洞室开挖作业指导书.doc

1、地下洞室开挖作业指导书【编制目的】地下开挖施工是其基本的、也是首要的施工工序。为提高施工质量，合理利用开挖设备的工作特性，更好地使开挖作业标准化、规范化，最终提高开挖作业的施工效益，特制订本开挖作业指导书。【适用范围】适用于手风钻造孔，出碴采用装载机、自卸汽车方式的开挖施工的本标洞室开挖。一、编制依据1 白鹤滩水电站 3#公路上游段工程施工招标文件技术条款2SL47-94水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范3GB6722-86爆破安全规程4DL/T5099-1999水工建筑物地下开挖工程施工技术规范二、开挖设备适用于手风钻造孔，出碴采用装载机、自卸汽车方式的开挖施工。三、爆破器材1 2#岩石

2、乳化炸药（32mm、25mm） 、硝铵炸药2 非电雷管、火雷管3 导爆索（管）4 竹片四、洞挖施工工艺流程洞室开挖施工工艺流程见如下框图：1洞 挖 施 工 工 艺 流 程测量布孔 造 孔 炮孔检查装药、联线 手风钻钻锚杆孔 检查起爆通风、散烟人工安全撬挖 出 碴 人工机械撬挖、清底 锚杆安装 冲洗岩面绑 扎 钢 丝 网喷 砼五、工艺要求及作业方法对洞口段 10m 范围，采用短进尺、多循环、弱爆破，一般进尺为0.81.0m，以防止爆破震动造成洞顶山坡和洞口岩石发生震裂、松动和塌方。进洞 10m 以后，根据岩石类别采用不同的开挖方法。根据开挖断面的大小，确定开挖设备的型号及施工人数。 技术准备 掏

3、槽方式的选择掏槽眼爆破是隧道、洞室爆破的关键技术，其排列方式有很多种，归纳起来可分成斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽。掏槽眼比其它炮眼加深 1520cm，药量增加 15%20%。斜眼掏槽分为单向掏槽、锥形掏类、类围岩类围岩及不良地质段2槽和楔形掏槽。其优点是掏槽眼数量少，掏槽面积大，易将槽中爆岩抛出；缺点是循环进尺受井巷断面限制，爆堆分散。根据岩石层理和软弱面在隧洞掌子面分布位置，单向掏槽可分为顶部掏槽、底部掏槽、侧向掏槽和扇形掏槽。单向掏槽眼与掌子面的倾斜角一般为 50o70o，硬岩取小值。锥形掏槽常见的有三角锥、正角锥和圆形锥三种，平巷掘进多用正角锥形掏槽，竖井掘进多用圆锥形掏槽。楔形掏槽又称

4、 V 形掏槽，楔形掏槽多用于中硬以上均匀岩石的隧洞掘进，且洞室断面积大于 4m2。直眼掏槽的炮眼垂直于掌子面，要求彼此严格平行，按布眼方式分为龟裂掏槽、桶形掏槽和螺旋掏槽，其优点是炮眼深度不受井巷断面大小限制，可以加大循环进尺，爆堆比较集中，缺点是掏槽眼多，要求凿岩精度高。锥形掏槽和直眼掏槽混合使用形成混合掏槽。本标段工程包括左岸进厂交通洞延伸洞和 303#交通洞（左岸通风支洞）的施工，左岸进厂交通洞延伸洞弱风化岩体以类、类为主，微新基岩以类、类围岩为主，层间及随机层内错动带、随机断层及影响带为类；303#交通洞（左岸通风支洞）微新基岩以类、类围岩为主，断层及影响带为类。类、类围岩掘进的一般循

5、环进尺为 23m，且为大断面开挖，故采用斜眼掏槽中的楔形掏槽方式进行大断面开挖。而对于小断面（如排水沟）的开挖，可采用直眼掏槽的小眼形式掏槽方式。本工程楔形掏槽方式介于直眼与标准 V 形掏槽之间，即槽正中设一爆破孔，中爆孔上下 25cm 左右各设一空孔，组成直眼中心。围绕直眼中心约 25cm 布置6 个内斜炮孔，其内斜角度根据开挖循环进尺，控制在 12。为了避免换钻头耽搁钻孔时间，空孔直径与炮孔直径相同。本标段洞室结构比较单一，结构型式和断面大小一致，各洞室掏槽孔的具体布置基本相同，实际施工时应按各相关洞室的施工技术措施实施。 爆破试验在进行洞身开挖之前，要进行爆破开挖试验，以确定炸药的单耗量

6、及爆破效率，并根据开挖断面的尺寸，绘制炮孔布置图（包括掏槽孔、崩落孔、光面爆破孔或预裂爆破孔） ，确定钻孔深度及循环进尺。爆破试验的内容应包括炮孔布置（主要指掏槽孔和周边孔） 、钻孔深度、3装药量以及起爆网络和爆破器材的选用等。试验的操作规程按本作业指导书实施，钻孔、装药、起爆等相关技术参数按各洞室开挖支护施工措施执行。试验过程中，从布孔钻孔到爆后效果分析的每道工序、每个环节都必须认真做好记录，以利分析比较和改进。 测量放样控制测量采用莱卡（Leica）TCA-2003 全站仪作导线控制网。施工测量采用全站仪进行。并由经验丰富的测量专业人员负责进行，测量仪器必须经过国家认可的检验机关鉴定后方可

7、使用。对于网络控制测量，根据业主给定的网络控制点，测量人员对网络控制点进行加密，使测量网络延伸到施工区域附近。洞室开挖时，将洞口附近的网络控制点延伸至洞口，并采用激光径纬仪和红外测距仪定中线，沿隧洞轴线作导线控制测量（压力引水隧洞为双导线控制） ，每隔一定的距离（视洞的直线性而定,如压力引水隧洞为 50m）设置测量点，一般情况下，每 45 个点进行闭合测量校核，以提高测量的准确性。隧洞开挖完成后，应及时进行洞身全线测量，并对测量误差进行调整和分配。对于隧洞、洞室边缘轮廓线放样，直线段各放样点相距 1.2m，曲线段相距0.6m，临界转拆点要设置放样点，再连接各放样点，画出整个边缘轮廓线，并标明隧

8、洞、洞室腰线和起拱线，根据洞身的走向，放出造孔施钻的方向线，各周边轮廓放样点相对于洞轴线的点位中误差允许偏差为50mm 并满足设计要求。对于洞室开挖方向线的控制，若洞水平方向弯曲，则在沿洞边缘弯曲的外半径圆周线上每隔 2.5m3.0m 设计控制点，而在内半径圆周上可适当减小。若洞上坡或下坡，在洞顶设置控制点，根据隧洞的坡度值和钻孔深度，可在掌子面上作两个点的投影点，以控制隧洞的开挖坡度。对于每个炮孔放样，根据每个炮孔的偏角和炮孔的深度，在同一掌子面上作两端点的投影点，以控制每一炮孔的钻孔方向。对于竖井的控制测量，可采用重锤法或激光准直仪进行测量。测量时，在洞口设置测量架，用重锤或激光准直仪沿洞

9、中心线或边线放样。对测量放样的具体要求为： 明挖开口线的测量要明显，各开挖面的坡向线亦作表示。4 洞挖测量控制点埋设要牢固隐蔽，并作好保护，防止机械设备破坏。 每个开挖面的每一排炮孔要准确放出中心十字线和周边线。 建立质检员旁站制度。 每个月由上级测量部门进行一次测量复查，以及时纠正测量中的偏差。开挖钻孔前，还要做好以下准备工作a. 场地已进行了平整。b. 围岩的危石已进行了处理。c. 供风、供水、供电线路延伸到工作面。d. 钻孔开挖设备已做好检修。e. 技术员对各班操作手进行技术交底，技术交底的内容包括：工作面部位；所开挖的隧洞、洞室的结构尺寸；开挖爆破参数，包括孔深、孔距；造孔的技术要求。

10、并对钻进设备的操作性能及注意事项进行交底。 钻孔根据监理工程师批准的该部位爆破设计中的爆破孔布置图，用手风钻进行钻孔，由熟练的手风钻操作手进行钻孔作业。本标段洞室的开挖均采用手风钻，一般采用 YT27 和 YT28，使用较为灵活。由于手风钻轻便小巧，人工钻头定位十分容易。实施周边孔光面爆破时，若围岩为、类，则炮孔残留率高，洞室成型好。本标段洞室的开挖，均要搭设操作平台，全断面开挖爆破。对于掌子面上的炮孔开挖，造孔的基本顺序为：钻周边孔时，先钻顶部孔，再依次往下、往两边开钻；钻中间各孔时，遵循的原则为：先上后下，先两边后中间。造孔的一般技术要求为： 各钻手分区、分部位定人定位施钻，实行严格的钻手

11、作业质量经济责任制。 钻孔要求“平、直、齐 ”，周边孔偏差不大于 5cm，爆破孔偏差不大于10cm。 炮孔的底孔应落在爆破图规定的平面上，炮孔孔径应符合报监理工程5师批准的钻爆设计要求，手风钻孔径为50mm 。 为保证爆破质量和爆破效果，掏槽孔角度严格按爆破设计图，钻孔方向不大于 。 炮孔装药之前，质检员对掌子面上的炮孔进行检查，如有遗漏，则要补钻；并对周边光爆孔进行仔细检查，对偏角大于 的炮孔，则要进行补钻，以控制欠挖和过量超挖。对炮孔的各项指标检验合格后，方可装药。 装药前，当班技术员对该钻爆循环进行装药计算，只使用所计算出的药量，多领的爆破器材要归仓，以利于控制爆破成本。 装药、连线、起

12、爆炮孔经检查合格后，方可进行装药爆破。根据监理工程师批准的施工方案中的钻爆设计要求，由取得爆破证书的爆破工程师负责，经考核合格的炮工进行炮孔的装药、堵塞、引爆线路的联接等，并在鸣响爆破警报之后，点火起爆。在炮工检查爆破网络的同时，通知无关人员即所有设备撤离至安全位置，确认人员与设备以全部安全撤离后方可点火起爆。炸药采用乳化炸药，导火索引爆，火雷管起爆。乳化炸药的药径有（ 35mm） 、 32mm 和25mm 三种。在 II、III 类围岩大断面施工中，掏槽孔（孔距为 25cm） 、扩槽孔（孔距为 70cm） 、辅助孔（孔距为 90100cm）用32mm（或35mm）炸药、底孔（孔距为 70cm

13、）用 32mm 炸药，周边孔用25mm 炸药，孔距为 5070cm。以上各参数值仅为参考，具体数值由各部位有关爆破设计值确定。对于小断面的施工，所装药径类似于同类围岩的大断面。 装药严格遵守安全爆破操作规程。装药顺序原则上自上而下进行，若上、下部同时装药，则装药部位要错开，以防止因上部装药跌落物砸伤下部工作人员。 装药前用风水冲洗钻孔，各部位分片、分区由专人负责进行装药，掏槽孔由熟练的炮工负责装药；周边孔按爆破设计要求用小药卷捆绑于竹片上，形成不连续装药，药卷间距一般为 30 cm，插药入孔时还应注意药卷的方向，竹片靠洞室轮廓线一侧，药卷朝向最小抵抗线。 利用台车安全平台或平台车作为登高设备装

14、药，掏槽孔、扩槽孔和其它爆破孔装药要密实，严格按照爆破设计图（爆破参数实施过程中，须根据不6同地质情况不断调整优化）进行装药、设计非电雷管和联线。 乳化炸药装好之后，理顺导火索或导爆管，先进行同段炮的非电火雷管的并联，再进行不同段的串联，然后用粘土进行炮孔的封堵，要求联线、封堵良好，封堵长度不小于炸药的最小抵抗线。再由技术员和专业炮工分片分区查看，并进行网络接线检查，撤退工作面其它工作人员、设备、材料至安全位置。最后由炮工负责，非电毫秒雷管引爆，周边光面齐爆。 本标段的洞室开挖的爆破顺序为掏槽眼先响，辅助眼次之，周边眼最后响，周边眼的爆破顺序为底眼，再是顶眼及邦眼等光爆眼一同起爆。 预裂爆破及

15、周边的光面爆破效果应达到以下要求： 残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布； 炮孔痕迹保存率：完整岩石在 80%以上，较完整或完整性较差岩石不小于 50%，较破碎和破碎岩石不小于 20%； 相邻两孔间的岩面平整，孔臂不应有明显的爆震裂隙； 相邻两荐炮之间的台阶或预裂爆破孔的最大外斜值不应大于 15cm； 预裂爆破后，必须形成贯穿连续性的裂缝。 通风散烟及喷水除尘岩石爆破之后，进行通风散烟。本标段洞室开挖在整个施工过程中一直启动通风设备通风，本标段通风选用天津通风机 2DT-125 轴流通风机，可根据开挖断面的大小，选择不同的通风量，一般经过 30min 的通风时间，便可将工作面的因爆破产生的尘烟

16、清理掉。局部供风不到位的开挖区域，可用局部通风机SDA71A-T30 进行通风除尘。通风竖井或平巷开通时，与该竖井或平巷相通的洞室开挖，也可借助自然通风的方式进行工作面除尘。工作面除尘完毕之后，便在渣堆之上洒水，以防移动渣堆而重新产生灰尘。 安全处理通风、洒水除尘之后，便进行爆破后四周围岩的安全处理，以确保进洞人员和设备的安全。对于掌子面的哑炮，用高压水冲刷掉或在哑炮周围殉爆距离之内重新钻孔，炮工装药引爆。对于掌子面、边墙及拱顶上的浮石，由经验丰富的人员先进入工作面，用7长细钢钎撬掉。对于局部人工无法撬除的，可配合机械逐区域地进行清理。 出渣、清底对开挖面进行安全处理之后，便开始进行出渣。本标

17、段洞室出渣采用 ZL50(3m3)装载机装载，15T 自卸汽车进行运输，将渣料运往弃渣场。出渣后，用人工或反铲对堆渣以下掌子面、边墙围岩再进行一次安全处理，清理掉浮石和危石。同时，测量人员进入现场，对开挖段进行测量，如有欠挖，除监理工程师另有规定之外，将欠挖部分，钻孔爆破予以清除。若开挖段符合要求，距离工作面 10m 之外用高压水冲洗四周开挖面，以清除岩石碎片、尘埃、碎悄及爆破泥粉，最后用反铲扒出工作面底部积渣并将底部整平。为下一循环钻爆做好准备。 、类围岩的开挖方法类围岩分 1、 2 两种类型。 1 类围岩为巨厚厚层状结构，其特征为：新鲜厚巨厚层砂岩，夹极少量泥板岩，坚硬。12 组规则节理，

18、长度一般不大于 3m，且多闭合或方解石、石英脉紧密充填。主要结构面为硬性结构面，偶有个别的贯穿性光滑结构面，但不夹泥，完整较完整。其稳定性评价为基本稳定，个别掉块、落石。 2 类围岩为厚层中厚层状结构，其特征为：新鲜微风化至中厚层砂岩，夹泥板岩，坚硬。23 组规则节理，长度一般不大于 3m，多闭合或方解石、石英脉紧密充填，部分有水锈污染，多为硬性结构面，有贯穿性光滑结构面及贯穿性破碎夹少量泥的结构面，较完整。其稳定性评价为基本稳定，个别掉块、落石。类围岩也可分为 1、 2 两种类型。 1 类围岩为中厚层互层状结构，其特征为：新鲜 微风化砂岩、泥板岩互层、层凝灰岩以及罗楼组 T2b38 层，坚硬

19、较坚硬。 23 组规则节理，长度一般不大于 3m，多闭合或方解石、石英脉充填，部分有水锈污染，多为硬性结构面，有贯穿性光滑结构面和个别破碎夹少量泥的贯穿性结构面，较完整较破碎。其稳定性评价为局部稳定、性差，有掉块、高边墙及洞室交叉口可能有塌方。 2 类围岩为薄互层状结构，其特征为：新鲜微风化泥板岩夹砂岩或灰岩（T 2b24、T 2b18、T 2b9）,坚硬较坚硬。23 组规则节理，长度一般不大于 3m，多闭合或方解石、石英脉充填，部分有8水锈污染。岩体中多为硬性结构面，有贯穿性光滑结构面和个别破碎夹少量泥的贯穿性结构面，较完整较破碎。其稳定性评价为局部稳定、性差，有掉块、高边墙及洞室交叉口可能

20、有局部塌方。、类围岩的开挖方法如前所述。 类围岩的开挖方法类围岩可分为 1、 2 两种类型。 1 类围岩为镶嵌碎裂结构，其特征为：弱风化砂岩夹泥板岩或砂岩、泥板岩互层、层凝灰岩，坚硬较坚硬。23 组节理，长度一般 35m，节理均为水锈污染，以闭合节理为主，部分为夹泥裂隙，岩体中硬性结构面、贯穿性光滑结构面与夹泥结构面并存，较破碎。其稳定性评价为稳定性差，支护不及时会发生塌方或失稳。 2 类围岩为镶嵌碎裂碎裂结构，其特征为：弱风化泥板岩、罗楼组地层，部分为断层影响带，较坚硬较软岩。34 组节理，长度一般为 35m，节理面水锈污染，闭合或为泥质充填，岩体中硬性结构面、贯穿性光滑结构面与夹泥结构面并

21、存，较破碎。其稳定性评价为稳定性差，支护不及时会发生塌方或失稳。类围岩隧洞开挖可采用“新奥法”施工，开挖钻爆遵循“预支护、短进尺、弱爆破、及时支护、早封闭、勤量测”的原则施工，确保成洞稳定。类围岩除按、类围岩施工工艺和方法施工外，还需采取以下措施： 地 质 探 察 ： 在 开 挖 过 程 中 ， 加 强 地 质 跟 踪 及 预 测 ， 必 要 时 超 前 导 洞摸 清 围 岩 性 状 ， 以 便 采 取 恰 当 的 施 工 程 序 及 措 施 ， 保 证 围 岩 稳 定 。 超 前 支 护 ： 开 挖 钻 孔 前 ， 采 用 小 导 管 预 注 浆 、 超 前 锚 杆 等 预 支 护 加固 ，

22、 增 强 围 岩 自 稳 能 力 。 钻 爆 作 业 ： 按 照 “短 进 尺 、 弱 爆 破 、 少 扰 动 ”的 原 则 施 工 。 开 挖按 浅 孔 、 小 药 量 、 多 循 环 钻 爆 ， 先 开 挖 导 洞 超 前 1 2 排 炮 ， 再 扩 挖 跟 进 ，钻 爆 循 环 进 尺 1.0m。 一 般 情 况 下 ， 在 IV 类 围 岩 大 断 面 施 工 中 ， 导 洞 的 掏槽 孔 （ 孔 距 为 25cm） 用 35mm 的 炸 药 ， 辅 助 孔 （ 孔 距 为 80cm） 、 底 孔（ 孔 距 为 75cm） 用 32mm 炸 药 ， 而 扩 挖 的 崩 落 孔 （ 孔

23、距 为 80cm） 、 底 孔（ 孔 距 为 70cm） 用 32mm 炸 药 ， 周 边 孔 用 25mm 炸 药 ， 间 距 为40 50cm。 线 装 药 密 度 控 制 在 160g/m 以 内 ， 具 体 药 量 应 根 据 各 洞 室 实 际爆 破 效 果 进 行 调 整 。 围 岩 支 护 ： 钻 爆 后 暂 不 出 碴 ， 经 安 全 处 理 和 平 碴 后 ， 立 即 对 边 墙 上部 及 顶 拱 进 行 一 次 支 护 ， 采 用 砂 浆 锚9杆 及 喷 砼 支 护 ； 出 碴 后 安 装 钢 格 栅 、 喷 砼 支 护 ， 形 成 一 柔 性 封 闭 环 ， 确 保围 岩

24、 稳 定 。 施 工 监 测 ： 成 洞 后 ， 布 置 观 测 点 对 围 岩 进 行 变 形 测 量 ， 通 过 勤 量 测 ，及 时 反 馈 信 息 ， 指 导 开 挖 支 护 施 工 ， 确 保 成 洞 稳 定 和 施 工 安 全 。 砼 跟 进 衬 砌 ： 通过变形监测，如发现局部危岩变形速率急增，采取一次支护措施后尚不能满足稳定要求时，进行边、顶拱钢筋砼衬砌。 洞口开挖洞口开挖，遵循“短进尺、弱爆破、多循环”的施工原则，一般进尺为1m，并进行 25 锁口锚杆施工，锁口锚杆长度按设计确定，根据洞口的形状和围岩的稳定性确定洞脸锚杆的排数，如有必要可增设 22 钢筋格栅，钢格栅间距 1m

25、，洞外锚杆 2528mm，L=69m，间排距暂按 1.51.5m，并喷射1525cm 厚的 C25 砼，以提高围岩的稳固性。进洞 5m 以后，开挖方法与洞身一致。 可能出现的问题的探讨 关于洞室开挖可能出现的质量问题及对策开挖轮廓线不够理想，炮孔残存率低，有时出现边邦掉块、塌方。出现以上情况的原因，初步分析有以下几个方面： 多为、岩体、围岩稳定性差。 周边孔钻孔质量有一定的影响。针对以上情况，在施工时要特别注意对不稳定围岩的观察、监测，在钻孔和装药结构及药量的控制等方面均要高度重视，根据不同的地质围岩条件及时调整和优化爆破参数；同时提高钻孔精度，严格控制周边孔的钻孔偏角，也是提高洞室开挖轮廓线质量的重要措施。（十一）开挖施工现场验收记录、开挖资料的统计整理分析为使开挖施工质量符合设计和规范要求，保证开挖质量在施工过程中不断的提高和上升，因此要加强开挖施工的各种原始资料的收集和整理分析，同时定期进行交流和总结，不断对爆破参数进行优化调整，创精品工程，为此要求做到以下几点： 加强施工现场原始数据的收集和整理工作，统计表格按照项目部已发的