尾水管洞开挖施工方案
一、开挖支护程序
(一)开挖分层
尾水管洞洞身分两层进行开挖支护,上层开挖高度9m,下层开挖高度9.85m。
下层再分两小层,第1小层层高6.35m,第2小层为保护层开挖,厚3.5m,根据不同的围岩类别采用不同的方法开挖。
尾水管洞开挖分层见下表。
表1-1 尾水管洞(含尾水管)开挖分层一览表
(二)开挖及支护施工程序
尾水管洞上层开挖施工通道为5#施工支洞上半洞,5#施工支洞上半洞开挖至尾水管洞后,开始进行尾水管洞上层开挖,以上游为主、下游为辅的原则组织尾水管洞的上层开挖作业,以便尽早形成主厂房Ⅷ、Ⅸ层的开挖通道。
上层开挖支护分两序间隔开挖,先进行1#、3#尾水管洞的开挖支护再进行2#、4#尾水管洞的开挖支护。
在与厂房相接段即母线层下部尾水管段开挖时,注意待相应机组母线洞Ⅱ层开挖结束、底板悬吊锚杆施工后才能掘进开挖。
尾水管洞上层开挖支护结束及5#施工支洞下半洞开挖完成后,分两序间隔进行尾水管洞下层开挖。
先进行1#、3#尾水管洞下层的开挖支护再进行2#、4#尾水管洞下层的开挖支护。
完成了尾水管洞下层开挖,就形成了厂房底部的施工通道。
二、出渣路线
本标尾水系统开挖石料,运至右岸下游的干笔河弃渣场。
尾水管洞出渣路线
如下:
上层出渣路线:工作面→5#施工支洞→7#施工支洞→交通洞→1#公路→临时索道桥→6#公路→10#公路→干笔河弃渣场。
下层出渣路线:工作面→5#施工支洞→7#施工支洞→交通洞→1#公路→永久跨江大桥→6#公路→10#公路→干笔河弃渣场。
三、施工方法及措施
(一)尾水管洞上层开挖
Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段采用三臂凿岩台车钻爆,设计轮廓线光面爆破,上层分2区(Ⅰ-1区、Ⅰ-2区)开挖,Ⅰ-1区超前Ⅰ-2区1排炮,均采用三臂凿岩台车进行钻爆,非电毫秒爆破,周边密孔小药量光爆,循环进尺3.0m,喷混凝土与随机锚杆支护适时跟进,系统支护工作可滞后开挖工作面15.0m进行;Ⅳ类围岩洞段采用超前锚杆预支护(超前锚杆参数暂定为Ф28,L=4.0m),钻架台车配手风钻分上下台阶水平开挖,排炮进尺1.5m ,支护紧跟开挖面;不良地质洞段采用超前注浆小导管预支护(超前小导管参数为Ф42,L=4.5m),以及“核心土法”分部开挖支护,循环进尺不大于1.0m,设置型钢拱架支撑,型钢拱架间距0.58m。
尾水管洞上层开挖出渣采用3.0m3侧卸装载机配20t自卸汽车运输。
(二)尾水管洞下层开挖
Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段边墙,采用YQ100B改进型轻型潜孔钻预裂(能够充分贴近岩壁面进行造孔),Ⅱ1层采用液压潜孔钻钻垂直孔进行梯段爆破,Ⅱ2层开挖采用三臂凿岩台车水平钻爆,底部光爆;Ⅳ类围岩洞段底板及两侧墙预留保护层,中部液压钻浅孔梯段爆破开挖,两侧墙保护层分两小层手风钻开挖;不良
地质洞段底板预留保护层,保护层以上部分分两小层开挖,每个循环两侧分别先行开挖,完成支护(钢支撑接腿等)后再进行中部开挖(手风钻水平钻爆)。
尾水管洞下层开挖出渣采用1.6m3反铲或3.0m3装载机配20t自卸汽车运输。
下层开挖边墙预裂孔保证措施:第一步,测量放线定孔位;第二步,轻型潜孔钻开孔时不冲击,待冲击器进入孔中时,进行一次校孔,再启动冲击器;第三步,当接第二根钻杆时,再进行一次校孔;第四步,孔深达5m时,再进行一次校孔。
在钻孔过程中均使用稳杆器,确保钻进平稳。
表3-1 尾水管洞开挖支护方案一览表
四、开挖爆破循环设计(一)钻爆设计
1、爆破设计原则
根据尾水管洞地质条件及岩性、技术规范要求、开挖方法及以往施工经验,采用孔间微差爆破技术,上层轮廓线主要采用光面爆破,下层边墙采用预裂或光面爆破,底板采用光面爆破。
不良地质洞段爆破设计遵循“短进尺、弱爆破、少扰动”的原则进行。
严格控制最大段起爆药量,保证质点震动速度满足技术条款要求。
2、主要爆破参数选择
上层采用凿岩台车水平开挖,根据凿岩台车工作性能,台车钻孔直径定为φ50mm,循环进尺根据不同围岩类别暂定为:Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段3.0m,Ⅳ类围岩洞段1.5m,不良地质洞段1.0m。
履带式潜孔钻垂直钻孔爆破,钻孔孔径选为φ76mm,梯段开挖排炮水平进尺Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段6.0m,不良地质洞段3.0m。
3、爆破器材选用
炸药根据岩性及地下水情况选用乳化炸药,起爆均采用非电毫秒雷管。
经估算,初拟开挖钻爆参数见图开挖爆破设计见图13.3-05,初拟爆破参数为试验数据,开工后按规范要求进行钻爆工艺及爆破试验,以选择合理钻爆参数,并将详细钻爆设计报监理人审批。
开挖过程中根据地质条件的变化和围岩变形监测结果,以及监理人的指示对爆破参数进行动态调整,以保证开挖质量和围岩稳定。
(二)开挖循环时间估算
Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段开挖循环时间估算见表4-1,Ⅳ类围岩洞段开挖循环时间估算见表4-2。
表4-1 Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖作业循环时间表(单位:h)
表4-2 Ⅳ类围岩洞段开挖作业循环时间表(单位:h)。