shù)相同的條件下，振動作用最強烈的方向是最小抵抗線（W）的后方。所以深孔梯段爆破采用V形起爆網(wǎng)絡，可有效分散和減弱地震波強度。3)采用斜孔爆破，使爆破地震波盡可能多的向地心方向傳播，降低面波強度，控制地表質(zhì)點振速。4)采用預裂爆破、打減震孔和挖減震溝，預裂縫能使爆破地震波大都產(chǎn)生全反射，減震孔及減震溝能部份產(chǎn)生全反射。實踐表明，預裂縫降震率可達到20～40%以上，減震孔降震率可達5～10%，預裂爆破已成為控制爆破振動強度的有效措施。四爆破控制四爆破控制間隔10ms,爆破振動峰值疊加

四爆破控制重段4.3震動監(jiān)測技術四爆破控制動態(tài)記錄儀遠程距離實時傳輸技術無線震動監(jiān)測設備沖擊波及地震波監(jiān)測設備四爆破控制炮被覆蓋炮被+布魯克網(wǎng)覆蓋水平預裂孔裝藥水平預裂孔裝藥、聯(lián)網(wǎng)4.4建基面質(zhì)量控制措施

建基面巖體質(zhì)量及超欠挖的質(zhì)量指標，一般為超欠挖在±20cm內(nèi)，建基面無明顯爆破裂隙、巖石抗壓強度損失不超過規(guī)定要求。

建基面質(zhì)量通過嚴格控制保護層鉆爆來實現(xiàn)，保護層鉆爆，目前主要有下述方法：(1)常規(guī)分層鉆爆法

保護層的常規(guī)分層鉆爆，通常用手風鉆對保護層自上而下分層進行鉆爆,每層鉆孔前，均發(fā)生用大量人力對鉆孔場地進行清理，最后一層鉆孔至建基面或距建基面小于20cm范圍。這個方法人力用量大、成本消耗大、工期耗用多。(2)水平預裂法與水平光爆法

水平預裂或水平光爆一次性爆除保護層巖體，質(zhì)量好、進度快、成本低，是常用方法。四爆破控制

（3）柔性墊層法

柔性墊層法爆除保護層巖體，是目前采用的先進方法之一，但是孔底下部仍有一定的破壞深度，且建基面平整度難以控制。

（4）柔性墊層與水平光爆相結合法

即柔性墊層的炮孔孔底距建基面一定距離，柔性墊層爆破并挖碴后，對余下的保護層用手風鉆造水平孔或近似的緩傾角鉆孔，一次鉆爆至建基面，確保建基面的質(zhì)量。四爆破控制

五地下洞室開挖施工技術

五地下洞室開挖施工技術

五地下洞室開挖施工技術開挖形式適用條件特點由洞外向洞內(nèi)開挖①洞口施工條件好；②洞外有良好的通道；③地質(zhì)條件較差，洞口先支護穩(wěn)定后，步步為營向洞內(nèi)掘進①必須先處理好洞口邊坡；②通風散煙條件好。由洞內(nèi)向洞外開挖①洞口有建筑物或施工干擾；②洞口無場外道路；③洞口在水下；④地質(zhì)條件較差時，有時也用該方法；⑤洞口明挖量大，工期不允許等待洞口處理完畢再進洞；⑥旁側有條件開挖施工支洞。①減少洞外施工干擾；②避開洞外水下作業(yè)或洞外減少大工程量的擋水圍堰；③由洞內(nèi)向洞外逐步加固可減少邊坡滑塌的因素；④通風條件差，運距可能會增加。1、地下洞室常規(guī)開挖施工程序1）洞口開挖五地下洞室開挖施工技術2）洞室開挖施工工藝流程見如右框圖：五地下洞室開挖施工技術2、工藝要求及作業(yè)方法

對洞口段10m范圍，采用短進尺、多循環(huán)、弱爆破，一般進尺為0.8~1.0m，以防止爆破震動造成洞頂山坡和洞口巖石發(fā)生震裂、松動和塌方。進洞10m以后，根據(jù)各斷面形式，采用不同的開挖方法。根據(jù)開挖斷面的大小，確定開挖設備的型號及施工人數(shù)。五地下洞室開挖施工技術（1）爆破設計根據(jù)設計圖紙、地質(zhì)情況、爆破器材性能及鉆孔機具等條件初步確定光爆孔間距、線裝藥密度、緩沖孔及主爆孔間距、單耗、鉆孔深度、掏槽方式、聯(lián)網(wǎng)方式等。掏槽孔爆破是隧道、洞室爆破的關鍵技術，其排列方式有很多種，歸納起來可分成斜孔掏槽、直孔掏槽和混合掏槽。掏槽孔比其它炮孔加深15~20cm，藥量增加15%~20%。五地下洞室開挖施工技術（2）爆破試驗在進行洞身開挖之前，要進行爆破開挖試驗，以確定炸藥的單耗量及爆破效率，及爆破震動、爆破對鄰近建筑物的影響等。爆破試驗的內(nèi)容應包括炮孔布置（主要指掏槽孔和周邊孔）、鉆孔深度、裝藥量以及起爆網(wǎng)絡和爆破器材的選用等。鉆孔、裝藥、起爆等相關技術參數(shù)按各洞室開挖支護施工措施執(zhí)行。試驗過程中，從布孔鉆孔到爆后效果分析的每道工序、每個環(huán)節(jié)都必須認真做好記錄，以利分析比較和改進。五地下洞室開挖施工技術（3）測量放樣對于網(wǎng)絡控制測量，根據(jù)業(yè)主給定的網(wǎng)絡控制點，測量人員對網(wǎng)絡控制點進行加密，使測量網(wǎng)絡延伸到施工區(qū)域附近。洞室開挖時，將洞口附近的網(wǎng)絡控制點延伸至洞口，沿隧洞軸線作導線控制測量。（4）開挖鉆孔前的準備工作場地已進行了平整。圍巖的危石已進行了處理。供風、供水、供電線路延伸到工作面。鉆孔開挖設備已做好檢修。技術員對各班操作手進行技術交底，技術交底的內(nèi)容包括：工作面部位；所開挖的隧洞、洞室的結構尺寸；開挖爆破參數(shù)，包括孔深、孔距；造孔的技術要求。并對鉆進設備的操作性能及注意事項進行交底。五地下洞室開挖施工技術（5）鉆孔根據(jù)監(jiān)理工程師批準的該部位施工措施中的爆破孔布置圖，用多臂鉆或手風鉆進行鉆孔，由熟練的多臂鉆機長或手風鉆操作手進行鉆孔作業(yè)。1）鉆孔要求“平、直、齊”，周邊孔偏差不大于5cm，爆破孔偏差不大于10cm。2）炮孔的底孔應落在爆破圖規(guī)定的平面上，炮孔孔徑應符合報監(jiān)理工程師批準的鉆爆設計要求，多臂鉆孔徑為F50mm，手風鉆孔徑為F45mm。3）炮孔裝藥之前，監(jiān)理和質(zhì)檢員對掌子面上的炮孔進行檢查，如有遺漏，則要補鉆；并對周邊光爆孔進行仔細檢查，以控制欠挖和過量超挖。對炮孔的各項指標檢驗合格后，方可裝藥。五地下洞室開挖施工技術（6）裝藥、連線、起爆

裝藥、連線完成監(jiān)理檢查驗收后簽發(fā)準爆證。（7）通風散煙及噴水除塵（8）安全處理通風、灑水除塵之后，進行爆破后檢查，包括有無啞炮及四周圍巖的安全處理，以確保進洞人員和設備的安全。（9）出渣、清底（10）支護

3.洞挖主要施工缺陷

1）鉆孔偏斜較大

2）超欠挖大，洞壁欠挖影響襯砌斷面尺寸和結構安全穩(wěn)定

3）半孔率低

控制措施：

1）選擇性能優(yōu)良合適鉆機

2）放點后逐一檢查，實行開孔許可證

3）設后視點，校正鉆孔方向

4）縮短進尺

5）改進鉆爆臺車設計，方便操作鉆機

6）優(yōu)化爆破設計，調(diào)整孔間距、線狀藥密度、聯(lián)網(wǎng)方式等

7）建立考核機制，促進操作工人質(zhì)量意識。

五地下洞室開挖施工技術五地下洞室開挖施工技術4、新奧法施工新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡稱,它是以隧道工程經(jīng)驗和巖體力學的理論為基礎,將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護手段的一種施工方法。4.1新奧法施工特點（1）及時性新奧法施工采用噴錨支護為主要手段，可以最大限度地緊跟開挖作業(yè)面施工，阻止圍巖進入松動的狀態(tài)，在必要的情況下可以進行超前支護，在隧洞爆破后立即施工以錨噴混凝土支護能有效地制止巖層變形的發(fā)展，并控制應力降低區(qū)的伸展而減輕支護的承載，增強巖層的穩(wěn)定性。五地下洞室開挖施工技術（2）封閉性由于噴錨支護能及時施工，而且是全面密粘的支護，因此能及時有效地防止因水和風化作用造成圍巖的破壞和剝落，制止膨脹巖體的潮解和膨脹，保護原有巖體強度。隧洞開挖后，圍巖由于爆破作用產(chǎn)生新的裂縫，加上原有地質(zhì)構造上的裂縫，隨時都有可能產(chǎn)生變形或塌落。當噴射混凝土支護以較高的速度射向巖面。很好的充填圍巖的裂隙，節(jié)理和凹穴，大大提高了圍巖的強度。同時噴錨支護起到了封閉圍巖的作用，隔絕了水和空氣同巖層的接觸，使裂隙充填物不致軟化、解體而使裂隙張開，導致圍巖失去穩(wěn)定。五地下洞室開挖施工技術（3）粘結性噴錨支護同圍巖能全面粘結。（4）柔性新奧法是以噴射混凝土、錨桿支護為主要支護手段，因錨桿噴射混凝土支護能夠形成柔性薄層，與圍巖緊密粘結的可縮性支護結構，允許圍巖有一定的協(xié)調(diào)變形，可以和圍巖共同產(chǎn)生變形，在圍巖中形成一定范圍的非彈性變形區(qū)，并能有效控制允許圍巖塑性區(qū)有適度的發(fā)展，使圍巖的自承能力得以充分發(fā)揮。另一方面，噴錨支護在與圍巖共同變形中受到壓縮，對圍巖產(chǎn)生越來越大的支護反力，能夠抑制圍巖產(chǎn)生過大變形，防止圍巖發(fā)生松動破壞。五地下洞室開挖施工技術4.2新奧法理論要點及施工要點（1）新奧法與傳統(tǒng)施工方法的區(qū)別,充分利用圍巖的自穩(wěn)能力傳統(tǒng)方法認為圍巖是一種荷載，應用厚壁混凝土加以支護松動圍巖。而新奧法認為圍巖是一種承載機構，構筑薄壁、柔性、與圍巖緊貼的支護結構（以噴射混凝土、錨桿為主要手段）并使圍巖與支護結構共同形成支撐環(huán)，來承受壓力，并最大限度地保持圍巖穩(wěn)定，而不致松動破壞。達到充分利用圍巖的自穩(wěn)能力。新奧法將圍巖視為隧洞承載構件的一部分，因此采用光面爆破、微差爆破等措施。減少對圍巖的震動，以保全其整體性。同時注意隧洞表面盡可能平滑，避免局部應力集中。新奧法將錨桿、噴射混凝土適當進行組合，形成比較薄的襯砌層，即用錨桿和噴射混凝土來支護圍巖，使噴射層與圍巖緊密結合，形成圍巖-支護系統(tǒng)，保持兩者的共同變形，故而可以最大限度地利用圍巖本身的承載力。五地下洞室開挖施工技術（2）適時支護允許圍巖有一定量的變形，以利于發(fā)揮圍巖的固有強度。圍巖的變形是控制在一定范圍內(nèi)的，必須避免圍巖變形過大，從而導致圍巖強度的削弱以致引起垮落、失穩(wěn)。（3）加強監(jiān)測在施工過程中對圍巖動態(tài)和支護結構工作狀態(tài)和支護結構工作狀態(tài)進行監(jiān)測。并用監(jiān)測結果修改初步設計，指導施工。量測的結果可以作為施工現(xiàn)場分析參數(shù)和修改設計的依據(jù)，因而能夠預見事故和險情，以便及時采取措施，防患于未然。由上所述，新奧法的支護原則是：圍巖不僅是載物體，而且是承載結構；圍巖承載圈和支護體組成圍巖的統(tǒng)一體，是一個力學體系。五地下洞室開挖施工技術5、主要支護手段與施工順序（1）開挖開挖作業(yè)的內(nèi)容依次包括：鉆孔、裝藥、爆破、通風、出渣等。開挖作業(yè)與一次支護作業(yè)同時交叉進行，為保護圍巖的自身支撐能力，第一次支護工作應盡快進行。根據(jù)地質(zhì)條件和斷面形狀盡量采用全斷面開挖，地質(zhì)條件較差時可以采用分塊多次開挖。如導洞法、臺階法、分區(qū)開挖、預留核心柱法等，一次開挖長度應根據(jù)巖質(zhì)條件和開挖方式確定。巖質(zhì)條件好時，長度可大一些，巖質(zhì)條件差時長度可小一些。五地下洞室開挖施工技術導洞預留保護層開挖五地下洞室開挖施工技術

（2）支護第一次支護作業(yè)包括：一次噴射混凝土、打錨桿、掛網(wǎng)、立鋼拱架、復噴混凝土，在隧洞開挖后，應盡快地噴一層薄層混凝土（3-5mm）。按一定系統(tǒng)布置錨桿，加固深度圍巖，在圍巖內(nèi)形成承載拱，由噴層、錨桿及巖面承載拱構成外拱，起臨時支護作用，同時又是永久支護的一部分。復噴后應達到設計厚度（一般為10-15mm）,并要求將錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架等覆裹在噴射混凝土內(nèi)。完成第一次支護的時間非常重要，一般情況應在開挖后圍巖自穩(wěn)時間的二分之一時間內(nèi)完成。目前的施工經(jīng)驗是松散圍巖應在爆破后三小時內(nèi)完成，主要由施工條件決定。五地下洞室開挖施工技術1）錨桿按錨固型式分全長黏結型（水泥砂漿錨桿、樹脂錨桿）、端頭錨固型（脹殼式、倒楔式）、摩擦型。

水泥卷及樹脂錨桿可達快速錨固作用，適用對洞室開挖隨機錨桿及破碎巖體的快速支護。

端頭錨固型可快速錨固巖體。2）錨桿按受力狀態(tài)分張拉型、非張拉型

張拉錨桿對有層狀節(jié)理面，通過張拉錨桿達到加固巖體的作用

預應力錨索主要應用大型洞室深層巖體穩(wěn)定。3）管式錨桿和自鉆式注漿錨桿，在巖石破碎容易塌孔使用該類型錨桿五地下洞室開挖施工技術自鉆注漿錨桿預應力錨桿中空注漿錨桿五地下洞室開挖施工技術

4）超前錨桿爆破前，將超前錨桿打入掘進前方穩(wěn)定巖體內(nèi)，末端支撐在拱部圍巖內(nèi)專為超前錨桿提供支點的徑向懸吊錨桿，或與支撐在作為支護的結構錨桿上，使其起到支護掘進進尺范圍內(nèi)拱部上方巖體，有效約束圍巖在爆破后的一定時間內(nèi)不發(fā)生松弛和坍塌。

5）錨筋樁錨筋樁主要對邊坡，隧洞，壩體進行主動加固。錨筋樁作為深入地層的受拉構件，它一端與工程構筑物連接，另一端深入地層中其功能是將錨固體與巖層的粘結摩擦作用增大，增加錨固體的承壓作用，將自由段的拉力傳至巖體深處。錨筋樁一般采用長9m的3根或5根直徑φ32mm的鋼筋焊接組成。施工時在巖石或土質(zhì)邊坡上鉆孔，將注漿管與錨筋樁綁扎后一起插入孔中，利用注漿管全孔一次灌注水泥漿液。五地下洞室開挖施工技術6）錨桿控制要點：錨桿長度：通過驗收孔深，無損檢測控制。錨桿方向：對施工期安全尤為重要，作業(yè)工人手風鉆作業(yè)時造孔方向水平向容易操作，而錨桿方向應垂直開挖輪廓線，或穿過不利節(jié)理裂隙面。

錨桿錨固劑密實度：除隨機錨桿外，盡量采用注漿型式，錨固劑（樹脂和水泥卷）應重點控制錨固劑按使用說明書施工并保證填充數(shù)量。五地下洞室開挖施工技術

7）鋼支撐鋼構架支撐有格柵構架和型鋼構架兩類在洞口、岔洞段、軟弱破碎巖體部位根據(jù)需要使用鋼支撐加固巖體避免坍塌。

鋼支撐構件應與圍巖結合緊密，通過鎖腳錨桿和噴混凝土形成拱肋8）超前灌漿在軟弱、破碎地層中鑿空后極易塌孔，且施作超前錨桿比較困難或者結構斷面較大時，采取超前小導管灌漿配合鋼拱架使用。在條件允許時，也可在地面進行超前注漿加固；在有導洞時，也可在導洞內(nèi)對隧洞周邊進行徑向注水泥漿或水泥水玻璃漿液、化學漿液(聚氨酯類、丙烯酰胺類)加固。

五地下洞室開挖施工技術鋼拱架安裝五地下洞室開挖施工技術（3）監(jiān)測在安裝錨桿的同時，在圍巖和支護中埋設儀器或測點，進行圍巖位移和應力的現(xiàn)場測量：依據(jù)測量得到的信息來了解圍巖的動態(tài)，以及支護抗力與圍巖的相適應程度。一次支護后，在圍巖變形趨于穩(wěn)定時，進行第二次支護和封底，即永久性的支護（或是補噴射混凝土，或是澆注混凝土內(nèi)拱），起到提高安全度和整個支護承載能力增強的作用，而此支護時機可以由監(jiān)測結果得到。新奧法的基本思想是充分利用圍巖的自穩(wěn)能力和開挖面的空間約束作用，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護手段，及時對圍巖進行加固，約束圍巖的松弛和變形，并通過對圍巖和支護的量測加監(jiān)控來指導地下工程的設計與施工。五地下洞室開挖施工技術（4）施工的基本原則1）

管超前：指采用超前小導管注漿防護，實際上就是采用超前支護的各種手段，提高掌子面的穩(wěn)定性，防止圍巖松弛和坍塌；2）嚴注漿：指在導管超前支護后，立即進行壓注水泥漿或其它化學漿液，填充圍巖空隙，使隧道周圍形成一個具有一定強度的殼體，以增強圍巖的自穩(wěn)能力；3）短開挖：指一次注漿，多次開挖，即限制一次進尺的長度，減少對圍巖的松弛；4）強支護：指在淺埋的松軟地層中施工，初期支護必須十分牢固，具有較大的剛度，以控制開挖初期的變形；5）

快封閉：指在臺階法施工中，如上臺階過長時，變形增加較快，為及時控制圍巖松弛，必須采用臨時仰拱封閉，開挖一環(huán)，封閉一環(huán)，提高初期支護的承載能力；6）勤量測：指對隧道施工過程進行經(jīng)常性的量測，掌握施工動態(tài)，及時反饋，是淺埋暗挖法施工成敗的關鍵。五地下洞室開挖施工技術6、不良地質(zhì)條件預加固和預支護技術

（1）小導管超前注漿注漿小導管采用38mm～50mm的焊接鋼管制成，導管沿上半斷面周圍輪廓線布置，間距0.2～0.5m，仰角控制在10°～15°，注漿小導管管頭為25°～30°的錐體，管長3m～5m，其中端頭花管長2.0m～2.5m，花管部分鉆有6mm～10mm的孔眼，每排4個孔，交叉排列，間距10cm～20cm左右。注漿小導管用風鉆打入。注漿材料及配合比應根據(jù)地質(zhì)條件和施工要求，通過現(xiàn)場實驗確定。水泥漿或水泥水玻璃漿液、化學漿液(聚氨酯類、丙烯酰胺類)。

（2）開挖面深孔注漿對于斷面比較大隧洞，因注漿小導管加固范圍有限，故一般采用開挖面深孔注漿。五地下洞室開挖施工技術小導管（3）管棚超前支護當隧洞通過自穩(wěn)能力很差的地層，可采用管棚法。所謂管棚，就是把一系列直徑位10cm～60cm的鋼管，沿隧道外輪廓線或部分外輪廓線，順隧道軸線方向依次打入開挖面前方的地層內(nèi)，以支撐來自外側的圍巖壓力。管棚排列的形狀可依據(jù)工程需要及斷面形式確定。而管棚設置的范圍、間距、管徑則應根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件以及隧道的埋置深度等因素確定。不良地質(zhì)條件圍巖隧洞開挖采用“新奧法”施工，開挖鉆爆遵循“預支護、短進尺、弱爆破、及時支護、早封閉、勤量測”的原則施工，確保成洞穩(wěn)定。五地下洞室開挖施工技術五地下洞室開挖施工技術跟管鉆機鉆孔管棚施工五地下洞室開挖施工技術小導管注漿處理塌方五地下洞室開挖施工技術塌方冒頂灌漿處理五地下洞室開挖施工技術7、巖錨梁開挖五地下洞室開挖施工技術中部預裂抽槽兩側預留保護層，再采用垂直或水平光面爆破錯距開挖兩側保護層。將巖壁梁保護層分為四個區(qū)，先采用垂直光面爆破施工①②③區(qū)巖壁梁保護層，最后進行④區(qū)保護層斜孔光面爆破開挖施工。④區(qū)先行完成光爆孔和爆破孔鉆孔，插入PVC管保護；光爆孔全部采用固定樣架造孔；增加樹脂錨桿、低壓灌漿等方式加固巖體；先行完成下拐點以下垂直面的支護，包括預應力錨桿等，根據(jù)巖石情況確定下拐點以上臨時面是否噴混凝土；不斷調(diào)整爆破參數(shù)、保護層厚度及開挖方式，執(zhí)行“一炮一設計、一炮一審查”制度。五地下洞室開挖施工技術采用排架施工時在邊墻上放置清晰、準確測量控制樣點，搭設完成后進行測量復核，必要時標識造孔深度。定期進行洞軸線的全面檢查、復測。同時，隨洞室開挖、支護進度，每隔5m在兩側洞壁設一樁號標志。洞內(nèi)測量控制點埋設牢固隱蔽，作好保護，防止機械設備破壞。水平開挖造孔前先根據(jù)拱頂中心線和兩側腰線調(diào)整鉆桿方向和角度，經(jīng)檢查確認無誤后方可開孔；垂直開挖造孔前質(zhì)檢員嚴格檢查排架準確性、牢固性，對開孔點不平整部分進行找平處理，防止鉆桿跑偏。在鉆孔過程中通過標桿、水平尺、卷尺、坡度儀、吊線錘等檢查調(diào)整鉆桿角度、方向，并及時緊固排架。各鉆工分區(qū)、分部位定人定位施鉆，鉆孔完畢后，及時檢查鉆孔質(zhì)量，重點檢查孔距、孔向、孔深，不合格孔要求廢除重打。光爆孔及掏槽孔的偏差不得大于5cm，其它炮孔孔位偏差不得大于10cm。五地下洞室開挖施工技術五地下洞室開挖施工技術五地下洞室開挖施工技術五地下洞室開挖施工技術五地下洞室開挖施工技術8、巖爆防范施工技術措施：①應力釋放孔：打設超前鉆孔，鉆孔直徑同爆破孔，按2m間距設置，孔深5m，全孔裝藥（相當于應力解除爆破法）。②進入地質(zhì)預報可能發(fā)生巖爆洞段，應采取“短進尺、弱爆破、多循環(huán)”的施工工藝，每循環(huán)2m進尺。同時加強光面爆破施工控制，盡可能使開挖面平順，避免因開挖不平順引起的圍巖局部應力高度集中，導致巖爆發(fā)生③出渣、危石清理完成后采用壓力水對掌子面20m范圍內(nèi)進行沖洗（充分灑水）以降低圍巖表面張力、降低巖石脆性。④若圍巖較差，快速確定隨機支護參數(shù)，然后進行錨噴支護，及時封閉，必要時采用鋼拱架等加強支護措施。五地下洞室開挖施工技術六地下洞室開挖設備

六地下洞室開挖設備六地下洞室開挖設備1、液壓鑿巖臺車通常使用較好的鑿巖臺車（多臂鉆）為瑞典生產(chǎn)的AtlasBoomer353E、H178或H178G三臂鑿巖臺車，臺車最適宜的工作高度為8.5m，適用于大斷面洞室的開挖。多臂鉆造孔時，將車身駛于最佳位置，鉆頭擺動范圍最好能覆蓋每個炮孔放樣點。六地下洞室開挖設備瑞典AtlasBoomer353E鑿巖臺車在洞室開挖支護生產(chǎn)中六地下洞室開挖設備2、盾構隧道掘進機（簡稱“盾構機”TBM）盾構機，全名叫盾構隧道掘進機，是一種隧道掘進的專用工程機械，現(xiàn)代盾構掘進機集光、機、電、液、傳感、信息技術于一體，具有開挖切削巖體、輸送石碴、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能，涉及地質(zhì)、土木、機械、力學、液壓、電氣、控制、測量等多門學科技術，而且要按照不同的地質(zhì)進行“量體裁衣”式的設計制造，可靠性要求極高。

盾構隧道掘進機除廣泛用于公路、鐵路隧洞的軟弱巖體外，還大量應用于地下水位較高的城市地鐵、穿河穿海隧洞、地下引水、排水、蓄水的水工隧洞施工，如我國上海地鐵、廣州地鐵、山西引黃及引大入秦隧洞、南水北調(diào)穿黃工程等等。

盾構掘進機可以開挖標準斷面，也能開挖異形斷面，可開挖平洞，也可開挖20%~30%斜洞。目前，已達直徑14.4m，最大埋深130m，承受最大外水壓力1MPa。盾構隧道掘進機外形圖片

六地下洞室開挖設備六地下洞室開挖設備

3、反井鉆機施工

水電站為滿足不同條件和對水工結構物功能上的要求，設立地下豎井式閘門井、調(diào)壓井和垂直于斜井壓力管道。豎井、斜井施工素有“咽喉工程、死亡之谷”之稱，因此豎井及斜井施工歷來都是水電施工行業(yè)的難點和重點。

反井鉆機導井施工方法于1950年在北美首先發(fā)展，60年代中期，反井鉆機施工方法在歐洲，特別是德國開始受到歡迎，當時反井鉆機鉆孔直徑為1.2m，深度為150~200m，而到70年代，鉆孔直徑可達2.0~2.4m,鉆孔深度可達250~500m；發(fā)展到今天，世界上已有眾多廠家生產(chǎn)反井鉆機，典型的有美國羅賓斯公司，鉆孔直徑為1.2~6.0m；鉆孔深度可達900m，法國維爾特公司生產(chǎn)的HG100、160、210、250、330SP系列，鉆孔直徑從1.4~6.0m,鉆孔深度高達1000m。先導孔孔徑20-30cm

我國自70年代開始研制反井鉆機，并先后在煤炭和冶金系統(tǒng)中應用，產(chǎn)品多集中小直徑擴孔的反井鉆機，鉆孔直徑為0.9~2.4m，鉆孔深度可達250m。1992年水電系統(tǒng)第一次引進反井鉆機，在十三陵抽水蓄能電站的出線洞、調(diào)壓井和高壓管道斜井等工程上，使用反井鉆機進行導井法施工，并取得了高效、安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的效果。此后反井鉆機又在河南小浪底水利樞紐工程、山西萬家寨引黃入晉工程、云南大朝山水電站等使用。反井鉆機在大朝山水電站通風井進行施工照片六地下洞室開挖設備4、爬罐

是一種用于斜、豎井開挖的電動爬罐。其主要包括主罐、副罐、風水系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，主罐和副罐安裝在軌道上，主罐上設有傳動裝置和罐籠，主罐上方設有工作平臺，電纜卷筒上的電纜與主罐和副罐連接。軌道由直軌、彎軌組成，通過脹殼式錨桿和支架固定在井壁上。本裝置是依靠傳動裝置沿軌道做機械化的升降爬行，施工人員站在爬罐內(nèi)操作升降，施工人員在工作平臺上完全作業(yè)。本裝置解決了爆破和爆破后除渣兩大工序干擾的問題，實現(xiàn)平行作業(yè)，提高了工效、靈活性、快速性、經(jīng)濟性和安全性。六地下洞室開挖設備

六地下洞室開挖設備

六地下洞室開挖設備七地下洞室開挖質(zhì)量的控制

七地下洞室開挖質(zhì)量的控制1、審查施工組織設計承建單位應在每個單項工程開工前28天，根據(jù)設計文件、有關施工規(guī)范、現(xiàn)場地形地質(zhì)條件和施工圖紙的規(guī)定提交一份施工組織設計報監(jiān)理審批。（1）施工組織設計內(nèi)容應包括：工程概況；施工開挖布置圖；施工進度計劃；勞動力、材料和設備（包括輔助工程設備與設施）配置計劃；開挖爆破設計；七地下洞室開挖質(zhì)量的控制關鍵部位的爆破震動監(jiān)測方案；支護施工方法和措施；出渣措施，渣場管理；灌漿施工措施；通風、散煙和除塵措施；供電、照明和通訊、信號措施；供風、供水與排水措施；安全防護與環(huán)境保護措施；可能遇到的特殊地層開挖和其他特殊施工方法；爆破震動監(jiān)測方案等。七地下洞室開挖質(zhì)量的控制（2）施工組織設計審查重點根據(jù)開挖工程施工區(qū)域的地形地質(zhì)條件、工程特點、施工質(zhì)量、安全保證和控制性工期要求，監(jiān)理工程師在審查承建單位提交的施工組織設計時，應重點從如下方面著手進行：1）出渣道路的布置包括走線、坡度、道路的標準能否滿足施工期運輸?shù)囊?，是否與其它承建單位的臨時設施、施工公共設施和永久建筑物發(fā)生干擾，道路的維護使用和維護是否能夠完全的保證其暢通并達到預期的通行能力；特別是河道岸邊的河床清渣和出渣道路，由于部分圍堰、路基進入了主河道且處于洪水位以下，汛期將被洪水淹沒并隨時受到水流的沖刷，應對其結構的堅固穩(wěn)定性，抗擊水流的浸泡和沖刷的能力進行評價，以確保能夠長期使用。七地下洞室開挖質(zhì)量的控制2）集渣區(qū)域的設置是否考慮了現(xiàn)場的地形和周邊環(huán)境條件，容量是否足夠，攔擋和防護設施是否能發(fā)揮其應有的作用，結構設計是否堅固可靠，是否會嚴重干擾其它承建單位的臨時設施、施工作業(yè)和公共設施的運行，威脅它們的安全。3）施工程序和方法是否滿足技術規(guī)范的要求，開挖的施工順序、分層高度、鉆爆參數(shù)、支護的時間是否適時，臨時排水設施是否建立，是否能使開挖邊線和基礎的質(zhì)量得到完全的控制和保證。4）鉆孔、挖裝和出渣設備的配置是否與投標文件的承諾或施工合同文件的規(guī)定相符合，或是否能達到施工進度計劃中要求的施工強度，設備和工藝的選擇是否考慮了現(xiàn)場條件和特殊的施工技術要求。七地下洞室開挖質(zhì)量的控制5）對于爆破和高處作業(yè)的特殊安全預防措施是否合理可靠。如果承建單位在施工組織設計文件中說明對某些工藝復雜、工序繁多或質(zhì)量控制難度大的施工活動單獨提交詳細的技術措施，那么，監(jiān)理工程師應督促承建單位在這些活動開始前編制詳細的施工技術措施，并對照設計文件和技術規(guī)范的要求，充分考慮現(xiàn)場條件進行認真細致的審查。承建單位應單獨提交的施工技術措施可能會包括：①巖石錨索的施工技術措施；②爆破振動監(jiān)測和圍巖損傷程度檢測的技術措施。七地下洞室開挖質(zhì)量的控制2、審查爆破試驗計劃在需采用控制爆破保護建筑物或保留巖體、或采用基巖面一次爆破和水平預裂、光爆爆破施工、或控制開挖料顆粒級配等情況下，承建單位應先進行必須的爆破試驗。并于試驗前編制爆破試驗計劃，報監(jiān)理批準。爆破試驗計劃應包括以下內(nèi)容：試驗內(nèi)容和目的；試驗地點和部位選擇；爆破孔位、孔間排距、孔深和傾角的選擇；炸藥類型、單位耗藥量和裝藥結構；延時順序、雷管型號和起爆方式；邊坡預裂爆破和光面爆破的爆破參數(shù)選擇；安全防護措施；試驗工作量和作業(yè)進度計劃；其他必須報送的材料。測量控制七地下洞室開挖質(zhì)量的控制3、審核施工測量控制網(wǎng)

承建單位進場后監(jiān)理組織進行測量控制網(wǎng)的交樁，交樁后承建單位按與控制網(wǎng)同等的精度進行復測，并將復測結果報監(jiān)理審批。只有控制網(wǎng)復測結果經(jīng)監(jiān)理審批后控制網(wǎng)才可用于下級網(wǎng)（承建單位自設的加密施工測量網(wǎng)）的建立。承建單位在建立自己的加密施工測量網(wǎng)前應將其技術設計書報監(jiān)理審批。承建單位應按照經(jīng)監(jiān)理審批的加密施工測量網(wǎng)技術設計建網(wǎng)，并將建網(wǎng)成果報監(jiān)理審批，經(jīng)審批后才可用于施工放線和施工檢驗。加密施工測量網(wǎng)應達到四等精度。平面與高程控制導線建立后，施工單位應向監(jiān)理部報送以下成果和資料：測量儀器檢定資料，洞口與地面控制點聯(lián)測的平差資料及進洞關系平面圖，控制導線測量平差計算成果。七地下洞室開挖質(zhì)量的控制開挖前原始地形測量監(jiān)理控制在地下洞室開工前，監(jiān)理應進行以下事前控制工作，確保洞室位置的準確及施工質(zhì)量：承建單位應在施測前14天將有關測量方案報告報送監(jiān)理部審批。報告內(nèi)容應包括：地形斷面的布置、施測方法和計算方法、操作規(guī)程、測量儀器設備配置和測量專業(yè)人員配備等。全部測量數(shù)據(jù)和放樣都應經(jīng)監(jiān)理檢查，必要時監(jiān)理要求承建單位的測量人員在監(jiān)理人員的直接監(jiān)督下進行對照測量。監(jiān)理在復測中發(fā)現(xiàn)有錯誤時承建單位必須按監(jiān)理指示進行修正或補測。在單項工程開工前28天，承建單位將開挖前實測地形圖、開挖斷面圖和開挖放樣方式報送監(jiān)理審核，經(jīng)監(jiān)理批準后方可進行開挖。七地下洞室開挖質(zhì)量的控制4、審查施工機械、設備的配置情況承建單位應在簽署協(xié)議書后28天內(nèi)，將一份本合同各項工作所需的施工設備清單，提交監(jiān)理人批準。該清單的設備投入應滿足并不少于合同文件中承諾的“擬投入本合同工程的施工設備表”的設備投入。監(jiān)理人應在收到施工設備清單后的28天內(nèi)批復承建單位。施工設備清單的內(nèi)容應包括：新購設備的生產(chǎn)廠家、品名、型號、規(guī)格、主要性能、數(shù)量和預計進場時間以及訂貨協(xié)議復印件。舊施工設備的購置時間、殘值、運行和檢修記錄以及維修保養(yǎng)證書等。七地下洞室開挖質(zhì)量的控制承建單位施工設備進場后，監(jiān)理人應按承建單位提供的施工設備清單，仔細核查進場施工設備的數(shù)量、規(guī)格和性能是否符合施工進度計劃和質(zhì)量控制的要求。如發(fā)現(xiàn)進場的施工設備不能滿足施工要求時，監(jiān)理人有權責令撤換。租賃設備的購置時間、租賃期限、租賃價格、運行檢修記錄以及維修保養(yǎng)證書等。不論承建單位采用何種方式取得的施工設備，都應對施工設備使用過程中造成的損失和損壞負全部責任，監(jiān)理人一旦發(fā)現(xiàn)承建單位使用的施工設備影響工程進度和質(zhì)量時，承建單位應按監(jiān)理人指示及時予以調(diào)整和更換。七地下洞室開挖質(zhì)量的控制承建單位配置的舊施工設備（包括租賃的舊設備），應由監(jiān)理人進行檢查，并須進行試運行，確認其符合使用要求后方可投入使用。監(jiān)理人有權要求承建單位提交必要的租賃設備資料和有關圖紙。不合格的工程設備的處理：由于承建單位使用了不合格工程設備造成了工程損害，監(jiān)理人可指示承建單位立即采取措施進行補救，直至徹底清除工程的不合格部位以及不合格的工程設備，由此增加的費用和工期延誤責任由承建單位承擔。若承建單位無故拖延或拒絕執(zhí)行監(jiān)理人的上述指示，則發(fā)包人有權委托其他