抽水蓄能電站工程建設(shè)地下洞室開挖監(jiān)理細(xì)則

抽水蓄能電站工程建設(shè)地下洞室開挖監(jiān)理細(xì)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(dǎo)井貫通，然后擴(kuò)挖。b）大斷面地下廠房第一層開挖采用中導(dǎo)洞領(lǐng)先，兩側(cè)擴(kuò)挖跟進(jìn)，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(yù)留保護(hù)層開挖，預(yù)裂及光面爆破相結(jié)合。c）在高邊墻下開洞口時(shí)，采用超前錨桿加固圍巖。d）對(duì)于巖錨吊車梁的巖臺(tái)及高壓岔管等體型復(fù)雜部位的開挖，要根據(jù)圍巖情況優(yōu)化爆破參數(shù)并嚴(yán)格實(shí)施。e）噴錨支護(hù)要及時(shí)跟進(jìn)，確保施工安全。f）對(duì)于不良地質(zhì)洞段的開挖，要采取特殊的針對(duì)性施工措施，應(yīng)嚴(yán)格按“短進(jìn)尺、小藥量爆破，快支護(hù)”的原則進(jìn)行。g）在重要工程部位和不良地質(zhì)洞段要加強(qiáng)圍巖變形監(jiān)測(cè)，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)信息，及時(shí)調(diào)整噴錨參數(shù)和支護(hù)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(fēng)洞作施工通道，中導(dǎo)洞領(lǐng)先，兩側(cè)擴(kuò)挖，三臂鑿巖臺(tái)車鉆孔，光面爆破；裝載機(jī)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(lǐng)先，上、下游邊墻各預(yù)留3m保護(hù)層，先鋒槽以液壓履帶鉆機(jī)鉆孔，深孔梯段爆破，最后采用光面爆破挖除上、下游側(cè)預(yù)留的保護(hù)層；裝載機(jī)配自卸汽車出渣，但各層分別采用不同的施工通道：1）Ⅱ?qū)樱阂酝L(fēng)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(kuò)挖的引水支管作施工通道。5）Ⅵ層：以擴(kuò)挖的尾水支管作施工通道。1.3主變洞a）頂拱：以通風(fēng)支洞作施工通道，中導(dǎo)洞領(lǐng)先，兩側(cè)擴(kuò)挖，三臂鑿巖臺(tái)車鉆孔，光面爆破；裝載機(jī)配自卸汽車出渣。b）中、下部：中部以通風(fēng)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(jìn)入，全斷面開挖，三臂鑿巖臺(tái)車鉆孔，周邊光爆，裝載機(jī)配自卸汽車出渣。1.5斜井對(duì)于井口巖體應(yīng)先鎖口再行開挖。斜井開挖按照先導(dǎo)井貫通，后擴(kuò)大開挖的程序進(jìn)行。斜井的導(dǎo)井開挖建議采用反井鉆機(jī)施工。此外，通風(fēng)豎井也可采用反井鉆機(jī)施工。反井鉆機(jī)是一種較先進(jìn)的施工設(shè)備。反井鉆機(jī)的鉆進(jìn)施工，主要包括導(dǎo)孔鉆進(jìn)和擴(kuò)孔鉆進(jìn)兩大工序。導(dǎo)孔鉆進(jìn)之前，應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)及地質(zhì)資料，確定反井鉆機(jī)安裝位置和鉆進(jìn)參數(shù)；擴(kuò)孔鉆進(jìn)是導(dǎo)孔鉆通之后，在下口拆下導(dǎo)孔鉆頭，安裝上擴(kuò)孔鉆頭，擴(kuò)孔鉆頭安裝有破巖滾刀，刀齒在壓力和扭矩的作用下，對(duì)巖面產(chǎn)生沖擊、擠壓和刮削，由下向上擴(kuò)孔，即反向掘進(jìn)。目前，國(guó)內(nèi)已有不少水電工程采用反井鉆機(jī)開挖導(dǎo)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(jī)進(jìn)行導(dǎo)井開挖，都取得了很好的效果。反井鉆機(jī)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(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)；特別是對(duì)于圍巖地質(zhì)條件較差（如：Ⅳ類圍巖）地段的，反井鉆機(jī)在施工安全方面更具有阿立馬克爬罐無可替代的優(yōu)勢(shì)。1.6邊坡和洞室圍巖穩(wěn)定a）工程地質(zhì)系統(tǒng)模型通過對(duì)某抽水蓄能電站工程地質(zhì)條件的分析，結(jié)合廣州抽水蓄能電站及國(guó)內(nèi)其它抽水蓄能電站的工程地質(zhì)分析預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的實(shí)際情況，建立某抽水蓄能電站工程地質(zhì)系統(tǒng)模型（見圖3-1），以便在工程施工期間，對(duì)可能出現(xiàn)的不利的工程地質(zhì)條件進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。b）邊坡穩(wěn)定宏觀預(yù)測(cè)、監(jiān)控措施與對(duì)策某抽水蓄能電站位于低山、丘陵地區(qū)，地勢(shì)東高西低，上庫(kù)區(qū)山巒疊錯(cuò)、溝谷深切，下庫(kù)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(kù)大壩、輸水發(fā)電系統(tǒng)洞室群、建筑石料開采、場(chǎng)內(nèi)外公路等工程施工，均需進(jìn)行開挖劈坡，形成許多陡緩、長(zhǎng)度不一的開挖邊坡。開挖邊坡可分土質(zhì)邊坡、巖土邊坡和巖質(zhì)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(fēng)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(fēng)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(jié)構(gòu)面的不利組合均對(duì)邊坡的穩(wěn)定性起著控制作用。中下部巖質(zhì)邊坡，巖體多呈強(qiáng)、弱風(fēng)化，各類結(jié)構(gòu)面隨機(jī)分布，因坡高、坡比、邊坡走向、傾向、結(jié)構(gòu)面的組合切割形成的塊體形狀與分布特性還巖體質(zhì)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(jié)構(gòu)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(fēng)化巖體邊坡具巖土雙重性質(zhì)，其休止角（內(nèi)摩擦角）和巖體中殘有各類結(jié)構(gòu)面的不利組合，均對(duì)邊坡穩(wěn)定起著控制作用；第③類：巖質(zhì)邊坡上隨機(jī)分布有傾向坡外的緩傾角節(jié)理，加之各類結(jié)構(gòu)面與其不利組合，控制了邊坡的穩(wěn)定；第④類：巖質(zhì)邊坡各類結(jié)構(gòu)面隨機(jī)組合，形成傾向坡外、傾角小于坡角的棱、塊體，對(duì)邊坡穩(wěn)定不利；

區(qū)域穩(wěn)定區(qū)域穩(wěn)定地下廠房長(zhǎng)大洞室下水庫(kù)建筑材料上水庫(kù)區(qū)域結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性地震烈度相應(yīng)基巖動(dòng)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(jié)構(gòu)面組合軟基問題風(fēng)化卸載全風(fēng)化夾層鄰谷滲漏庫(kù)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(yīng)力狀態(tài)大小方向地下水穩(wěn)定構(gòu)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(gòu)造巖體結(jié)構(gòu)面組合圍巖抗力巖體結(jié)構(gòu)面組合軟基問題風(fēng)化卸載全風(fēng)化夾層鄰谷滲漏庫(kù)盆滲漏開采條件質(zhì)量?jī)?chǔ)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(zhì)系統(tǒng)距高比距高比上下庫(kù)盆形狀地形地貌地層巖性地質(zhì)構(gòu)造物理地質(zhì)現(xiàn)象巖石物理力學(xué)性質(zhì)水文地質(zhì)條件風(fēng)化卸荷斷層節(jié)理、裂隙圖3-1某抽水蓄能電站工程地質(zhì)系統(tǒng)空間模型第⑤類：平行或近于平行巖質(zhì)邊坡分布的結(jié)構(gòu)面的傾向與邊坡傾斜方向相同，延伸性較長(zhǎng)，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(duì)邊坡開挖施工的主要監(jiān)控措施有：1）事先應(yīng)詳細(xì)研究分析已有地質(zhì)及相關(guān)資料，分析評(píng)價(jià)開挖邊坡穩(wěn)定性。審查施工單位的施工組織設(shè)計(jì)，堅(jiān)持文明施工，確保施工安全；2）施工中應(yīng)堅(jiān)持自上而下的開挖方法，堅(jiān)持開挖與治理同步。巖質(zhì)邊坡開挖對(duì)爆破進(jìn)行控制，將爆破對(duì)邊坡的影響減少到最小程度；3）采取動(dòng)態(tài)監(jiān)控、信息化監(jiān)理工作方法，施工中對(duì)穩(wěn)定性差的邊坡，認(rèn)真觀察、及時(shí)收集邊坡變形情況及新的地質(zhì)信息，對(duì)工程重要部位和關(guān)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(shí)處理。必要時(shí)立即向業(yè)主、設(shè)計(jì)單位反饋。對(duì)工程重要部位和關(guān)鍵部位的邊坡實(shí)行旁站監(jiān)理，及時(shí)進(jìn)行針對(duì)性處理，確保邊坡穩(wěn)定；4）邊坡截排水系統(tǒng)應(yīng)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(duì)邊坡穩(wěn)定的影響；5）對(duì)高陡邊坡，應(yīng)堅(jiān)持開挖與處理同步，若邊坡設(shè)立變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)自上而下與邊坡形成同步建立，及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保邊坡穩(wěn)定。6）洞室圍巖穩(wěn)定宏觀預(yù)測(cè)、監(jiān)控措施與對(duì)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(fēng)化－新鮮巖體中，以Ⅰ～Ⅱ類圍巖為主，成洞條件較好；在進(jìn)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(duì)較差。輸水發(fā)電系統(tǒng)地下洞室的圍巖穩(wěn)定受巖體結(jié)構(gòu)特征的嚴(yán)格控制，洞室圍巖的穩(wěn)定是工程的主要工程地質(zhì)問題。由于圍巖穩(wěn)定的突出程度與巖體結(jié)構(gòu)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(guān)。因部位不同、巖體質(zhì)量、各類結(jié)構(gòu)面隨機(jī)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(rèn)真研究設(shè)計(jì)文件，分析相關(guān)部位的圍巖穩(wěn)定條件和相應(yīng)加固處理措施。在施工中監(jiān)理應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)，收集新的地質(zhì)信息和變形監(jiān)測(cè)信息，采用動(dòng)態(tài)監(jiān)控、信息化監(jiān)理的工作方法，對(duì)有關(guān)圍巖穩(wěn)定問題，嚴(yán)格要求施工單位遵循正確的施工程序，采取有效的、針對(duì)性的處理方法，防止不良地質(zhì)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(xì)研究已有的地質(zhì)資料，建議由監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主及施工單位組織地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及工程處理小組，進(jìn)行地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。開挖施工中及時(shí)收集圍巖變形信息和新的地質(zhì)信息，分析、評(píng)價(jià)圍巖的穩(wěn)定性。洞室圍巖穩(wěn)定發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取針對(duì)性處理措施。必要時(shí)及時(shí)反饋業(yè)主、設(shè)計(jì)，及時(shí)采取有效的應(yīng)急處理措施。只有完全掌握了開挖施工過程中的地質(zhì)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(duì)所有洞臉、洞室岔口應(yīng)先做好鎖口處理或?qū)嵤┏板^固，確認(rèn)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(yīng)先后錯(cuò)開一段距離，先施工的洞室要及時(shí)完成錨噴支護(hù)，以便后施工洞室跟進(jìn)。3）主廠房、主變室等采取分層開挖，拱頂施工應(yīng)每開挖一段錨固支護(hù)一段，側(cè)壁每開挖一層錨固一層，斷層破碎帶部位必要時(shí)應(yīng)超前支護(hù)，并確保錨固工程的施工質(zhì)量。4）系統(tǒng)排水及施工臨時(shí)排水網(wǎng)絡(luò)要及時(shí)形成，方便施工，減少地下水對(duì)洞室圍巖穩(wěn)定的不利影響。5）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)隨工程的進(jìn)展及時(shí)形成。及時(shí)搜集、分析圍巖變形及應(yīng)力變化和新的地質(zhì)信息，實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控、信息化監(jiān)理，確保工程順利完工。6）施工測(cè)量控制要求放樣準(zhǔn)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(zhì)條件復(fù)雜、圍巖穩(wěn)定性差的洞室開挖施工，要求采取“小導(dǎo)洞、短進(jìn)尺、小藥量，快支護(hù)”措施，必要時(shí)采用超前錨桿、鋼拱架、鋼格架和管棚等支護(hù)措施，及時(shí)跟進(jìn)或超前支護(hù)，確保圍巖穩(wěn)定。1.5環(huán)境