大型地下洞室群施工方案
大型地下洞室群施工方案

某大型地下洞室群安全稳定快速施工方案第一章概述根据对现场情况的初步了解,结合我局的长期隧道施工经验制定本方案。
1.1工程概况1、本工程为海军军事工程,工程范围是建于紧邻海岸山体内总长3km的隧道群,岩石洞挖工程量约110万m3,包括主洞及若干条支洞。
其中主洞为30m宽、28m高(净尺寸)、长800m直墙拱形洞室,洞内设大吨位吊车梁(见图1-1)。
2、主洞洞身航道水深11m(最高潮位),航道两侧设5m宽码头面。
在方案中,假定主洞洞底高程为±0.00,其他高程均以此推算。
图1-1 主洞断面图3、洞身段拱部钢筋混凝土衬砌,边墙锚喷支护;洞口段钢筋混凝土全断面防护衬砌。
4、主洞开设若干条支洞,跨度分别为8m、22m、15m,高度一般为15m左右,作为辅助用房。
其中有两处支洞分别高53m、38m,跨度15m,长200~300m。
5、本工程由辅助坑道(支洞)进入主洞施工,辅助坑道在不同里程处进入主洞中部(水位以上,约距底板15m)(见图1-2)。
洞口部分待洞内施工完毕后,在洞外伪装保护下,完成开挖衬砌。
6、地质条件:为整体性较好的Ⅰ、Ⅱ类花岗岩,最大抗压强度为140~150Mpa。
不良地质对本工程影响不大。
7、水电条件难以保证,需考虑自发电和海水淡化应用问题。
8、工期紧迫,尽量快速施工。
图1-2 平面布置示意图1.2 总体施工程序1.2.1 总体施工程序安排原则1、工程准备工作尽量加快,各项保障工作提前准备就绪。
2、以主洞施工为中心展开工作。
3、多支洞(施工通道)同时进入主洞、多工作面平行作业,洞口段预留20m挡水段。
4、主洞分三层开挖,先上层、后下层、最后开挖中层。
5、支洞(盲洞)施工安排在中层开挖之前,上层开挖之后,与顶拱衬砌和下层开挖同时进行。
6、洞内工作完成后,进行洞口段爆破。
1.2.2 施工总体程序安排施工总体程序安排见框图(图1-3)所示。
图1-3 施工总体程序框图1.3 工程特点、主要技术难点及对策1.3.1 工程的主要特点1、特殊的使用工艺。
特大地下洞室群优质高效安全环保施工关键技术与应

附件:“特大地下洞室群优质高效安全环保施工关键技术与应用”成果公示一、项目名称:特大地下洞室群优质高效安全环保施工关键技术与应用二、推荐单位:中国施工企业管理协会三、项目简介:进入21世纪以来,我国兴建的大型水电站多采用地下引水发电系统开发方式,龙滩、小湾、三峡、彭水、构皮滩、溪洛渡、向家坝、锦屏一级等水电站的地下引水发电系统工程的建成投产,标志着我国已成为全球建造地下引水发电系统工程最多、施工难度最大、技术水平领先的国家。
特大型地下引水发电系统工程由引水、厂房、尾水三大系统的洞室群组成,主要洞室跨度超过30m,边墙开挖高度超过70m,在不到1km2的区域内由发电厂房、主变压器室、尾水调压室、平洞、斜井、竖井等百余条洞室组成,布置密集,纵横交错,地质环境复杂,工作条件恶劣,安全风险极高。
水电水利特大地下洞室群施工为当今地下工程中最复杂的系统工程,是地下工程结构建造技术的最高集成。
项目研究以实现特大地下洞室群优质、高效、安全、环保施工为目标,依托国家重点工程建设,组织产学研用9家单位联合攻关,深入研究并形成了特大地下洞室群优质快速施工、安全施工、施工通风、施工安全评估、绿色施工、施工控制技术信息系统等方面的关键技术,并成功应用于溪洛渡、向家坝、锦屏一级等水电站的多座特大地下洞室群施工实践,取得了巨大经济和社会效益。
主要创新成果如下: (1)提出了以“先洞后墙、先软后硬、薄层开挖、随层支护”为核心的特大地下洞室群安全优质高效建设施工技术体系;发明了上置式针梁钢模、曲线隧洞混凝土衬砌组合钢模板等混凝土衬砌施工成套技术;形成了13项国家级工法,解决了大直径调压井穹顶及多岔口等复杂结构以及岩溶、突水突泥、高地应力等复杂地质条件下的安全施工难题。
(2)创建了地下洞室群风流场数值模型和网络解算混合模型,提出了多洞全过程通风设计方法体系,研制了尾气净化、除尘装备,首次编制了绿色施工行业标准并形成了绿色施工评价指标体系。
一、项目名称特大型水电站深地洞室群爆破施工围岩稳定控制理论与

一、项目名称:特大型水电站深地洞室群爆破施工围岩稳定控制理论与关键技术二、提名单位、奖种及等级:提名单位:武汉理工大学提名奖种及等级:湖北省科技进步奖一等奖三、项目简介:水电资源开发是现代能源体系建设的重要组成部分,是不断应对制约我国经济发展的高耗能、高污染与高排放严峻形势的有力保障。
西南高山深谷地区蕴藏了我国2/3的水电资源,建设了数十个世界级特大型水电站,其地下洞室群往往在具有高地应力、高渗透压、高地温、强开挖扰动和复杂节理裂隙特征的深部岩体之中,总长度、总开挖量、单体规模均不断刷新世界纪录,空间布置立体交错、施工过程严密繁复、施工灾害风险巨大,亟需解决地下洞室群爆破开挖施工关键技术与围岩稳定控制问题。
本项目依托三座世界级水电工程项目,围绕深部裂隙岩体的加卸载力学行为与动静力学特性、爆破振动传播衰减规律、累积损伤与变形稳定机理以及精量化控制爆破方法等开展系统研究,主要创新如下:(1)揭示了深部裂隙岩体加卸载力学特性、节理岩体拉压损伤力学特性、动静力组合条件下的岩体爆破损伤力学特性,建立了动静力组合作用下的围岩累积损伤效应、结构面超低摩擦效应与位移突变效应的作用机制,发展了深地围岩爆破开挖损伤变形稳定分析理论。
(2)阐明了深部节理裂隙岩体中的应力波传播与衰减机制,并首次发现了深埋特大型地下洞室群爆破振动的邻洞放大效应,以及出线竖井与厂房高边墙的高程放大效应,揭示了深地洞室群爆破振动分布规律,突破了考虑多种放大效应的深地洞室群围岩爆破振动时空分布分析理论。
(3)建立了基于超低摩擦、位移突变和累积损伤三大效应的围岩变形稳定动力学分析评估方法,构建了深地洞室群多维度爆破振动安全判据,解决了复杂空间结构下的深地洞室群爆破开挖稳定性的多维度振动控制标准问题。
(4)建立了时序控制断裂爆破方法等关键技术,构建了精准钻爆、定量控制的精量化控制爆破体系,攻克了特大型水电站深地厂房、岩锚梁、穹顶与竖井等特殊部位的爆破开挖施工关键技术难题。
水电站特大型地下厂房洞室群开挖质量控制

水电站特大型地下厂房洞室群开挖质量控制发表时间:2018-12-28T10:27:47.820Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第28期作者:万庆昌[导读] 根据类似工程经验,大型地下洞室开挖需布置多条施工通道,传统的施工方法是由上至下分层、台阶法开挖。
中国水利水电第四工程局有限公司青海省西宁市 810000摘要:水电站特大型地下厂房洞室群特点显著,如洞室密集、变强高等,造成施工难度增加。
如果不能做好质量控制措施,极易引发群体质量问题。
本文结合具体案例,分析水电站特大型地下厂房洞室群开挖时质量控制措施,提高施工质量。
关键词:水电站;地下厂房;洞室群开挖引言根据类似工程经验,大型地下洞室开挖需布置多条施工通道,传统的施工方法是由上至下分层、台阶法开挖。
一般选择“中导洞先行,顶拱刻槽、反向扩挖”的方式进行分层、分区、分段、错距开挖施工。
根据分层情况,由上到下依次利用施工通道并由每条施工通道负责若干层出渣任务。
1、水电站特大型地下厂房洞室群概况1.1 工程概况该工程为某市水电站工程,工程枢纽主要是由拦河大坝、泄洪建筑物以及引水发电建筑物等构建而成。
其中,引水发电建筑物中涉及了电站进水口、引水隧道、压力管道、主厂房、主变室等诸多环节。
引水系统中主要应用的分布方式为单机单管,地下厂区主厂房、主变室以及尾水调压室之间呈现出平行分布状况,尾水系统则是应用“三级一室一洞”分布形式。
由于地下长建立在河流的中上游地带,水平深度高达0.3kM,垂直深度高达 0.34kM。
周围岩石主要由斑状玄武岩、含斑玄武岩等构建而成,岩石整体质地较为坚硬,体积比较完整。
地下厂区地层产状分布较为平缓,没有呈现出分层分布状况。
1.2 洞群设计1.2.1 洞室群设计引水发电建筑物作为洞室的主要构建成分,其具备的工程特性主要体现在以下几个方面。
第一,主厂房,挖设尺寸为423.14×81.2.×227.3(米),结构呈现出的特性为城门洞型,数量为3个;第二,母线洞,挖设尺寸为61.23×10.1×8.12(米),结构呈现出的特性为城门洞型,数量为20个;第三,主变室,挖设尺寸为351.45×34.23×20.12(米),结构呈现出的特性为城门洞型,数量为2个;第四,尾水调压室,挖设尺寸为316.45×96.45×24.12(米),结构呈现出的特性为上部城门洞型下部矩形井,数量为2个;第五,尾水扩散段,挖设尺寸为52.12×15.1×20.13(米)结构呈现出的特性为城门洞型,数量为20个;第六,尾水支洞,挖设尺寸为14.12×19.32(米),结构呈现出的特性为城门洞型,数量为20个;第七,引水隧道,挖设尺寸为 11.8(米),结构呈现出的特性为圆形,数量为20个。
水电站地下洞室群施工通风

水电站地下洞室群施工通风摘要:在水电站地下洞室施工过程中,一些粉尘、有害气体等都会对工程的施工质量和施工人员的身体健康造成一定的影响,并且会造成连续的影响,因此,要合理的进行风流的组织,通过对通风模式的选择进而对地下洞室中的施工通风条件进行改善。
本文主要针对在水电站工程中的通风技术进行详细的探究与说明,希望为类似工程提供经验与借鉴。
关键词:水电站;地下洞室;通风1、引言在大型水电站地下洞室群施工过程中,会因钻孔、爆破以及出渣等工序而产生众多污染物质.一旦这些污染物超过标准,将会严重威胁到一线作业人员的身体健康和生命安全。
而作为排除施工污染物质的重要方式,对水电站的地下洞室群通风工作的效果对其作业环境质量起到决定性作用。
为了确保水电站地下洞室群在工程施工期间的通风效果.为一线作业人员营造良好的施工环境,从而提升施工安全和施工质量,我们必须对施工期间通风系统的设计方面以及相关系统的运行控制情况予以全面分析。
2、地下工程施工环境标准分析在进行地下工程施工过程中,需要注意以下几个方面,主要包括地下洞室内的有害气体浓度、空气温度和湿度、粉尘和烟尘浓度以及风速和噪音等,这些内容都有相应的标准和规定。
2.1有害气体我国对各行业地下工程施工过程中允许的有害气体浓度基本是一致的,其中《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》(DL/T5099-2011)规定允许的有害气体浓度标准见表1。
注:CO允许的浓度,作业时间在1h以内的可以放宽到50mg/m3,作业时间在0.5h以内的可以放宽到100mg/m3,15-20min内可以达到200mg/m3,在此条件下反复作业时,两次作业的间隔时间至少在2h以上。
2.2空气温度和风速《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》(DL/T5099-2011)规定洞下、井内的空气温度一般不能超过28℃,在空气温度和相对湿度一定情况下可以提高风速来提高散热效果,空气温度在小于15℃时,适宜的风速为小于0.25m/s,空气温度在15℃-20℃时,适宜的风速为小于1m/s,空气温度在20℃-22℃时,适宜的风速为大于1m/s,空气温度在22℃-24℃时,适宜的风速为大于1.5m/s,空气温度在24℃-28℃时,适宜的风速为大于2m/s。
大型地下洞室群施工开挖方案及围岩稳定分析

在 大 型水 利水 电工 程 中 , 地下 厂 房 洞 室群 的规 模往 往较 大 , 结 构 复杂 , 大多 由两大 洞室 或三 大洞 室
以及它 们之 间许 多联络 的通 道组成 。在复杂 地层 中
开挖 这 类地下 工 程群 体 , 洞 室 的开 挖方 案 对 围岩 稳 定 的影 响至关 重 要 。然 而 , 地下 洞室 的施工 开挖 , 从 力 学上 讲 , 这 一过 程 往 往是 不 可 逆 的非线 性 演 化 过
摘
要: 以西南某工程地下厂房洞室群 为背景 , 应用三维弹塑性有限元法 , 比较分 析了 3种不 同的施工开挖 方案对地 下洞室群 围
圾变形及破坏发 育程度的影响 , 基于围岩稳定性优选 了地下洞室群的开挖方案 , 为施工设计和现场施工提供了科学 的依据 。 关键词 : 地下洞室 ; 围岩稳定 ; 开挖方案 ; 有 限元法
围岩 中炭 、 泥质 生屑灰 岩 为 中硬 岩外 , 其余 均为坚 硬 岩 。岩 层走 向 3 0 。 一3 5 。 , 倾 向 NW , 倾角4 5 。~ 4 8 。 , 主厂房 轴 线 与 岩 层 走 向交 角 4 0 。~ 4 5 。 。主 厂 房 部 位分 布有较 多 的规 模较 大 的层 间错 动带 , 宽度 一 般
收稿 日期 : 2 O l 3一 O 3— 2 l
作者简介 : 周树兵 ( 1 9 7 3 一) , 男, 四川汶川入 , 工程师 , 主要从事水 电工程建设管理工作。
ห้องสมุดไป่ตู้
( 2 】 ( 3 )
5 . 1 围岩 的变 形特 征
由于地下 厂 房 洞 室群 埋 深 较 大 , 3种 不 同 的 开 挖方 案 围岩 的位 移场规律 基 本相似 : 由于应 力释放 ,
水利枢纽大型地下厂房洞室群施工工法

水利枢纽大型地下厂房洞室群施工工法一、引言近年来,随着国家经济的快速发展和城市化进程的加快,水资源的合理利用和管理变得尤为重要。
水利枢纽是水资源调度和利用的重要基础设施,而地下厂房洞室群作为水利枢纽的重要组成部分,成为了解决水资源管理问题的重要手段之一。
本文将介绍水利枢纽大型地下厂房洞室群的施工工法,包括设计前期准备工作、施工工艺与方法、质量控制等方面内容,旨在为相关从业人员提供参考和指导,提高施工效率和工程质量。
二、设计前期准备工作1. 定位与勘察:确定地下厂房的位置和规模,并进行详细的勘察,包括地质勘察、水文勘察、地下水位调查等,以提供施工所需的基础数据。
2. 施工方案设计:根据勘察数据和需求,制定合理的施工方案,包括施工队伍组织、工期计划、物资采购等内容,确保施工的顺利进行。
3. 设计图纸制作:根据施工方案,制作详细的设计图纸,包括地下厂房的构造设计、洞室群的布局等,以指导施工过程。
三、施工工艺与方法1. 地下厂房的开挖:根据设计图纸,采用爆破、掘进等方式进行地下厂房的开挖工作,确保洞室的尺寸和位置符合设计要求。
2. 洞室的加固:采用钢筋混凝土结构,在地下厂房的洞室内进行施工加固,确保洞室的结构稳定和安全。
3. 技术设备安装:根据设计要求,安装各种必要的技术设备,如水泵、输水管道、控制系统等,以实现水资源的调度和利用。
4. 防水处理:对地下厂房进行防水处理,采用特殊的防水材料和工艺,以防止地下水的渗入和损害。
5. 空气处理:为地下厂房提供合适的空气质量,采用通风系统和空气净化设备,确保工作人员的安全和舒适。
四、质量控制1. 施工监管:设立专门的施工监管组织,对施工过程进行全程监督和检查,确保施工符合设计要求和施工标准。
2. 材料选择:注意选择符合标准要求的建筑材料,进行严格的质量检验和验收,确保材料的质量稳定和可靠。
3. 施工工艺控制:严格按照施工方案和工艺要求进行施工,强化施工过程中的质量控制和管理。
大型地下人防工程施工方案

大型地下人防工程施工方案一、前言地下人防工程是指为了保障人民群众生命安全和国家财产安全,防范并抵御核、生化、地质灾害和战争等各种意外事件而进行的建筑工程。
地下人防工程的施工工作涉及到多个专业领域,包括土木工程、结构工程、电力工程、通风工程等多个方面。
因此,在进行大型地下人防工程的施工时,需要有一个科学合理的施工方案,以确保施工质量和工程安全。
二、项目概况本次地下人防工程项目位于某市的市中心区域,总建筑面积为10000平方米,建筑高度为20米。
工程主要包括地下防空洞、紧急疏散通道、空气净化系统、应急供电系统等相关设施。
本次工程旨在提高城市安全防护能力,为市民提供必要的安全保障。
三、施工方案1.施工准备阶段在施工准备阶段,需要进行地质勘测、环境检测和施工现场的准备工作。
地质勘测是为了了解地下构造和地质条件,为施工方案的设计提供基础数据;环境检测是为了确保施工现场的空气质量和环境安全;施工现场的准备工作主要包括场地平整、设备运输和施工材料的储备等。
2.地下防空洞施工地下防空洞是地下人防工程的核心部分,其施工需要严格按照相关规范进行。
首先需要进行洞室开挖和支护工作,然后进行洞室结构的施工。
在进行洞室结构施工时,需注重施工工序的合理安排,保证洞室结构的安全可靠性。
此外,还需进行洞室壁面和地面的处理,以确保洞室的密封性和安全性。
3.紧急疏散通道施工紧急疏散通道是地下人防工程的重要组成部分,其施工需要严格按照相关规范进行。
在施工过程中,需注重通道的施工质量和安全性,确保通道的逃生通道的畅通和安全。
4.空气净化系统施工空气净化系统是地下人防工程的重要设施,其施工需要注意防护措施和设备的安装。
在施工过程中,需注重空气净化系统设施的选材和质量,确保系统的使用效果和安全性。
5.应急供电系统施工应急供电系统是地下人防工程的重要设施,其施工需要注意防护措施和设备的安装。
在施工过程中,需注重应急供电系统设施的选材和质量,确保系统的使用效果和安全性。
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某大型地下洞室群安全稳定快速施工方案第一章概述根据对现场情况的初步了解,结合我局的长期隧道施工经验制定本方案。
1.1工程概况1、本工程为海军军事工程,工程范围是建于紧邻海岸山体内总长3km的隧道群,岩石洞挖工程量约110万m3,包括主洞及若干条支洞。
其中主洞为30m宽、28m高(净尺寸)、长800m直墙拱形洞室,洞内设大吨位吊车梁(见图1-1)。
2、主洞洞身航道水深11m(最高潮位),航道两侧设5m宽码头面。
在方案中,假定主洞洞底高程为±0.00,其他高程均以此推算。
图1-1 主洞断面图3、洞身段拱部钢筋混凝土衬砌,边墙锚喷支护;洞口段钢筋混凝土全断面防护衬砌。
4、主洞开设若干条支洞,跨度分别为8m、22m、15m,高度一般为15m左右,作为辅助用房。
其中有两处支洞分别高53m、38m,跨度15m,长200~300m。
5、本工程由辅助坑道(支洞)进入主洞施工,辅助坑道在不同里程处进入主洞中部(水位以上,约距底板15m)(见图1-2)。
洞口部分待洞内施工完毕后,在洞外伪装保护下,完成开挖衬砌。
6、地质条件:为整体性较好的Ⅰ、Ⅱ类花岗岩,最大抗压强度为140~150Mpa。
不良地质对本工程影响不大。
7、水电条件难以保证,需考虑自发电和海水淡化应用问题。
8、工期紧迫,尽量快速施工。
图1-2 平面布置示意图1.2 总体施工程序1.2.1 总体施工程序安排原则1、工程准备工作尽量加快,各项保障工作提前准备就绪。
2、以主洞施工为中心展开工作。
3、多支洞(施工通道)同时进入主洞、多工作面平行作业,洞口段预留20m挡水段。
4、主洞分三层开挖,先上层、后下层、最后开挖中层。
5、支洞(盲洞)施工安排在中层开挖之前,上层开挖之后,与顶拱衬砌和下层开挖同时进行。
6、洞内工作完成后,进行洞口段爆破。
1.2.2 施工总体程序安排施工总体程序安排见框图(图1-3)所示。
图1-3 施工总体程序框图1.3 工程特点、主要技术难点及对策1.3.1 工程的主要特点1、特殊的使用工艺。
本工程为海军基地的重要军事工程,用途上不同于工业与民用工程,具有特殊性。
主洞下部作为舰艇航道,航道两侧结构上设置码头面,有港口工程的特点。
2、工程规模庞大。
本工程为大跨度、高边墙的庞大地下洞室群,主洞支洞平行交错,结构体系复杂,结构尺寸上与水电站地下厂房类似。
3、安全稳定性要求高。
一方面施工期间要保证施工安全、杜绝质量事故;更重要的是使用运行阶段的安全稳定,确保万无一失。
4、工期紧迫,施工强度高,施工组织复杂。
5、花岗岩地质结构的特点。
花岗岩具有强度高、渗透性小、抗风化等特点,但是岩体整体结构上的节理、裂隙的各种空间组合对于本工程的大跨度、高边墙结构可能产生不利影响。
1.3.2 模拟工程的主要技术难点及对策经过认真分析,我们将本工程的主要技术难点和拟采取的对策整理如下:第二章施工进度计划2.1 施工进度计划安排通过本工程的认真分析,我们初步拟定了总工期18个月的施工计划(见施工进度横道图),确定以主洞为核心展开工作,其关键线路如下:施工准备→对外支洞初挖,形成进入主洞通道→主洞上层开挖支护→主洞顶拱衬砌→主洞中层开挖支护→洞口处理→工程竣工。
2.2 主要施工强度指标安排根据工程的特性和初步拟定的工期目标,结合我局的施工技术方案以及以往类似工程的施工经验排定施工强度指标。
1、支洞初挖:以10m高断面,采用台车钻孔、高效无轨出碴,迅速挖通进入主洞通道,安排工期75天,单口月开挖量120~150m。
2、主洞上层开挖支护:层高10m,采用台车钻孔、高效无轨出碴,分别从3条通道进入,安排工期75天,单口月开挖量150~180m。
3、主洞顶拱衬砌:为主要控制工期项目。
安排2台简易台车,分别从两端向中间衬砌。
安排工期240天,每台月完成量40m。
4、洞内支洞(盲洞)施工:与主洞顶拱衬砌同时进行。
多工作面同时展开,安排工期180天。
5、主洞下层开挖支护:与主洞顶拱衬砌同时进行。
层高9m,采用台车钻孔、高效无轨出碴,分别从1#、2#支洞进入工作面,安排工期120天,单口月开挖量120~150m。
6、主洞中层施工:层高10m,采用液压钻机施工,安排工期75天,月开挖量250~300m。
2.3 工期保证措施1、合理严密的施工组织。
2、先进实用的技术管理。
3、严格规范的质量管理。
4、科学周密的进度管理。
5、完善高效的资源保障。
第三章开挖方案一、大型地下洞室施工方法概述(一)、概述大型地下洞室开挖方法主要根据洞室断面尺寸、围岩地质条件、施工机械设备状况及施工通道等因素确定。
一般而言,在地质条件允许的情况下,充分大型机械设备的作业能力,采用大断面开挖尽量减少对围岩的爆破扰动次数,以利于围岩稳定。
对地质条件差的大型地下洞室,通过增加分部数量,调整开挖顺序,减小支护闭和时间,控制围岩塑性变形,以保证洞室围岩稳定和施工安全。
一般情况下,先开挖和衬砌顶拱(即顶拱支撑法),当地质条件较差,围岩难以形成拱座时,为了减少开挖跨度以降低塌落高度,多采用核心支撑法,先开挖洞室两侧,浇注砼边墙,然后开挖、衬砌顶拱,再挖除洞室中间岩体。
中间岩体开挖一般采用台阶法开挖,深孔梯段爆破,梯段高度一般为8~12米,顶拱部分多采用分部开挖,开挖高度和跨度视机械作业要求和地质条件而定,一般为6~8米。
具体可分为:1、先开挖中部,然后两侧分部扩挖,一般在顶拱开挖完毕,再进行砼衬砌。
2、先开挖两侧,然后扩挖中部。
可分部进行砼衬砌,先衬砌两侧,后衬砌中间拱部。
3、肋拱法。
一次纵向开挖长度一般不超过5~10米,衬砌长度3~8米,即两端砼表面距岩面各留1米左右的空间,适应围岩地质件差的洞室。
下部开挖一般可在上部开挖完成后,从上而下分层进行。
如围岩地质条件较差,顶拱宜先进行砼衬砌,然后再开挖下部。
对于下部有多层施工通道,为争取工期,也可上、下同时施工,留中间岩板最后开挖,但应注意保留岩板的稳定,开挖方法主要可分为:1、大直径钻机钻垂直或倾斜孔,梯段爆破开挖,适应于地质条件好的洞室。
2、小直径钻机钻垂直或倾斜孔,小梯段爆破,或钻水平孔,分层向上抬炮开挖,适应于地质条件较差的洞室。
3、核心支撑法,按砼衬砌厚度及立模和施工要求,先开挖宽度一般小于3.0~3.5米的侧导洞,并浇注砼边墙,适应于地质条件很差的洞室,一般顶拱在下部边墙砼浇注后开挖和砼衬砌。
大型地下洞室开挖的关键部位一般有:①拱座开挖。
②吊车梁(或其他集中受力部位)岩台开挖。
③其他交通通道或洞室同大型地下洞室相交的交叉部位开挖。
拱座和吊车梁岩台都是受力较大的部位,开挖应采用防震孔或预裂爆破减震,以免岩体遭到破坏。
与大型地下洞室交叉的洞口岩体是岩体开挖后应力集中部位,除采取控制爆破外,还应及时进行支护,以防岩体急剧变形而被破坏。
此外,确定开挖方法时,对于因地质变化而可能变更开挖方法要有预见性,做好通盘安排和准备,以尽量减少因工序转换时可能造成的不均衡生产情况的影响。
对于地质构造变化较大地区的隧道所选用的开挖方法,要求适应性广泛些,较易改变开挖程序。
(二)、工程实例以下是七个工程实例:1、某巨型原子能地下厂房,断面尺寸为42m×85m。
先开挖5个导洞,宽10m,高7.5m。
然后,通过导洞每隔16m进行横向通道开挖。
用阿力马克爬罐开挖环向肋,向肋内的围岩大锚杆,锚杆长12~15m,直径32mm,在肋内设置钢筋式型钢,然后浇注砼。
在横向通道内配置钢筋并浇注砼,以起到支撑肋的作用。
最后对中间部分岩体进行分部开挖。
2、拉克德略地下厂房,分上、下各一半开挖。
开挖时采取两种措施:一种是从顶拱开挖至一半高度后,先浇6根1.4×3.0米的钢筋砼梁做边墙支撑,然后在梁支撑保护下,继续下挖至洞底;另一种是在上、下游各半之间预留5.0米厚岩板,在岩板下设临时砼支撑。
当下部的砼工程完工后,再将岩板和临时砼支撑炸除。
3、小浪底电站地下厂房。
断面尺寸为250×26×52米(长×宽×高),顶拱分五部分开挖,先开挖中部宽6米,两侧分别按5米扩挖。
顶拱采用锚杆、喷砼预应力锚索支护,锚杆、喷砼支护紧跟开挖面进行。
锚索在开挖16米宽后,与两侧扩挖工作面间隔一定距离进行。
4、东风水电站地下厂房位于河床右岸山体内,主厂房尺寸为105.5×21.7×48米(长×宽×高);主变压器及开关站兼尾水闸门廊道洞室尺寸为66×19.5×26.4米。
主厂房动工开挖采用先开挖中部,然后向两侧扩展方式。
5、南水水电站地下厂房埋深70~110米,宽×高×长为15.1×28.5×48.6米。
地质情况为中、下泥盆系石英砂岩,地下水呈渗滴状态。
施工采用先挖边墙,后挖顶拱,最后开挖厂房内部的施工方法。
6、渔子溪二级水电站地下厂房宽×高×长为18×31.9×79.42米,地质情况为花岗闪长岩,裂隙块装结构。
开挖后即进行衬砌顶拱。
施工中为防止F c-21与洞脸山坡面形成楔体失稳,顶拱部分采取边拱导洞,肋条跳块的开挖及衬砌方法。
7、太平驿水电站地下厂房埋深170~220米,宽×高×长为14×60×66米。
地质情况为花岗岩、闪长岩,岩石抗压强度194Mpa,地应力较高,最大主应力为31.3Mpa。
厂房在F28、F3、F27三条断层围限的棱形体中,岩石为裂隙快体结构,块度小,但嵌合紧密,地下水不丰。
施工中先拱后墙,自上而下开挖,光面爆破。
顶拱挖完后,即行衬砌拱圈。
国内部分地下洞室开挖循环时间表单位:min国内、国外部分地下厂房施工情况表注:*表示包括尾水工程二、开挖方法选择的原则1、在围岩稳定条件好的情况下,最大限度地发挥机械设备的性能,减少分部、分块数目,以减少对围岩的重复性扰动。
2、采用减震控制爆破,如顶拱采取光面爆破,预留光爆层;边墙采取预裂爆破等,减少围岩松动半径,最大限度的发挥围岩自撑能力,保证洞室稳定。
3、实现多工作面、多工序平行作业,开挖分部尺寸的确定要充分考虑支护施工的条件。
4、开挖方法要具有较强的适应性和一定的灵活性,遇局部围岩软弱地段能较快的改变施工方法。
三、开挖方案总体思路-----开挖顺序及施工分部(一)、总体思路----施工程序初步假定1#、2#、3#支洞担负正洞掘进、支护、衬砌等施工的交通通道作用,4#支洞除完成本身洞室施工外,担负其他盲洞的部分交通通道作用。
1#、2#、3#支洞先进行上断面开挖,创造条件及早进入正洞上层施工;考虑尽量减少通道运输压力,正洞上层先行贯通,贯通后平行进行如下工作:1、拱部衬砌;2、支洞交替扩挖;3、盲洞施工;4、从1#、2#支洞同正洞相交处洞内展线进入正洞下层相向施工;上述工作基本完成后,最后进行中层开挖。