地下工程施工设计大纲

1FCD72040FCD水利水电工程初步设计阶段地下工程施工设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1995年7月2水电站初步设计阶段地下工程施工设计大纲主编单位主编单位总工程师参编单位主要编写人员软件开发单位软件编写人员勘测设计研究院年月3目次1引言42设计依据文件和规范43设计基本资料54设计原则55设计工作内容及方法步骤66地下工程掘进方式的比较选择87施工设计计算158应进行的专题研究169应提供的设计成果16附录A岩石分级换算表17附录B“Q”系统38类建议支护形式表19附录C施工设计计算25附录D地下厂房系统施工计算机模拟简介36附录E国内地下工程部分先进施工技术范例简介3841引言工程概况提示1简述本工程地下建筑物的组成。其地形、地质条件和围岩分类条件等；2本工程可行性研究阶段审查意见及工期要求；3如本工程有特殊或突出需要研究的专题时,应予简述。2设计依据文件和规范21有关本工程文件1工程可行性研究报告；2工程可行性研究报告审批文件；3工程初步设计任务书；4工程专题研究报告。22主要设计规范1水工建筑物地下开挖工程施工技术规范SDJ21283；2水利水电枢纽工程等级划分及设计标准山区、丘陵区部分SDJ1287试行及补充规定；3水工钢筋混凝土结构设计规范SDJ2078试行；4水工混凝土施工规范SDJ20782；5水利水电工程设计工程量计算规定1试行,88水规设字第8号文；68688水利水电工程概预算定额；7水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范SDJ21183；8水利水电工程施工组织设计规范SDJ33889；9水利水电工程初步设计报告编制规程DL502193；10锚杆喷射混凝土支护技术规范GBJ8685；11水工隧洞设计规范SDJ13484；12钢结构设计规范GBJ1788。23主要参考文献1水利水电施工技术规范汇编上、下卷国防工业出版社1989年11月2水利水电工程施工组织设计手册2、3册水利电力部水电建设总局1据悉，水规总院于1993年3月对本规定提出了修订送审稿，并于1993年7月进行了审查，后又于1994年3月提出了“预可行性研究阶段”阶段系意见，其后一并报两部审批。请各设计单位注意新规定的发布动向编者按。5水利电力出版社1990年12月3水利水电施工组织设计资料汇编水利水电施工组织设计学组情报网内部刊物1992年4国内外地下工程施工机械汇编水电部北京院内部刊物1992年12月5工程机械使用手册上、下册水利电力出版社1983年8月6水利水电建筑工程概算定额水利电力部内部刊物1988年9月3设计基本资料31地质1围岩岩性岩；2地质纵、横剖面图、平面图；3物理力学指标；4地质报告；5水文地质、地温、水温。提示1如本工程埋藏深度大,地应力高,需要提供本工程岩性及埋藏深度、垂直地应力、水平地应力等具体指标。2为了进行施工计算,需要根据岩石力学指标将围岩评定为16级分类见附录A或巴顿分类见附录B以及水工隧洞设计规范分类的相应类别。32水文地下建筑物进出口及各支洞进口处河道的施工期各频率洪水流量及相应水位。33水工1枢纽总布置图；2单项地下工程布置图及结构图；3地下厂房工程布置图及结构图；4地下建筑物主要尺寸及工程量。4设计原则41地下工程施工含方法、程序、设备选择、安全、进度、材料及劳力设计,应力求各项相互协调。重视围岩应力及变形监测,并应积极采用和推广新技术、新材料、新工艺、新设备,不断提高机械化施工技术水平和经济效果。42根据施工总进度,各类洞室长度高度,工程规模,应尽量利用地下工程永久附属洞如排风洞、交通洞和引水及尾水隧洞,及勘探洞等兼作施工临时场地和附属通道。43在满足工期要求和各工作面承担的施工任务基本平衡的前提下,选取支洞条数和开辟工作面个数,以及地下厂房上、中、下部施工通道。644所选附属通道工程量较小,洞口岩体稳定,明挖量少,地质条件好。45附属通道应保证1有足够的施工弃碴场地,洞口距主要弃碴场地较近；2洞内通风良好,洞口不受洪水威胁,有良好的交通道路；3施工支洞与主洞交岔处岩石地质条件良好。46隧洞进出口施工应“早进洞、晚出洞、加强支护,尽量减少人为高边坡形成”。5设计工作内容及方法步骤51在分析研究基本资料和施工条件的基础上,首先选择施工程序和施工方案。52根据上述施工程序和施工方案编制出施工组织和作业循环图表及施工进度计划。53计算地下工程分层分部工程量及施工临建附加工程量。54编制主要材料炸药、木材、钢材、水泥、油料需求量。提出本工程所需的分年、分月季设备及其风、水、电和劳动力需求量。55绘制施工图包括总平面布置含材料和设备存放场、渣场、砂石料加工筛分系统、混凝土拌和系统、交通道路、风、水管线、照明、动力线、排水系统,以及各施工工区生产管理、生活区及辅助企业工区等,并编写出本阶段设计工作的最终报告。56施工组织设计步骤按图1顺次进行7枢纽总布置地质、水文及水工基本资料总进度工期要求按照经验及工期要求实拟工期工作面数量选择洞口或施工支洞、辅助工程、各工作面的开挖、混凝土对交通、风、水、电及混凝衬砌、灌浆支护、清理的土布置及其工程量工期计算资源及工期计算各工作面的开挖、初砌施工方法、支护方式选择编制开挖作业循环图和衬砌流程图编制施工进度计划和工程量、材料、施工设备、劳动力计划绘制地下工程施工图编制设计报告书图1施工组织设计程序框图6地下工程掘进方式的比较选择提示根据本工程建筑物特点,围岩状况及施工设备条件,着重围绕地下建筑物掘进,研讨掘进方式、洞口施工、附属通道、安全支护、混凝土衬砌、灌浆、通风、防尘、防水、排水及不良地段施工等项目。61隧洞掘进及其施工作业方式本工程为断面隧洞,相应围岩为类,参考法及其适用范围、施8工程序与施工特点选择施工方案。提示隧洞开挖方法基本可归纳为全断面法、台阶法、导洞幅射法、支撑拱法、核心开挖法等,按照围岩分类、隧洞断面尺寸、机械设备能力、工程进度等综合因素考虑进行选择。本工程隧洞长M,断面M2,开挖尺寸为M,围岩类,采用施工方法,选择施工作业方式。提示隧洞施工作业方式有流水作业、平行作业、交叉作业三种方式。需根据隧洞断面尺寸,围岩特性及施工方法、设备综合考虑。62洞室本工程地下洞室为型断面,跨度M,高度M,相应围岩为类,结合顶部和中、下部施工特点及本工程所选用设备,选择法开挖顶部,法开挖中、下部的施工方案。提示1地下洞室施工方法选择主要根据围岩稳定、交通运输道及支护方式等条件确定。2根据国内外经验,一般先开挖和衬砌顶拱I、II类及部分III类围岩,或先开挖和衬砌边墙由下而上后再开挖和衬砌顶拱。顶拱开挖可采用中心导洞法、支撑拱法和核心支撑法等。中、下部用台阶法、多导洞幅射孔法。63斜、竖井本工程井长高M,断面形,开挖尺寸为MM,围岩为类,上部通道为洞,上部通道为洞,拟选择施工开挖方案。提示1选择斜、竖井施工方法时,必须考虑围岩稳定性,上、下有否通道,开挖断面尺寸,顶部结构型式,下部扩大开挖后对上部结构的施工影响等。2斜井开挖前需作好井口安全支护,斜井视断面大小、坡度、出碴条件,自上而下或自下而上全断面掘进,或先开挖导井,然后再自上而下扩挖,利用导井溜渣；3竖井施工方法除与上述因素有关外,还与其施工方式有关。故需先确定施工方式,然后根据已选用的方式来选择合适的施工方法。64洞口施工方案选择。提示隧洞进洞有由内向外或由外向内两种方案。本工程洞口明挖量M3,出渣运距M,洞口地质条件且为型断面,洞内外施工干扰,故宜选用进洞方式。提示洞口若选在稳定和基本稳定的I、II类岩体中,进洞前应预先打超前锚杆及锚杆支护洞脸边坡,进洞后进口段需进行柔性锁口喷锚支护加固,再行二次衬砌。若选在III、IV类岩体中,进洞前需进行适当加固,如搭设明拱棚架、混凝土明拱、喷锚支护洞脸边坡等,进洞后进口段需进行刚性锁口钢筋混凝土薄衬砌支护加固,9再进行二次衬砌。65施工附属通道类型选择由于本工程为,故宜选取类型施工附属通道。提示1根据工程进度、施工条件等先确定施工通道条数及其合理位置,然后进行施工支洞断面进行；2施工附属通道类型一般可分平支洞,平行支洞,斜、竖井支洞,根据主洞室、井的具体布置和施工条件,地形、地质条件等综合考虑选取。66附属通道断面选择与技术要求提示下面列出了四种附属运输通道方案,应根据工程的具体情况选用。661无轨运输1主洞室开挖强度,开挖与衬砌是否采用平行流水作业；2施工机械及专用设备为钢模、钢管、台车等通过所需最小净空尺寸；3辅助设施如通风、排水及供水等所需占用空间。提示施工支洞最大纵坡按照施工规范SDJ33889,规定限制坡度为I14,参照国外工程施工经验,在地形地质条件和设备优良的条件下,局部地段可提高至I15。662有轨运输。1施工支洞断面选用拱形或梯形。2洞宽或有效直径大于42M的主洞,施工支洞选双行道。提示施工支洞纵坡系根据机车运输要求,排水等决定,一般为310。663平行支洞。1平行支洞与主洞的净距根据地形、地质条件和开挖洞径确定,一般为1520M。两洞口间距可适当加大或呈斜交进洞。2平行支洞与主洞间用横通道连接,交角40以上。3横通道间距一般不小于120M,当距洞口500700M时,间距可适当放大。4平行支洞一般应设在地下水流向主洞的一侧。提示平行支洞纵坡通常与主洞一致,洞底高程一般低于主洞底高程0206M,横通道坡度为1015。664斜、竖支洞。1斜井支洞。提示1斜井支洞多采用拱形断面,有二轨单行道,三、四轨双行道两种；2净空尺寸根据提升设备外形、管线布置、人行道宽度和设备间隔等要求确定。一般单行道净宽取23M,三、四轨双行道净宽取305365M,高度由设备最大高度及通风管管径等决定。103斜井支洞较长时,要求井身每隔3050M设避车洞,洞宽12M,深115M。2竖井支洞。由于本工程已选取了类型施工附属通道,故相应其施工支洞断面宜选为运输方式断面,其相应的尺寸长宽高为MMM。提示竖井横断面尺寸由提升间、管道间和梯子间所占空间用图解法确定。在围岩较为稳定时,竖井支洞断面一般选用矩形；当围岩压力较大时,则选用圆形。67安全支护型式选择地下工程掘进中的安全支护与围岩类别及其稳定密切相关。施工中支护结构要求有足够的承载力和稳定,其型式应与地质条件和施工方法相适应,要求占据空间小,结构简单,并力求将永久支护提前兼作临时支护。建议的支护形式可参见附录B。根据本工程洞或洞室、井围岩为类,跨度为M,边墙高度为M,选用支护类型。提示1锚喷、钢拱架及锚喷网、钢支撑、钢筋混凝土预制件、混凝土临时衬砌、木支撑等,为常见掘进中选择的支护型式。2围岩稳定性较差时,支护应紧跟掌子面与其平行或交叉作业,以减少围岩暴露时间；围岩稳定性较好时,支护可延后进行。3锚喷支护适用于各种围岩的洞或洞室、井、交叉口、边墙；钢拱架及锚喷网联合支护适用于IVV类围岩大、中、小型洞室；钢支撑适用于IIIV类围岩及断层破碎带,支撑后不能拆除的隧洞室、井；钢筋混凝土预制件适用于中小型石质差及土质隧洞；混凝土临时衬砌适用于IVV类围岩中小型隧洞、洞口及洞室交叉口的锁口及锚固；木支撑适用于中小隧洞及地质变化地段,以及石质差拟进行分部开挖的隧洞。68混凝土衬砌施工程序选择681隧洞。提示隧洞衬砌作业可与开挖作业顺序进行或与其平行交叉进行。根据本工程围岩为类,断面为断面,长度M,选择法施工程度较为合适。提示混凝土浇筑分段主要根据围岩条件、混凝土供应包括拌和站供应、运输能力、浇筑速度和模板结构,以及水工结构要求等综合分析确定。本工程为型断面洞室,选用M为浇筑段,由于工程选用型设备,宜采用方式进行浇筑。11提示小型隧洞浇筑段一般为612M,大型隧洞为915M。1全断面一次衬砌适于要求浇筑速度快、地质条件良好的中、小型隧洞。地质条件差时,全断面衬砌可采用先行喷锚支护或薄衬,再进行二次衬砌；2当隧洞断面大、地质条件差或模板结构复杂,施工浇筑能力有限时,可采用先边顶拱后底拱的分块型式,反之,可采用先底拱后边顶拱的分块型式。682斜、竖井。根据围岩稳定条件、衬砌结构形式及浇筑方法确定斜、竖井衬砌分段高度。由于本工程围岩条件为的井,且其断面为,故拟采用形式的衬砌方法。提示1围岩稳定性差的斜、竖井宜分段开挖、分段衬砌；2在结构形式变动处,宜分段浇筑；3滑模浇筑及有钢板衬砌的斜、竖井,可按浇筑能力确定分块长度；4特大断面的斜、竖井,采用普通模板浇筑时,根据模板结构、混凝土拌和及运输能力,分成对称块号,分奇、偶数块分别浇筑。683洞室。提示1地下厂房为大型、特大型洞室,开挖与浇筑宜交叉进行。顶拱混凝土及设有岩壁混凝土吊车梁的厂房,一般在开挖完上部拱部后,即行浇筑。2稳定性差或具有高倾角节理的洞室,可先衬砌边墙,也可采用锚杆或预应力锚索加固。围岩极差的洞室,可将顶拱分成左、中、右三块衬砌。边墙一般采用自底部向上分段衬砌,特殊情况时,边墙也可自顶拱向下衬砌。本工程将采用种方法进行衬砌。69混凝土浇筑方法选择691隧洞混凝土浇筑。提示隧洞混凝土机械化施工,按其运输方式分有轨和无轨两种。隧洞混凝土入仓方式,一般多用泵送。圆形隧洞根据断面大小,可采用全断面施工,或边顶拱混凝土及底拱混凝土浇筑机械化配套方式。由于工程开挖采用的是型运输方式,故混凝土浇筑亦沿用该方式进行。692斜、竖井混凝土浇筑。6921竖进混凝土浇筑。提示1当井深在15M以内时,采用直接利用缓降筒输送混凝土入仓。较大断面竖井,可在顶部搭设分料平台。2当井深为15100M时,采用振动溜管输送混凝土至下部架设的浇筑平台,再经缓降筒入仓；3井深过深时,或混凝土拌和站布置于井下时,采用吊罐输送混凝土。126922斜井混凝土浇筑。提示1当斜井倾角在30以内时,采用开口溜槽输送混凝土入仓。溜槽直径为最大骨料粒径的46倍,两节槽搭接1520CM；2当斜井倾角3045时,溜槽加盖并每隔58M加一金属挡板,溜槽尾亦设挡板以防止混凝土分离；3当斜井长度较大时,应采用斗车或箕斗送混凝土至浇筑仓顶部,再用溜槽入仓；4当斜井倾角在50时,应先在斜井底部安装两条轨道,从下弯段一直向上延伸到斜井上弯段,用轻便的混凝土输送车衬砌,施工由下至上进行,上、下弯段用多功能模板浇筑,斜井直线段用滑模施工。本工程井井深达M,倾角达,宜选取方式进行衬砌。693地下厂房洞室混凝土浇筑。提示当地下洞室采用开挖与混凝土衬筑交叉作业,为便于施工架立模板支撑顶拱混凝土及岩台锚吊车梁混凝土设岩壁吊车梁者,应在中部开挖前进行浇筑。根据本工程地下厂房实际情况,顶拱及边墙选用混凝土运输方式,中、下部一、二期混凝土选用入仓方式进行混凝土浇筑。694模板。提示地下工程混凝土浇筑常使用的模板有拆装式模板及移动式模板两种类型可供选择。根据本工程洞或洞室、井设计断面、建筑物尺寸及混凝土对模板结构的要求,选用类型模板。提示1拆装式模板有由木、钢木结构制成的桁架式横梁顶撑的平面或曲面模板,以及利用锚拉木、钢结构模板。曲面模板适用于喇叭口、闸下段、渐变段、叉管段、顶拱或其它曲面结构。锚拉模板适用于洞洞室、井边墙衬砌。2移动式模板有钢模台车、针梁模板、滑模、拉模等。分别适用于圆型隧洞、规则断面的竖井及其底板拱或45以上的斜井。610不良地质段施工方法选择提示不良地质段施工方法很多,系根据围岩自稳程度,洞室、井断面尺寸、,地下水活动程度以及本工程选用设备等综合考虑。下面列出了五种加固围岩的方法,根据工程的具体情况选用。6101从工作面加固围岩。提示从工作面加固围岩主要使用超前支护方法即插入锚杆、钢管有时兼作灌浆管,钢板或木板,以防止掘进时顶拱围岩失稳坍塌。若常规支护不能满足开挖要求,可用盾构法。136102从施工洞加固围岩。1从施工洞加固主洞周边围岩,再进行主洞开挖。提示适用于破碎和软弱岩及粘土岩等。加固范围根据本工程地质条件决定,只加固拱顶或只加固洞室周边。加固措施视具体状况选用锚杆、板桩或钻孔桩等。2从施工洞向主洞室设置预应力锚杆索。锚杆索在主洞室分层开挖时，随开挖设置。提示适用于地下厂房及软弱和破碎岩体。6103综合加固围岩新奥法。在开挖过程中逐步加固围岩,使支护与围岩共同形成承载结构。提示分别按设超前锚杆、光面爆破、控制循环进尺1M；爆破后喷一层5CM厚的混凝土、安设径向系统锚杆、挂网后进行第二次喷射,喷厚1012CM；第三次喷15CM厚的混凝土顺序进行施工。6104混合地层加固围岩。当掘进隧洞进入软土层及其影响范围时，应适当减少炸药用量，降低循环进尺，修改施工方法。提示混合地层系指不同地层交叉处；风化岩体夹层；砂、砂砾石或淤泥填充的古河床；大断层带等围岩。6105灌浆加固围岩和止水。根据不良地质地段的工程地质及水文地质情况,灌浆可达到加固、止水及止水兼加固三种目的。611隧洞灌浆,通风、防尘方式及防、排水措施选择。提示1回填灌浆对各种类型衬砌的水工隧洞都是必要的,而固结灌浆仅在设计认为需要时才进行。2施工通风必需满足施工人员的正常呼吸需要,并能满足冲淡排除爆破及施工机械所产生的有害气体和粉尘。3为使施工顺利进行,必须根据地下水情况,选择一种经济可行的防、排水措施。6111隧洞灌浆。提示隧洞灌浆有回填、固结灌浆和钢衬接触灌浆。下面所列灌浆种类,根据工程的具体需要选用。本工程按水工设计要求需进行灌浆及灌浆。61111回填灌浆。回填灌浆一般在整个隧洞衬砌完成的,并待其强度达到70以上时进行。提示1一般分2序或3序,并争取逐渐加密的办法；142分序办法有二种。一为逐孔钻孔,逐孔灌浆；一为同序孔一次钻出后再由低端向高端推进灌浆。61112固结灌浆。一般在钢筋混凝土和钢板衬砌中预留灌浆孔,灌浆前在预留孔中钻孔并冲洗后进行。提示1将间隔排上的全部孔,或每排上的间隔孔划为同序；2单孔灌注从最低孔始,后两边交替对称灌注。61113钢衬接触灌浆。一般在混凝土浇筑7D后进行。当要求兼灌微细缝隙时,应待混凝土冷却达到稳定温度后进行。61114灌浆孔封填。回填灌浆、固结灌浆及检查孔要求灌浆完成后进行封填。提示1灌后没有涌水孔吹送干硬性水泥砂浆,孔口加填环氧沙浆；2灌后有涌水孔用灌浆法封孔。封孔灌注时间115DB、有害气体容许浓度CO230MG/M3、NO25MG/M2、SO215MG/M2、H2S10MG/M3；3洞、室、井施工场所风源含尘量,不得超过规定容许浓度的30。61123防、排水。根据本工程开挖洞或洞室、井水文地质资料中,预计可能出现的地下水情况,分别从排、截、堵措施中,选择适宜的主要措施和辅助措施。15提示1防、排水一般应以排为主；2隧洞长大的反坡段及斜竖井,如涌水量较大时且有补给水源时,应以堵为主,先堵后排；3反坡向开挖,利用排水沟自流排水；4施工前作好洞顶预防排水准备工作；5遇强含水层时,应考虑采用超前灌浆堵水措施；6隧洞通过高压水的不透水层或与河流、湖泊等相通的断层裂隙发育破碎岩层、溶洞、含水断层等地段,应采取超前探测排水。7施工设计计算71开挖针对本工程地下洞或室、井的断面进行钻爆参数计算包括炮孔数量、单位装药量,炮孔深度,最小抵抗线,炮孔间、排距,钻孔机械选择和数量确定,以及采用光爆或预裂时,其参数的选定。最终计算出每循环进尺中所需的钻孔时间。72出渣按照洞或室、井断面大小及一次循环深度,计算每循环进尺的出渣量。根据选定的施工方法和设备计算所选设备的出渣机械生产率或提升机械生产率,从而计算出每循环进尺中所需的出渣时间。73安全支护按照本工程施工方法所选定的支护方式,计算每循环进尺中支护作业所需时间。提示如支护作业与开挖、出渣时间平行,不占循环进度时间,可不计算。74混凝土衬砌按照本工程施工方法、浇筑方式及混凝土分块的仓面大小,机械设备生产率,分别计算立模、扎筋、浇筑、养护、拆模等时间,并进行跳仓计算,求出每月实际能浇筑的块数或长度。75开挖作业循环根据上述计算的钻孔、出渣、支护、衬砌等工序所占循环时间,再加上辅助作业安全检查,通风散烟、装药放炮、钻机进入、退出,轨道敷设等时间求出整个开挖作业循环时间。76主要材料、设备主要材料为水泥、木料、火工材料、油料、钢材钢筋、钢管、钢板铁件五大类。需提供分年度需要量。按照上述开挖出渣、支护、衬砌所用的设备提供分年度或分月设备配置量。77劳动力16按照已编制的施工进度提供本工程所需劳动力,劳动力应包括直接生产及间接生产人员。计算原则应满足施工组织设计规范SDJ33889中第783条的要求。提示为便于设计者进行施工设计计算,已将施工计算的计算方法、公式、表格、设备选择等资料列于附录A、B、C中,供参考使用。8应进行的专题研究提示当工程处于特殊自然环境条件时,必要时还应进行针对特殊环境的某些专题研究,如1深埋地下工程当工程处于深埋地下,地应力、地温高者,需进行高地应力及地温升高时对施工不利条件的专门处理和预防岩爆专题研究；2塌方及地下水充裕工程如工程地质条件极差,极易塌方,且地下水极其丰裕时,需进行专门的防止坍塌及处理塌方和过地下水丰裕段的施工专题研究；3独头长隧洞工程特长隧洞当无施工支洞条件时,有必要研究平行导洞或TBM施工。独头长距离隧洞,应专门研究施工通风问题。TBM施工应有专门与钻爆法施工比较论证；4覆盖层掘进隧洞及隧洞穿越断层、冲沟段工程；当工程需要在覆盖层内掘进或需要穿过断层、冲沟段时,应专门进行灌浆加固、管栅、超前灌浆、短进尺循环、钢支撑等施工方法的专题研究；5喀斯特溶洞工程地下工程如遇见岩溶喀斯特地质时,应专门研究如何处理溶洞暗河等方法,制订此类问题的专题研究方案。本工程需对进行专题研究。9应提供的设计成果91说明书报告92计算书93主要设计图纸包括开挖、衬砌施工方法示意图,施工附属通道布置图,施工总平面布置图及施工进度图表,施工网络图及施工关键路线图等。94主要附表包括工程分层分块部工程量表,施工开挖、衬砌强度表、施工通道特性表、分年度材料、设备计划、施工劳动力用表等。17附录A岩石分级换算表岩石实体岩石净钻时间MIN/M级别岩石名称自然湿度时的平均容置KG/M3用30MM合金钻头,手风钻打眼气压45用30MM淬火钻头,手风钻打眼气压45用25MM钻杆人工打眼极限抗压强度MPA强度系数FV砂藻土及软的白垩岩硬的石炭纪的粘土胶结不紧的砾岩各种不坚实的页岩15501950190022002000353020152VI软的、有孔隙的、节理多的石灰岩及贝壳石灰岩密实的白垩岩中等坚实的页岩中等坚实的泥灰岩120026002700230042545453060204024VII水成岩卵石经石灰石胶结而成的砾石风化的节理多的粘土质砂岩坚硬的泥质页岩坚实的泥灰岩22002200280025006457786195406046VIII角砾状花岗岩泥灰质石灰岩粘土质砂岩云母夏岩及砂质页岩硬石膏230023002200230029006857778571101159613560806818IX软的风化较甚的花岗岩、片麻岩及正长岩滑石质的蛇纹岩密实的石灰岩水成岩卵石经硅质胶结的砾岩砂岩砂质石灰质的页岩240025002500250025008578921151011315713617580100810X白云岩坚实的石灰岩大理岩石灰质胶结的质密的砂岩坚硬的砂质页岩27002700270026002600109310815131171951762151001201012XI粗粒花岗岩特别坚实的白云岩蛇纹岩火成岩卵石经石灰质胶结的砾岩石灰岩胶结的坚实的砂岩粗粒正长岩280029002600280027002700112109115185171202402162601201401214XII有风化痕迹的安山岩及玄武岩片麻岩、粗面岩特别坚实的石灰岩火成岩卵石经硅质胶结之砾岩27002600290026001221161332220125290261320140160141619附录A岩石分级换算表净钻时间MIN/M强度系数岩石级别岩石名称实体岩石自然湿度时的平均容置KG/M3用30MM合金钻头,手风钻打眼气压45用30MM淬火钻头,手风钻打眼气压45用25MM钻杆人工打眼极限抗压强度MPAFXIII中粒花岗岩坚实的片麻岩辉绿岩玢岩坚实的粗面岩中粒正长岩310028002700250028002800141134148275251603603214001601801618XIV特别坚实的细粒花岗岩花岗片麻岩闪长岩最坚实的石灰岩坚实的玢岩33002900290031002700155149182325301401802001820XV安山岩、玄武岩、坚实的角闪岩最坚实的辉绿岩及闪长岩坚实的辉长岩及石英岩310029002800201832446401602002502025XVI钙钠长石质橄榄石质玄武岩特别坚实的辉长岩、辉绿岩、石英岩及玢岩33003000246025025注1强度系数F值R/10,R岩石极限抗压强度,MPA2本表摘引自部颁概预算定额附录B“Q”系统38类建议支护形式表支护分类号RQD/JNJR/JA跨度/ESRMQ支护形式注解181001000SBVTG9201010BTG152MCLMBTG152MSMR510CMI,II,IVI,II,IV16注XII1515BTG152MCLMBTG152MSMR1015CMI,V,VII,V,VI173010,30510104BTG115MCLMI,II20555075BVTG1MS23CMS255CMBVTG1MIII2210,10101041BVTG1MCLMS2575CMBVTG1MSMR255CMBVTG1MIIII附录B“Q”系统38类建议支护形式表续上表支护分类号RQD/JNJR/JA跨度/ESRMQ支护形式注解23151010050505104BVTG1MMR或CLMBVTG1MSMR5CMBVTG1MSMR5CMIII26BTG1MSMR575MBVTG1MSMR255CMVIII,X,XII,IX27121212104BTG1MSMR7510CMBVTG1MSMR575CMCCA2040CMBTG1MSMR1020CMBTG1MI,IXI,IXVIII,X,XIVIII,X,XI28注XII3020,55025025025BVTG1MS23CMBVTG1MSMR5CMBTG1MSMR5CMVIII30544,1515M时。XIII在开挖及拱顶支护中,对于边墙和底板有强烈挤出时,多导洞法是经常需要的,如支护编号38指跨度/ESR10M时。24附录C施工设计计算C1开挖C11钻爆参数计算1隧洞表C1炮眼数量计算表炮眼数量刘清荣计算式N个译波尔计算式N个公式NQSLAN12NA1A2S计算数量注式中各项参数参见“施工组织设计手册”2表C2全断面开挖炮孔数参考表围岩开挖断面M2分类项目71011151630315051707190计算值26393752459180140121178146205I建议选取值27394051528788135136170171201开挖断面M2围岩分类项目71011151630315051707190计算值1832264134705911287143104155I建议选取值202829363762639798122123144计算值162623342760529871113II建议选取值172425323355568788105计算值1320192923484274IV,V建议选取值1519202627444571表C3光面爆破参数参考表坚固系数F装药量G/M炮孔间距M最小抵抗线W,M不偶合系数K2450125040304032244610020004503504503516186101502500504055045141610200300055045070061215表C4预裂爆破参数参考表岩石类别周边孔间距CM崩落孔至预裂面距离CM线装药密度G/M硬岩405040350400中硬岩404540200250软岩35403570120根据上列计算的钻孔孔数需光爆或预裂时,还要加上光爆或预裂孔数,其参数见表25C3、表C4,乘以每孔钻孔深度及钻余长度,即可求出每循环需的炮孔总长度。2大断面洞室炮孔直径应和所取梯段高度相适应,考虑爆破震动时对围岩支护影响,应D200060067075083091099109118128表C12炮孔间距、圈数与竖井直径关系表单位CM竖井直径M炮孔圈数第一圈第二圈第三圈第四圈第五圈304533545657590954560430405560708094966080520303545506075839698表C13炮孔间距参考值表单位CM32MM药卷爆力,CM3普氏系数F25029530034535039540011570808090901001001101626575758080909010034606565757580809056556060656575758078505555606065657591140454555556060651214354040454555556015183540404540454555C12钻孔机械的选择钻孔机械的选择应考虑本工程实际情况,诸如岩石物理力学特性主要指坚固系数和可27钻性、钻孔作业所需生产率、开挖断面尺寸及掘进方法、炮孔直径和深度以及是否需要引用国外设备等。提示可参阅有关的机械设备手册选取。C13钻孔机械生产率和数量确定1生产率根据设备厂家提供的试验钻速或理论纯钻速数据计算实际生产率,按表C14计算表C14实际生产率计算表计算式纯钻速VO,M/MIN同时利用系数时间利用系数实际生产率VD,M/MINVDVO厂家提供0709075092钻机数量确定根据实际计算钻机生产率和开挖断面尺寸,可确定一个掌子面上的钻孔机械数量或凿岩台车钻臂量。表C15钻机数量计算表计算式每一循环钻孔总长度LD,M凿岩机实际生产率VD,M/MIN开挖钻孔时间TMIN开挖断面面积SM2每台凿岩机或钻臂面积FM2/台钻机数量或凿岩台车钻臂数NNVTD或SFC2出碴1地下洞、室、井石渣量计算表C16渣量计算表计算式爆破松散系数KE设计断面开挖量VG实方M3允许超挖量实方WM3设计断面积SM2允许超挖断面积SM2循环进尺LO,M每一循环松散出渣量VM,M3VMKEVGW或VMKELOSS注爆破松散系数KE查“施工设计手册”22出渣配套设备参照“水利水电工程施工组织设计手册2”,结合本工程实际情况选取。283出渣机械生产率及数量确定1轨道式铲斗装岩机生产率表C17铲斗式装岩机生产率计算表计算式装岩机技术生产率PJM3/H技术熟练系数K1斗车容积VEM3辅助作业,停机影响系数TFMIN铲斗装岩机生产率PMM3/HPKVTMJECF4651注P1、K1查施工组织设计手册22装载机表C18装载机实用生产率计算表计算式装载机额定斗容VC,M3铲斗盈充系数KF工作利用系数K装载一次循环时间T,S装载机生产率P,M3/HPKTEF3600650900809注装载一次循环时间T查施工组织设计手册23挖掘机表C19挖掘机实用生产率计算表计算式技术生产率PJ,M3/H调车停歇时间T1,H自卸车斗容V1,M3其他耗时T2,H工作利用系数K挖掘机生产率P松方M3/HPTVKJLT12065075注技术生产率PJ查产品样本4卷扬机斜井用29表C20提升钢丝绳单位重量计算表计算式提升斗车数量H1台提升斗车自重及载重总重Q,KG钢丝绳长度L1，M钢丝绳抗拉强度KPA提升斗车阻力系数F1钢丝绳移动阻力系数F2斜井倾角A安全系数M钢丝绳单位重量P，KG/MPNQFML1120SICOS0010015025040提物65载人90表C21提升牵引力（最大静张力）计算表FMAXN1QSINAF1COSAPLSINF2COSA提升牵引力计算值FMAXFMAX,KN计算式FMAXN1QSINAF1COSAPLSINAF2COSAN1QSINAF1COSA注FMAX单钩提升牵引力。FMAX双钩提升牵引力。表C22卷扬机功率计算表计算式电动机功率备用系数K传动效率斜井最大提升速度VMAX,M/S电动机功率N或NKW单钩提升NKFVMAZX10212一级传动09二级传动085双钩提升MAX10212一级传动09二级传动085注电动机功率N或N按施工组织设计手册2选取30315卷扬机竖井用表C23提升绳单位长度重量计算表计算式提升容器及连接装置自重Q1，KG提升容器载重Q2，KG钢丝绳悬吊高度H2,M钢丝绳抗拉强度,MPA安全系数M钢丝绳单位长度重量PKG/MPMH120载物65载入90表C24卷扬机提升卷扬力最大静张力计算表提升方式计算式FMAX计算值N单钩提升FMAXQ1Q2PH2双钩提升FMAXQ2PH2表C25卷扬机功率计算表计算式电动机功率备用系数K传动效率动力系数速度系数电动机功率N或NKWNKFVMAX102120851412A1208514126出渣机械数量确定根据实际计算出渣机械生产率和一次爆破石渣量及在一次循环中出渣所占时间，计算出渣机械数量见表C26。表C26卷扬机功率计算表计算式一次循环爆破石渣量V渣,M2出渣机械计算生产率PM,M3/H一次循环出渣所需时间T,H出渣机械所需N，台NPTM渣C3安全支护锚杆及喷混凝土为地下工程常用作永久和临时支护，永久支护系根据结构要求考虑。临时支护仅为开挖围岩后，为保护围岩不至变形及施工期间安全所用，有时亦可将永久支护提前于施工过程中兼作临时支护用。C31工程类比法32一般系根据GBJ8685锚杆喷射混凝土支护技术规范及水电地下工程围岩分类法提出的参考表选取。C32Q系统法巴顿Q系统法是目前地下工程用得最广泛且不依赖运行监测方法，它引入5个附加参数来修正RQD值，已通过200多个工程的应用得以验证。只要通过地质资料获取本工程相应岩石的Q值，即可从相应的曲线中查得38类型的建议支护分类号，并在附录B“Q系统38类建议支护形式表”中查出相应的支护形式。提示临时锚杆及喷混凝土可采用工程类比法和实际计算法确定。C33锚索在高大的地下厂房洞室工程中，当地质条件较差时，特别是当边墙部分遇上断层及破碎带斜穿时，为了更好地保持围岩稳定，或在洞室群密集，其间隔岩柱薄，应力集中处等，都需在围岩中使用锚索加固。锚索或预应力锚索具体结构尺寸及相应吨级，通常由水工结构计算并配合有限元核算，找出洞室稳定性差，岩体变位大，应力集中处，选取合宜的锚索，或通过工程类比法选取。C34钢支撑根据洞室断面大小，围岩分类，钢支撑分别可用门拱型、多边形“”形等类型，先经计算确定标准荷载高度，再求出肋距比，最后分别按照采用的不同类型计算内力，和根据内力设计钢支撑结构。表C27准荷载高度计算表计算式洞室开挖跨度B,M洞室开挖高度H,M标准荷载高度HP,MHP138BH表C28围岩分级RSR计算表计算式岩石相应的Q值分级RSR值RSR133LNQ465提示1根据计算出的RSR值，从施工组织设计手册2第634页曲线中查出相应的肋距比值。2依据GBJ1788钢结构设计规范进行计算有无轴心受力，偏心受力和受弯构件，进行钢结构设计，选出合适的钢支撑。C35灌浆加固围岩详见6105条款叙述。33提示1灌浆压力根据洞室上覆岩体厚度与地下水压力确定、2压浆段长度一般为2550M，掘进段长度为压浆段长度的7080。3一次压浆孔段长度，在极破碎岩层中为510M，破碎岩层为1015M。4一般按一定顺序对称钻孔，钻孔与压浆平行或交替进行。压浆方式分段上行、分段下行和全段一次压浆3种方式。5一般当漏量失大于100L/MIN时，分段长度小于2M，漏失量在50100L/MIN时为24M，漏失量在3050L/MIN时，分段长度大于5M。C4混凝土衬砌1混凝土泵浇筑表C29混凝土泵生产能力计算表计算式活塞直径D,M活塞行程S,M每分往复次数N1次/MIN输送缸数A容积效率K混凝土泵生产力Q,M3/HQDSNAK1520609以上为额定值，应根据实际管径、距离和混凝土特性修正。2带式输送机浇筑带式输送机运行速度一般不大于112M/S，骨料最大粒径不宜超过80MM，水泥用量比泵送混凝土低5070KG/M3。3隧洞衬砌速度混凝土衬砌每一作业需时为TT1T2T3T4T5T6表C30循环作业总时间计算表计算式浇筑段准备时间T1,H架设钢筋时间T2,H运输模板安装模板时间T3,H浇筑混凝土时间T4,H混凝土养护时间T5,H拆模时间钢模台车T6,H总时间T,HTT1T2T3T4T5T6488168122541浇筑混凝土时间T4按仓面量及浇筑设备能力计算2混凝土养护时间T5参照混凝土施工规范表C31隧洞混凝土衬砌速度计算表计算式浇筑长度L,M运输安装模板时间T3,H浇筑混凝土时间T4,H拆模时间T5,H衬砌速度V,M/HVLT34691534表C32混凝土浇筑设备生产能力计算表计算式每米隧洞混凝土衬砌量W，M3/M浇筑段长度L,M浇筑混凝土时间T4,H浇筑设备生产能力P,M3/HPLT4C5开挖作业循环C51循环进尺循环进尺取决于每次钻孔，爆破深度。一般要根据钻孔机械，开挖断面，围岩特性及计划进度等条件综合考虑。提示有浅孔多循环及深孔少循环两种方案可供选择。并应与钻孔设备的最佳钻孔深度相适应。一段循环进尺不应超过断面尺寸的06。表C33循环进尺计算表计算式钻孔深LD,M钻孔利用率D循环进尺L,MLLDD0809表C34月开挖进度计算表计算式钻孔深度LD,M钻孔利用率D月工作日数D日循环次数NC日进尺不均匀系数计划月进尺LM,MLLDDNCD0809252550809C52作业循环时间由钻孔、出渣和辅助作业时间组成。辅助作业时间包括与爆破、出渣、支护等有关的其他作业时间，如测量放样、安全检查、通风散烟、钻机进退出、装药连线、放炮等。以上各项工序净占时间，应扣除平行交错的时间。提示班作业时间一般取8H、16H、24H等。C53钻孔作业时间表C35钻孔作业时间表计算式每循环钻孔作业总进尺LD,M纯钻孔速度VD,M/MIN钻孔时间利用系数在工作面同时工作的钻机数N多台钻机同时工作系数K钻孔作业时间T钻MINTVKNDD0709注1每循环钻孔作业总进尺LD见表C33；2纯钻孔速度VD见表C14；3多台钻机同时工作系数K查施工组织设计手册2。35C54出渣作业时间表C36出渣作业时间计算表计算式每循环爆落岩石松方量V，M2装渣设备实际生产率PM,M3/H同时工作面上的装渣设备数N,台装渣设备同时工作系数K出渣作业时间T渣HTPNKM渣0709注1每循环爆落岩石松方量V见表C16；2装渣设备实际生产率PM见表C17表C19。C55辅助作业时间根据本工程实际情况，参照“水利水电工程施工组织设计手册”2册选取。根据上述计算绘制开挖作业循环表、图如下。表C37开挖作业循环表项目单位数量备注开挖方式钻孔配置设备装渣配置设备支护配置设备钻孔装药爆破通风、撬顶MIN出渣MIN支护MIN准备MIN工作循环时间循环总时间H循环进尺M日进尺M月进尺M工作面个开挖速度M/月进尺指标开挖时间月36表C38开挖循环作业图表工作量及耗时循环作业时间H序号工程项目H12345678备注1凿岩台车进入2钻孔M/孔3凿岩台车退出4装药爆破KG5通风散烟6清理撬挖7装岩机就位8出渣M39装岩机退出10轨道辅设M开挖断面，宽高岩石设备循环进尺M循环指标日进尺M月进尺M平均月进尺M根据循环指标绘制工程斜线或直线进度图表及网络图表。C6主要材料、设备计算提示1主要材料计算系根据本工程实际工程项目，和已编制出的计划进度，按分年月统计该时段实施的工程项目量，找出相应该项目，工程的定额，逐一计算，进行统计。2设备配备已在各项工程施工设计中逐一进行了选型和计算。按照已编制出的计划进度，计算各年月该时段实施的工程项目量和各工作面的机型及数量配备，逐一进行统计。C7劳动力提示1根据本工程实际工程项目和已编制出的进度计划，找出相应该项目工程所需的劳动力定额，并对同一项目工程不同规模定额，进行按量值大小加权平均后，得出最终的定额，最后按进度计划表中月或季所发生的工程项目总量乘以定额，再除以25D或75D，即可求得每项工程所需劳动力。2根据围岩岩性及物理力学指标，从附录A“岩石分级计算表”查出相应围岩级别，以便查找定额。C8施工机械参考表附录D地下厂房系统施工计算机模拟简介地下洞室群施工是一个极其复杂的系统工程，只有采用计算机模拟的科学分析方法和先进的技术手段，系统地研究地下洞室群体施工中各方面的因素，统筹各方面的制约关系，将各洞室施工进行合理的组织安排，使各洞室、工序以及各机械设备之间互相协调配合，37才能达到加快洞室群体施工进度，降低工程造价，保证工程顺利进行。二滩水电站地下厂房洞室群体施工时，应用三种程序分别进行了模拟计算。按CONS程序用FORTRAN语言写成计算机模拟，求得网络模拟过程信息，2模拟时间，3排队节点平均等待时间值，排队队长及机率，4活动节点工作时间统计值，5费用及生产率，6交通运输行车密度，制订的单项洞室施工组织最优方式；按STET程序用FORTRAN语言写成模拟求得1主要机械设备的排队等待时间，以及装载机、汽车的平均效率，2所有工作面内装载机的平均生产率，3各主要交通线上的行车流量，4汽车、装载机在道路交岔口、卸场、混凝土拌和站等各种服务台的排队队长、排队时间、排队所占运行时间的概率等。此外，应用洞室群体施工与交通运输系统关系模拟计算，沿用CPMTU程序用FORTRAN语言进行洞室群体施工交通模拟计算。详细资料可查阅循环网络计算机模拟程序CONS地下洞室施工的交通运输模拟程序STETTU89及网络计划通用程序CPMTU三个程序。通过上述三大部分模拟计算，为二滩地下厂房工程施工组织设计开发出一套实用计算机模拟程序，也为地下工程施工中合理地选择组织方式，制定最佳的机械配套方案，编制切实可行的进度计划等提供了科学的定量分析工具。该程序已通过国家级审定并被评为国内领先水平，可供类似工程施工设计时参考。38附录E国内地下工程部分先进施工技术范例简介E1引大入秦工程30A隧洞引大入秦工程30A隧洞，洞线长11649M。开挖直径553M，衬砌内径48M，纵波1/1000。地形复杂，地表沟谷交错，围岩为软硬不均的前震旦