抽水蓄能電站工程建設地下洞室開挖監(jiān)理細則

抽水蓄能電站工程建設地下洞室開挖監(jiān)理細則1.1一般原則a）開挖洞徑小于10m的平洞，一般采用全斷面開挖；大斷面洞室一般采用分層開挖；斜井、豎井一般采用先導井貫通，然后擴挖。b）大斷面地下廠房第一層開挖采用中導洞領先，兩側擴挖跟進，光面爆破。第二層及其以下各層的開挖，采用梯段爆破拉槽，邊墻預留保護層開挖，預裂及光面爆破相結合。c）在高邊墻下開洞口時，采用超前錨桿加固圍巖。d）對于巖錨吊車梁的巖臺及高壓岔管等體型復雜部位的開挖，要根據(jù)圍巖情況優(yōu)化爆破參數(shù)并嚴格實施。e）噴錨支護要及時跟進，確保施工安全。f）對于不良地質洞段的開挖，要采取特殊的針對性施工措施，應嚴格按“短進尺、小藥量爆破，快支護”的原則進行。g）在重要工程部位和不良地質洞段要加強圍巖變形監(jiān)測，應根據(jù)監(jiān)測信息，及時調(diào)整噴錨參數(shù)和支護型式，確保工程安全。1.2主廠房a）廠房上部頂拱（Ⅰ層）開挖以通風洞作施工通道，中導洞領先，兩側擴挖，三臂鑿巖臺車鉆孔，光面爆破；裝載機配自卸汽車出渣。b）廠房中、下部（Ⅱ～Ⅵ層）開挖廠房中、下部各層開挖均可采用中區(qū)先鋒槽領先，上、下游邊墻各預留3m保護層，先鋒槽以液壓履帶鉆機鉆孔，深孔梯段爆破，最后采用光面爆破挖除上、下游側預留的保護層；裝載機配自卸汽車出渣，但各層分別采用不同的施工通道：1）Ⅱ層：以通風洞下臥作施工通道。2）Ⅲ層：以交通洞作施工通道。3）Ⅳ層：以交通洞下臥作施工通道。4）Ⅴ層：以擴挖的引水支管作施工通道。5）Ⅵ層：以擴挖的尾水支管作施工通道。1.3主變洞a）頂拱：以通風支洞作施工通道，中導洞領先，兩側擴挖，三臂鑿巖臺車鉆孔，光面爆破；裝載機配自卸汽車出渣。b）中、下部：中部以通風洞下臥作施工通道，下部以交通洞作施工通道，施工方法與廠房中、下部開挖方法相同。1.4母線洞由廠房邊墻開口進入，全斷面開挖，三臂鑿巖臺車鉆孔，周邊光爆，裝載機配自卸汽車出渣。1.5斜井對于井口巖體應先鎖口再行開挖。斜井開挖按照先導井貫通，后擴大開挖的程序進行。斜井的導井開挖建議采用反井鉆機施工。此外，通風豎井也可采用反井鉆機施工。反井鉆機是一種較先進的施工設備。反井鉆機的鉆進施工，主要包括導孔鉆進和擴孔鉆進兩大工序。導孔鉆進之前，應根據(jù)工程性質及地質資料，確定反井鉆機安裝位置和鉆進參數(shù)；擴孔鉆進是導孔鉆通之后，在下口拆下導孔鉆頭，安裝上擴孔鉆頭，擴孔鉆頭安裝有破巖滾刀，刀齒在壓力和扭矩的作用下，對巖面產(chǎn)生沖擊、擠壓和刮削，由下向上擴孔，即反向掘進。目前，國內(nèi)已有不少水電工程采用反井鉆機開挖導井，十三陵抽水蓄能電站的出線井、調(diào)壓井及高壓斜井也曾經(jīng)使用了反井鉆機進行導井開挖，都取得了很好的效果。反井鉆機與阿立馬克爬罐相比，具有施工安全、工作環(huán)境好、工效高、質量好等優(yōu)點；特別是對于圍巖地質條件較差（如：Ⅳ類圍巖）地段的，反井鉆機在施工安全方面更具有阿立馬克爬罐無可替代的優(yōu)勢。1.6邊坡和洞室圍巖穩(wěn)定a）工程地質系統(tǒng)模型通過對某抽水蓄能電站工程地質條件的分析，結合廣州抽水蓄能電站及國內(nèi)其它抽水蓄能電站的工程地質分析預測預報的實際情況，建立某抽水蓄能電站工程地質系統(tǒng)模型（見圖3-1），以便在工程施工期間，對可能出現(xiàn)的不利的工程地質條件進行預測預報工作。b）邊坡穩(wěn)定宏觀預測、監(jiān)控措施與對策某抽水蓄能電站位于低山、丘陵地區(qū)，地勢東高西低，上庫區(qū)山巒疊錯、溝谷深切，下庫丘陵起伏、溪流蜿蜒。區(qū)內(nèi)基巖主要為花崗巖、混合巖等組成。在上、下庫大壩、輸水發(fā)電系統(tǒng)洞室群、建筑石料開采、場內(nèi)外公路等工程施工，均需進行開挖劈坡，形成許多陡緩、長度不一的開挖邊坡。開挖邊坡可分土質邊坡、巖土邊坡和巖質邊坡，一般多為巖土邊坡。土坡一般分布在邊坡上部，由殘坡積土和全風化巖體組成，殘坡積土的穩(wěn)定性受土的休止角（內(nèi)摩擦角）控制；下伏全風化巖體具巖土雙重特性，其休止角（內(nèi)摩擦角）和巖體中殘有的各類結構面的不利組合均對邊坡的穩(wěn)定性起著控制作用。中下部巖質邊坡，巖體多呈強、弱風化，各類結構面隨機分布，因坡高、坡比、邊坡走向、傾向、結構面的組合切割形成的塊體形狀與分布特性還巖體質量的不同，開挖邊坡的穩(wěn)定性也不盡一致。工程區(qū)各類節(jié)理裂隙面主要以NE、NNE、NW、NWW等為主。從邊坡巖土體結構特征分析，造成工程邊坡變形失穩(wěn)主要有以下5種類型：第①類：殘坡積土、洪、沖積土的邊坡穩(wěn)定主要受其休止角（內(nèi)摩擦角）的控制；第②類：全風化巖體邊坡具巖土雙重性質，其休止角（內(nèi)摩擦角）和巖體中殘有各類結構面的不利組合，均對邊坡穩(wěn)定起著控制作用；第③類：巖質邊坡上隨機分布有傾向坡外的緩傾角節(jié)理，加之各類結構面與其不利組合，控制了邊坡的穩(wěn)定；第④類：巖質邊坡各類結構面隨機組合，形成傾向坡外、傾角小于坡角的棱、塊體，對邊坡穩(wěn)定不利；

區(qū)域穩(wěn)定區(qū)域穩(wěn)定地下廠房長大洞室下水庫建筑材料上水庫區(qū)域結構穩(wěn)定性地震烈度相應基巖動峰值加速度山體穩(wěn)定邊坡穩(wěn)定壩基穩(wěn)定滲漏問題巖體結構面組合軟基問題風化卸載全風化夾層鄰谷滲漏庫盆滲漏軟弱巖穩(wěn)定洞室圍巖分類洞室位置選擇洞室軸線選擇地應力狀態(tài)大小方向地下水穩(wěn)定構造穩(wěn)定蝕變巖接觸帶穩(wěn)定涌水問題泥石流地下水穩(wěn)定斷裂構造巖體結構面組合圍巖抗力巖體結構面組合軟基問題風化卸載全風化夾層鄰谷滲漏庫盆滲漏開采條件質量儲量無壓洞室有壓洞室山體穩(wěn)定邊坡穩(wěn)定壩基穩(wěn)定滲漏問題挖填平衡某抽水蓄能電站工程地質系統(tǒng)距高比距高比上下庫盆形狀地形地貌地層巖性地質構造物理地質現(xiàn)象巖石物理力學性質水文地質條件風化卸荷斷層節(jié)理、裂隙圖3-1某抽水蓄能電站工程地質系統(tǒng)空間模型第⑤類：平行或近于平行巖質邊坡分布的結構面的傾向與邊坡傾斜方向相同，延伸性較長，或密集發(fā)育，若被開挖切腳，邊坡可能失穩(wěn)坍塌。監(jiān)理對邊坡開挖施工的主要監(jiān)控措施有：1）事先應詳細研究分析已有地質及相關資料，分析評價開挖邊坡穩(wěn)定性。審查施工單位的施工組織設計，堅持文明施工，確保施工安全；2）施工中應堅持自上而下的開挖方法，堅持開挖與治理同步。巖質邊坡開挖對爆破進行控制，將爆破對邊坡的影響減少到最小程度；3）采取動態(tài)監(jiān)控、信息化監(jiān)理工作方法，施工中對穩(wěn)定性差的邊坡，認真觀察、及時收集邊坡變形情況及新的地質信息，對工程重要部位和關鍵部位的邊坡，若發(fā)現(xiàn)變形和不穩(wěn)定跡象，要求施工單位及時處理。必要時立即向業(yè)主、設計單位反饋。對工程重要部位和關鍵部位的邊坡實行旁站監(jiān)理，及時進行針對性處理，確保邊坡穩(wěn)定；4）邊坡截排水系統(tǒng)應和開挖邊坡自上而下同步建立，截排地表水，降低地下水位，減少水對邊坡穩(wěn)定的影響；5）對高陡邊坡，應堅持開挖與處理同步，若邊坡設立變形監(jiān)測系統(tǒng)，應自上而下與邊坡形成同步建立，及時進行監(jiān)測，確保邊坡穩(wěn)定。6）洞室圍巖穩(wěn)定宏觀預測、監(jiān)控措施與對策某抽水蓄能電站輸水發(fā)電系統(tǒng)主要洞室群深埋于微風化－新鮮巖體中，以Ⅰ～Ⅱ類圍巖為主，成洞條件較好；在進出水口段、過溝段、斷層破碎帶、節(jié)理密集帶等部位多為Ⅲ類圍巖，少數(shù)為Ⅳ類圍巖，成洞條件相對較差。輸水發(fā)電系統(tǒng)地下洞室的圍巖穩(wěn)定受巖體結構特征的嚴格控制，洞室圍巖的穩(wěn)定是工程的主要工程地質問題。由于圍巖穩(wěn)定的突出程度與巖體結構特征、洞室的規(guī)模、洞線方向、相鄰洞室間巖墻厚度等密切相關。因部位不同、巖體質量、各類結構面隨機組合切割塊體的形狀與分布位置不同，洞室圍巖的穩(wěn)定性也不盡一致。施工前監(jiān)理必須認真研究設計文件，分析相關部位的圍巖穩(wěn)定條件和相應加固處理措施。在施工中監(jiān)理應深入現(xiàn)場，收集新的地質信息和變形監(jiān)測信息，采用動態(tài)監(jiān)控、信息化監(jiān)理的工作方法，對有關圍巖穩(wěn)定問題，嚴格要求施工單位遵循正確的施工程序，采取有效的、針對性的處理方法，防止不良地質現(xiàn)象的發(fā)生，確保圍巖穩(wěn)定、工程安全及施工安全。在開挖施工中監(jiān)理的主要措施有：1）各洞室施工，必須事先詳細研究已有的地質資料，建議由監(jiān)理、設計、業(yè)主及施工單位組織地質預測預報及工程處理小組，進行地質預測預報工作。開挖施工中及時收集圍巖變形信息和新的地質信息，分析、評價圍巖的穩(wěn)定性。洞室圍巖穩(wěn)定發(fā)現(xiàn)異常時，應及時采取針對性處理措施。必要時及時反饋業(yè)主、設計，及時采取有效的應急處理措施。只有完全掌握了開挖施工過程中的地質情況，才能保證有效地處理遇到的各種圍巖穩(wěn)定問題。2）在施工中，對所有洞臉、洞室岔口應先做好鎖口處理或實施超前錨固，確認岔口穩(wěn)定后，再開始洞室開挖；相鄰并排洞室（如母線洞）開挖應先后錯開一段距離，先施工的洞室要及時完成錨噴支護，以便后施工洞室跟進。3）主廠房、主變室等采取分層開挖，拱頂施工應每開挖一段錨固支護一段，側壁每開挖一層錨固一層，斷層破碎帶部位必要時應超前支護，并確保錨固工程的施工質量。4）系統(tǒng)排水及施工臨時排水網(wǎng)絡要及時形成，方便施工，減少地下水對洞室圍巖穩(wěn)定的不利影響。5）監(jiān)測系統(tǒng)隨工程的進展及時形成。及時搜集、分析圍巖變形及應力變化和新的地質信息，實施動態(tài)監(jiān)控、信息化監(jiān)理，確保工程順利完工。6）施工測量控制要求放樣準確，確保洞室位置、方向、高程偏離不超出允許誤差范圍。7）地質條件復雜、圍巖穩(wěn)定性差的洞室開挖施工，要求采取“小導洞、短進尺、小藥量，快支護”措施，必要時采用超前錨桿、鋼拱架、鋼格架和管棚等支護措施，及時跟進或超前支護，確保圍巖穩(wěn)定。1.5環(huán)境