地下洞室开挖施工技术及质量控制201511

水电站地下洞室开挖施工技术及质量控制

目录一水电站地下洞室的类型及特点二地下洞室钻爆设备及器材

三地下洞室常用的爆破技术四爆破震动控制五地下洞室开挖施工技术六地下洞室开挖设备七地下洞室开挖质量的控制八地下工程安全事故案例一水电站地下洞室的类型及特点丰满水

一水电站地下洞室的类型及特点电站全面治理（重建）工程一水电站地下洞室的类型及特点1、地下洞室的分类

（1）按工作性质可分为过水和不过水两大类；（2）按体型及布置形式可分为圆形、城门洞、马蹄形、平洞、斜井、竖井、大型洞室等。

（对结构为圆形的断面，设计不必考虑施工交通改变断面形状，而由施工单位自己根据施工特点确定洞内交通形式）（3）按结构特性可分为不衬砌结构、柔性支护结构（锚喷支护）、混凝土衬砌结构和钢衬结构等；一水电站地下洞室的类型及特点

2、地下埋管

（1）地下埋管的特点及构造

地下埋管是埋藏于地层岩石之中的钢管，其为抽水蓄能电站中应用最多的一种压力管道。主要解决渗漏和大HD值的硐室稳定问题。钢衬与岩体之间用混凝土回填后共同受力的组合结构。（

（。一水电站地下洞室的类型及特点一水电站地下洞室的类型及特点（2）地下埋管的施工

地下埋管施工过程：开挖岩洞（清理石渣、支护等）→安装钢管→回填砼→各种灌浆(回填灌浆、固结灌浆、接缝灌浆)。一水电站地下洞室的类型及特点

（3）压力钢管选材

在《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008中

牌号质量等级CSiMnpSQ345A≤0.20≤0.50≤1.70+0.0350.035B0.0350.035C0.0300.030D≤0.180.0300.025E0.0250.020牌号质量等级试验温度/℃冲击吸收能量公称厚度（直径、边长）12mm～150mm＞150mm～250mm＞250mm～400mmQ345B20≥34≥27—C027D-20E-40

表7夏比（V型）冲击试验的试验温度和冲击吸收能量一水电站地下洞室的类型及特点

《锅炉和压力容器用钢板》GB713-2008中6.1牌号和化学成分6.1.1钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合表1的规定。

表1化学成分6.1.1.4根据需方要求，经供需双方协议，可规定Q345R和Q370R钢的P含量≤0.015%、S含量≤0.005%，14Cr1MoR和12Cr2Mo1R钢的P含量≤0.012%。6.4.1.2根据需方要求，经供需双方协议，Q245R、Q345R和13MnNiMoR钢板可进行-20℃冲击试验，代替表2中的0℃冲击试验，其冲击功值应符合表2的规定。牌号化学成分（质量分数）/%CSiMnCrNiMoNbVPSAl₂Q345R≤0.20≤0.551.20～1.60≤0.025≤0.015≥0.020一水电站地下洞室的类型及特点中华人民共和国国家标准批准发布公告2012年第15号关于批准发布GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》国家标准第1号修改单的公告表一更改为新表

表1化学成分牌号化学成分（质量分数）/%CSiMnCrNiMoNbVPSAl₂Q345R≤0.20≤0.551.20～1.60≤0.025≤0.010≥0.020一水电站地下洞室的类型及特点

表2力学性能和工艺性牌号交货状态钢板厚度/mm拉伸试验冲击试验弯曲试验抗拉强度Rm/(N/m㎡)伸长率A%温度/℃180°b=2a不小于不小于Q345R热轧控轧或正火3～16510～64034521041d=2a＞16～36500～630325d=3a＞36～60490～620315＞60～100490～62030520＞100～150480～610285＞150～200470～600265一水电站地下洞室的类型及特点一水电站地下洞室的类型及特点DLT5141-2001《水电站压力钢管设计规范》中6.1.2钢管所用钢材应根据钢管结构型式、钢管规模、使用温度、钢材性能、制作安装工艺要求以及经济合理等因素选定。

钢管主要受力构件（包括管壁、支撑环、岔道加强构件等）可采用下列钢种：Q235-C、D级碳素结构钢，Q345—C、D级低合金结构钢；20R、16MnR、15MnNbR、15MnVR等压力容器钢；07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR等高强度压力容器钢。明管宜采用容器钢。6.1.3钢管主要受力构件所用钢材的保证条件，除应满足钢材国家标准规定的化学成分和力学性能等技术要求以外，还应满足下列条件：3冲击韧性指标、冲击试验温度和取样部位及取样方向等，应按相应钢材国家标准的规定执行，各工程亦可根据具体运行条件另提补充要求。一水电站地下洞室的类型及特点SL281-2003《水电站压力钢管设计规范》中4.1.2钢管管壁、支撑环、岔道加强构件等主要受力构件应使用镇静钢。宜用的碳素结构钢有Q235的C、D级钢板；低合金高强度结构钢有Q345、Q390的C、D、E级钢板；压力容器用钢板有20R、16MnR、15MnNbR等。

明管、岔管宜采用压力容器用钢。4.1.4主要受力构件用钢材夏比冲击试验（V形缺口）的温度和取样方向，应根据工程具体运行条件提出要求。水电站压力钢管选材从检验标准、可焊性、使用性能、重要性等方面应选用容器钢，主要承担防渗作用的钢衬可以根据结构特点使用普通低合金钢。一水电站地下洞室的类型及特点（4）压力钢管的抗外压稳定问题

地下埋管钢衬的外压失稳问题比内压问题更需注意，因为：地下埋管是一种薄壳结构，有围岩联合作用，其承受内压的潜在安全度相对较高，但管道放空时所受外压力容易造成管道外压失稳。钢衬的外压荷载包括地下水压力、钢衬与混凝土之间接缝灌浆压力等。防止埋管钢衬受外压失稳的措施：地下埋管钢衬的严重失稳事故多发生在地下水作用的情况。工程上一般可以采用：

1)降低地下水水压力。此为防止钢衬失稳的根本方法，排水廊道结合排水孔及排水管等措施。

2)精心施工，做好钢衬与混凝土之间的接缝灌浆，减小缝隙。

3)设加劲环、锚筋的方法来提高稳定性

4）施工过程做好灌浆孔封堵，避免漏封和渗漏。

一水电站地下洞室的类型及特点一水电站地下洞室的类型及特点3、地下洞室的施工特点

（1）由于地质条件的不可预见性，施工方法直接受到工程地质、水文地质和施工条件的制约，因此，施工中强调随机应变的能力。（2）地下工程主要采用钻爆法开挖，在同一工作面表现为周期性的循环，可能遇到不良地质地段而发生塌方、有害气体逸出及地下涌水等突发事件。因此，施工中必须备有充分的应急措施。（3）施工环境和条件相对较差，作业空间狭窄，工序交叉多，干扰大，通风散烟和地下排水困难，安全问题比较突出。一水电站地下洞室的类型及特点4、施工支洞布置施工支洞:应根据地下建筑物的布置、进度安排、地形、地质、施工方法、经济、环保确定进口位置和明挖方案等。在保证安全的前提下最大程度减少对林地、耕地的破坏，利于环境保护，通过加强支护尽早进洞减少明挖。施工支洞洞口可根据地形进行明拱回填恢复植被的型式达到工程与自然的和谐。施工交通道路中采用地下施工交通洞型式也是应发扬的保护环境的设计型式。一水电站地下洞室的类型及特点一水电站地下洞室的类型及特点一水电站地下洞室的类型及特点一水电站地下洞室的类型及特点一水电站地下洞室的类型及特点一水电站地下洞室的类型及特点二地下洞室钻爆设备及器材二地下洞室钻爆设备及器材二地下洞室钻爆设备及器材地下洞室施工的主要手段是钻孔、装炸药、爆破以形成所需要的规定尺寸和形状的地下空间，简称“钻爆法”，其主要钻爆设备和器材有：1、凿岩钻孔设备（1）手风钻手风钻应用较为灵活。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，炮孔残留率高，洞室成型好。（2）凿岩台车台车最适宜的工作高度为8.5m，适用于大断面洞室的开挖。多臂钻造孔可大幅减少钻孔人力投入，对安全有利，但由于多臂钻造孔对周边孔超欠挖控制难度大，机械费用高，现在在国内地下硐室施工中应用仍不够广泛。但应用洞内支护对质量安全均有利。二地下洞室钻爆设备及器材2、爆破器材

（1）炸药1）起爆药2）乳化炸药特点品种应用范围感度高，加热、摩擦或撞击易引爆主要有二硝基重氧酚、雷汞、氮化铅等用于制作起爆器才如雷管、非电雷管特点品种应用范围威力高、感度高、抗水性好、安全性好，对冲击、摩擦、撞击感度低。岩石型、露天型、煤矿许用型。岩石型适用无沼气、无粉尘爆炸危险、有水的岩石爆破。二地下洞室钻爆设备及器材（2）起爆材料种类1）导火索：导火索是一种以黑火药为药芯，外面缠有棉、麻纤和防潮层的索绳状点火材料，它的用途是在一定时间内将火焰传给火雷管使之引爆。2）导爆索：是一种以黑索金为芯药的绳索状的起爆材料，用以传递爆轰波，起爆药包。3）塑料导爆管：是一种以奥克托金等炸药涂在内壁中中空塑料细管，它的作用是传递爆轰波。二地下洞室钻爆设备及器材4）雷管：①电雷管：瞬发电雷管——一般电爆网络用。

延期雷管——延期以秒计数的间隔分段爆破。

毫秒雷管——毫秒微差爆破。

抗杂电雷管——用于杂散的电流危害的施工点。②非电毫秒雷管：是用塑料导爆管延期时间以毫秒数量级计量的雷管。它与毫秒延期电雷管的区别在于：不用毫秒电雷管中的电点火装置，而用一个与塑料导爆相连接的塑料连接套，由塑料导爆管的爆炸波来点燃延期药。数码雷管，一般应用于精细爆破，误差在千分之一毫秒，单价是普通雷管的几十倍。（丰满非电毫秒雷管甲供3.2元/发，数码雷管最少150元/发）二地下洞室钻爆设备及器材段号第1毫秒系列10±225±10350±10475±105110±106150±207200±208250±209310±2510380±4011460±4512550±5013650±5014760±5015880±75二毫秒延期雷管的段别及毫秒范围：二地下洞室钻爆设备及器材三地下洞室常用的爆破技术三地下洞室常用的爆破技术三地下洞室常用的爆破技术1、预裂爆破技术进行石方开挖时，在正式爆破开挖之前，预先沿着设计的轮廓线爆破出一条一定宽度的贯穿裂缝，这一裂缝能反射或吸收随后起爆的主炮孔的应力波，起到屏蔽作用，从而能最大限度地减少对要保留岩体的破坏，使之获得较平整的开挖轮廓，此种爆破技术为预裂爆破。三地下洞室常用的爆破技术（1）预裂爆破技术特性1）预裂孔先爆，一般超前50ms以上，其爆破参数有孔径(76-90手风钻45）、孔距（80-120）、装药结构（间隔装药，下部加强）、线装药密度（0.4-0.6kg/m)、堵塞长度(0.8-1.2m)等。2）底部装药量适当增加，上部应适当减少装药，且孔口做好堵塞。3）预裂面与最近一排主炮缓冲孔之间的距离(1-1.5m)为主炮孔间距(2.0-3m)的一半，并减少装药量。三地下洞室常用的爆破技术（2）预裂爆破质量主要影响因素1）所选爆破参数是否适当，应通过爆破试验选定参数。2）地质条件，尤其是节理裂隙组合情况与预裂面的关系。3）钻孔质量及爆破作业人员的经验。三地下洞室常用的爆破技术（3）地质条件对预裂爆破的影响1）一般而言，岩石越完整均匀则越有利于预裂爆破，非匀质、破碎和多裂隙的岩层则不利于预裂爆破，特别是岩石的层理产状裂隙发育程度和裂隙主要方向对预裂爆破效果的影响极大。2）岩石裂隙大的，会使开挖面不平整度增加，甚至造成超挖；3）走向平行于预裂缝的裂隙比横穿过预裂缝的裂隙对预裂爆破的影响要小；4）与预裂线平面交叉成锐角的裂隙，最有可能使壁面不平整和超挖；5）通常认为：当岩石裂隙率较多时，难形成预想的裂缝，开挖边缘的岩石遭到强烈破坏，形成超挖，可采用小孔距预裂爆破以收到良好的预裂效果。三地下洞室常用的爆破技术（4）预裂爆破质量控制标准1）预裂缝要贯通且在地面有一定的开裂宽度；对于中等坚硬岩石，缝宽不宜小于1.0cm，坚硬岩石缝宽应达到0.5cm左右；但在松软岩石中，缝宽达到1.0cm时，减震作用并未显著提高，须经试验确定。2）预裂面开挖后，不平整度小于15cm（建基面）.3）预裂面上的炮孔痕迹保留率应不低于80%（II、III类围岩），且炮孔附近岩石不出现严重的爆破裂隙。三地下洞室常用的爆破技术（5）施工要点要使预裂爆破达到预期的效果，应首先根据地质条件进行爆破设计，并进行实地爆破试验，以取得最佳爆破参数。尤其须对炮孔直径、间距、孔深、超深、钻孔精度、装药结构、线装药密度、不偶合系数、岩石极限抗压强度、裂隙发育情况及堵塞、起爆网络布置等爆破参数，需通过初步设计并经爆破试验调整后确定，施工过程中严格按工艺参数要求实施。三地下洞室常用的爆破技术（6）预裂爆破参数的确定（经验公式）1）炮孔间距a=（7~12）Da——炮孔间距（mm）D——钻孔直径（mm）7~12——系数，当孔径小时取大值，孔径大时取小值，当岩石完整时取大值，岩石破碎时取小值。2）不偶合系数Dd=D/d=2~5

或D=（2~5）dDd——不偶合系数，坚硬岩石选较小值，松软岩石选大值。D、d——分别为钻孔、药卷直径（mm).3）线装药密度

线装药密度可采用工程类比法或经验公式选定

当岩体较为坚硬，其抗压强度σ为20.0MPa～200.0MPa时：Qx=0.042σ0.5a0.6

当岩体较为坚硬，其抗压强度σ为10.0MPa～150.0MPa时：Qx=9.32σ0.53r0.6Qx——线装药密度，g/m,以全孔长度计；a——炮孔间距，cm,适用45~120cm;

σ——岩石极限抗压强度，MPa，r——预裂孔半径，mm4)、洞挖主爆单耗确定单位耗药量q的值与岩石性质、炸药性质、自由面条件、炮孔直径、孔深、孔向、孔倾角、地质构造等多种因素相关，由于爆破条件多变，炸药爆轰反应及岩石破碎过程的复杂性至今尚无完善的理论计算方法。人们长期实践积累经验建立的经验公式，基本上是体积公式，它的基本原理是装药量与岩石对爆破作用成正比，这种抵抗力主要是重力作用，各种经验公式的适用范围存在局限性，对于新进入开挖爆破的区域，合理的单耗q值应从现场爆破试验中取得。①单位耗药量q的确定方法初期试验，参考条件相似的经验公式、经验数据；参考国家有关消耗定额；结合生产进行试验爆破，根据爆破效果，进行合理调整参数获得合理的q值；爆破施工过程，同一爆区、同一种岩石，风化程度不同，孔位、孔向与构造节理分布不同、自由面的条件及孔网参数不同，取得同一要求的爆破效果q值不完全相同，需在爆破施工中不断总结调整，才能取得合理采用q值的效果。A、掘进断面小于20m2的q值经验计算式可用刘清荣经验计算式：

式中：q—岩石单位耗药量，kg/m3；f—普氏岩石坚固系数；Sx—相对断面积，Sx=，S—平洞断面积，m2；

dx—装药相对直径，dx=，mm,d—装药直径，mm；e—炸药类型系数，

，ex—炸药爆力，cm3(毫升)；h—炸药猛度，mm，ex与h值，可从厂家获得。Lx—孔深对炸药耗量系数，当孔深1m时，Lx=1.05；孔深1.5～2.5m时，Lx=1.0；孔深3m，Lx=1.1；孔深3.5m,Lx=1.15。三地下洞室常用的爆破技术B、掘进断面20～50m2经验计算式

可用戈斯帕扬经验计算式：

式中：q—单位岩石耗药量，kg/m3； k1—炮孔装药充填系数，一般为（0.7～0.8）L，L—孔深；n—炮孔利用系数，即有效爆深与孔深之比的值； k2—等效炸药换算系数，k=，Q—炸药释放的爆热，千焦/千克，可从厂家获得，Q0—标准炸药爆热，千焦/千克； k3—岩石裂隙率的修正系数，（0.7～1）； Fs—自由面系数，一个自由面Fs=1，两个自由面Fs=0.6～0.7； S—平洞断面积，m2；

断面大于50m时上式乘

为该断面掘进单位耗药量。C、坚硬岩石大断面掘进经验计算式瑞典经验计算式

：三地下洞室常用的爆破技术三地下洞室常用的爆破技术（7）预裂爆破实例三地下洞室常用的爆破技术三地下洞室常用的爆破技术三地下洞室常用的爆破技术孔内延时预裂爆破网络孔外延时预裂爆破网络孔内孔外延时组合预裂三地下洞室常用的爆破技术2、光面爆破施工技术光面爆破也是控制开挖轮廓的爆破方法之一，它与预裂爆破不同之处在于光面爆破是在开挖主爆孔的药包爆破之后进行的，而预裂爆破是在岩体开挖之前进行的，它是在主体爆破后，利用布置在设计开挖轮廓线上的光爆炮孔，准确地把预留的“光爆层”从保留岩体上切下来，形成平整的开挖壁面。这种爆破技术只能控制临近开挖轮廓的最后一层岩石（即“光爆层”），爆除时对保留岩体不产生大的破坏，以形成比较规整的开挖壁面，减少超挖和欠挖。三地下洞室常用的爆破技术（1）光面爆破的优点

1）光面爆破对围岩的破坏要轻微得多，声波探测表明，采用光面爆破时，围岩松弛带的范围只是普通常规爆破方法的1/3~1/2；2）光面爆破可以大大地减少隧道的超欠挖量，提高工程质量，加快施工进度，并能大量减少混凝土浇筑量；3）采用光面爆破，围岩的壁面平整、危石少、撬顶工作简单，增加了围岩的稳定和施工安全，并为锚喷支护的使用创造了有利条件。三地下洞室常用的爆破技术（2）衡量光面爆破的质量指标1）开挖轮廓面成型规则，岩面平整，无欠挖，相邻两炮孔涧的岩面不平整度小于15cm，径向超挖≦20cm。2）岩壁上半个炮孔痕迹应均匀分布，残留孔痕迹保留率对节理不发育岩体在80%以上，对节理裂隙较发育和发育岩体，应达到50~80%；对节理极发育的岩体，应达到20~50%。3）岩壁上观察不到明显的爆破裂隙，对围岩只有轻微的破坏。三地下洞室常用的爆破技术（3）施工特点1）做到布孔准确，深度相同，方位及孔斜率一致，开孔位置偏差不大于3cm。2）严格控制装药量，保证合理的装药结构；一般均采用特制小药卷不偶和间隔装药。在经过试验后，也可采用特别低密度低威力炸药全孔装药。3）孔口堵塞材料要符合要求并用炮棍捣实。粘性土等。三地下洞室常用的爆破技术（4）光面爆破主要参数的确定1）最小抵抗线W,通常采用1~3m,或用下式计算：W=（7~20）D2）炮孔间距a=(0.6~0.8)W3）单孔装药量，用线装药密度Qx表示，即Qx=qaWD——钻孔直径q——松动爆破单位耗药量光面爆破的药包结构以及施工工艺与预裂爆破基本相同，光面层的爆破一般在主体爆破之后进行，起爆可用即发非电雷管或导爆索引爆，以达到同时齐爆。三地下洞室常用的爆破技术（5）光面爆破实例

光爆孔间距：45cm光爆孔线装药密度：0.15kg/m单耗：0.9kg/m3主爆孔间距：1.0m主爆孔与缓冲孔距离：0.8m三地下洞室常用的爆破技术（6）光面爆破实际效果图三地下洞室常用的爆破技术孔内延时光面爆破网络孔外延时光面爆破网络孔内孔外延时结合光面爆破网络

四爆破控制四爆破控制4.1爆破控制内容1）

爆碴按用途要求，确保破碎度和获得率；2）爆破地震效应，确保边坡稳定、建基面岩体完整、新浇砼及附近建（构）筑物的质量不受损害。3）边坡预裂光爆爆破的质量；四爆破控制4.2爆破震动控制

爆破振动控制技术在国内外已非常成熟，对各类建筑有着严格的控制标准，爆破振动测试是爆破施工的重要环节，一方面爆破的方法和爆破的参数影响爆破地震的振动强度，通过监测指导爆破施工，增进爆破施工效率，另一方面确保被保护物(工区周围人员和建筑物)的安全性。

爆破振动测试设备主要是通过监测质点振动速度的三个分量值（水平、切向、垂直）、主振频率及振动速度随时间的衰减变化曲线。

四爆破控制(1)爆破振动监测目的a.通过对石方开挖爆破工艺试验项目进行振动监测，对爆破振动在地表建构筑物确定的地面位置测点的质点运动速度的实时监测，获得有效可靠的实测数据。b.了解和掌握开挖区域爆破地震波的基本传播规律，重要被保护建筑物和保护设备对爆破地震波的动力响应特性。监测被保护建（构）物的安全；验证爆破工艺试验参数设计，指导爆破工艺试验有效进行（如保证试验安全、控制试验质量、改进试验工艺等）。c.对爆破试验参数进行适应性评估和优化。d.及时对爆破振动的强度提出控制措施，从而确保地面被保护建（构）筑物基础性和结构性的安全。e.提出反馈开挖合理开挖方案和钻、爆参数。四爆破控制(2)

保护建筑物地表质点振速控制指标四爆破控制序号保护对象类别安全允许振速／（cm/s）<10Hz10Hz～50Hz50Hz～100Hz1土窑洞、土坯房、毛石房屋a0.5～1.00.7～1.21.1～1.52一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物a2.0～2.52.3～2.82.7～3.03钢筋混凝土结构房屋a3.0～4.03.5～4.54.2～5.04一般古建筑与古迹b0.1～0.30.2～0.40.3～0.55水工隧道c7～156交通隧道c10～207矿山巷道c15～308水电站及发电厂中心控制室设备0.59新浇大体积混凝土d：龄期：初凝～3d2.0～3.0龄期：3d～7d3.0～7.0龄期：7d～28d7.0～12注1：表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。注2：频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。选取频率时亦可参考下列数据：硐室爆破＜20Hz；深孔爆破10Hz～60Hz；浅孔爆破40Hz～100Hz。a、选取建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等因素。b、省级以上（含省级）重点保护古建筑与古迹的安全允许振速，应经专家论证选取，并报相应文物管理部门批准。c、选取隧道、巷道安全允许振速时，应综合考虑构筑物的重要性、围岩状况、断面大小、深埋大小、爆源方向、地展振动频率等因素。d、非挡水新浇大体积混凝土的安全允许振速，可按本表给出的上限值选取。(3)衰减规律分析

爆破振动传播规律测试：在爆破区域布置振动监测测点，第1个布置在距离爆区最近10m处，第2至5个测点距离爆区的水平距离分别为25m、50m、80m、140m（测距可适当调整），测线布置在爆区的后冲向，测试2至3次后统计出爆破振动传播规律，后期每层开挖完成后补充监测资料对爆破振动传播规律进行定期修正，以提高预报的正确性。

工程中通常采用以炸药量和爆心距为主要影响因素的萨道夫斯基经验公式对质点峰值振速的衰减特性进行描述，其表达式为：V=K（Q1/3/R）α式中：Q为最大单响药量，kg；R为爆心距，m；K为与岩石性质、爆破参数等有关的因子；α为振动衰减系数；ρ为比例药量ρ＝Q1/3/R。采用上式对多次爆破试验的实测振动数据进行回归分析，分别得到水平切向、水平径向及垂直向爆破振动衰减规律。四爆破控制四爆破控制ρ为比例药量ρ＝Q1/3/R(4)爆破单段药量控制

获取K值、α值后根据式(1)推算得到最大单响药量公式如下：Qmax=[R(V允/K)1/α]3(2)

式中，Qmax为最大允许单响药量、kg，V允为控制点处允许的安全振速值。

根据式(2)，若规定了允许的安全振速值，且某一点至爆源的距离R已知，则可推算出以该点为控制点的最大允许爆破单响药量。爆区不同岩性的K、α参考值四爆破控制岩性Kα坚硬岩石50～1501.3～1.5中硬岩石150～2501.5～1.8软岩石250～3501.8～2.0

振动监测波形图（离爆破区20m）

振动监测波形图（离爆破区100m）

四爆破控制(5)地表质点振速控制1)降低单响药量是控制爆破振动最直接、有效的措施，因爆破振动强度与药量成正比关系。通过采用孔间微差起爆网络技术，实现单孔单响，其次在装药结构上采用间隔装药、不隅合装药等技术手段，使单孔药量减少。最大限度地控制单响药量，可显著降低地震波峰值。

控制重点：a.严格审查爆破设计，优化起爆网络，充分考虑非电毫秒雷管误差，采用间隔较大的雷管进行网络连接，孔内孔外延时结合爆破网络详细计算各孔起爆时间，避免串段、重段，同时应考虑单段（组）起爆时间差小于70ms的爆破地震波峰值叠加问题。b.在具有敏感设备爆破区（运行中发电设备等），在控制最大单响药量同时控制总装药量，长时间扰动易对敏感设备造成破坏。四爆破控制2)炸药能量在最小抵抗线（W）方向的主要表现形式为破碎岩石的位移和空气冲击波的传播，而在反方向的主要表现形式是地震波。即在地质、地形条件及爆破参数相同的条件下，振动作用最强烈的方向是最小抵抗线（W）的后方。所以深孔梯段爆破采用V形起爆网络，可有效分散和减弱地震波强度。3)采用斜孔爆破，使爆破地震波尽可能多的向地心方向传播，降低面波强度，控制地表质点振速。4)采用预裂爆破、打减震孔和挖减震沟，预裂缝能使爆破地震波大都产生全反射，减震孔及减震沟能部份产生全反射。实践表明，预裂缝降震率可达到20～40%以上，减震孔降震率可达5～10%，预裂爆破已成为控制爆破振动强度的有效措施。四爆破控制四爆破控制间隔10ms,爆破振动峰值叠加

四爆破控制重段4.3震动监测技术四爆破控制动态记录仪远程距离实时传输技术无线震动监测设备冲击波及地震波监测设备四爆破控制炮被覆盖炮被+布鲁克网覆盖水平预裂孔装药水平预裂孔装药、联网4.4建基面质量控制措施

建基面岩体质量及超欠挖的质量指标，一般为超欠挖在±20cm内，建基面无明显爆破裂隙、岩石抗压强度损失不超过规定要求。

建基面质量通过严格控制保护层钻爆来实现，保护层钻爆，目前主要有下述方法：(1)常规分层钻爆法

保护层的常规分层钻爆，通常用手风钻对保护层自上而下分层进行钻爆,每层钻孔前，均发生用大量人力对钻孔场地进行清理，最后一层钻孔至建基面或距建基面小于20cm范围。这个方法人力用量大、成本消耗大、工期耗用多。(2)水平预裂法与水平光爆法

水平预裂或水平光爆一次性爆除保护层岩体，质量好、进度快、成本低，是常用方法。四爆破控制

（3）柔性垫层法

柔性垫层法爆除保护层岩体，是目前采用的先进方法之一，但是孔底下部仍有一定的破坏深度，且建基面平整度难以控制。

（4）柔性垫层与水平光爆相结合法

即柔性垫层的炮孔孔底距建基面一定距离，柔性垫层爆破并挖碴后，对余下的保护层用手风钻造水平孔或近似的缓倾角钻孔，一次钻爆至建基面，确保建基面的质量。四爆破控制

五地下洞室开挖施工技术

五地下洞室开挖施工技术

五地下洞室开挖施工技术开挖形式适用条件特点由洞外向洞内开挖①洞口施工条件好；②洞外有良好的通道；③地质条件较差，洞口先支护稳定后，步步为营向洞内掘进①必须先处理好洞口边坡；②通风散烟条件好。由洞内向洞外开挖①洞口有建筑物或施工干扰；②洞口无场外道路；③洞口在水下；④地质条件较差时，有时也用该方法；⑤洞口明挖量大，工期不允许等待洞口处理完毕再进洞；⑥旁侧有条件开挖施工支洞。①减少洞外施工干扰；②避开洞外水下作业或洞外减少大工程量的挡水围堰；③由洞内向洞外逐步加固可减少边坡滑塌的因素；④通风条件差，运距可能会增加。1、地下洞室常规开挖施工程序1）洞口开挖五地下洞室开挖施工技术2）洞室开挖施工工艺流程见如右框图：五地下洞室开挖施工技术2、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0.8~1.0m，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，根据各断面形式，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。五地下洞室开挖施工技术（1）爆破设计根据设计图纸、地质情况、爆破器材性能及钻孔机具等条件初步确定光爆孔间距、线装药密度、缓冲孔及主爆孔间距、单耗、钻孔深度、掏槽方式、联网方式等。掏槽孔爆破是隧道、洞室爆破的关键技术，其排列方式有很多种，归纳起来可分成斜孔掏槽、直孔掏槽和混合掏槽。掏槽孔比其它炮孔加深15~20cm，药量增加15%~20%。五地下洞室开挖施工技术（2）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及爆破效率，及爆破震动、爆破对邻近建筑物的影响等。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、装药量以及起爆网络和爆破器材的选用等。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。五地下洞室开挖施工技术（3）测量放样对于网络控制测量，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，沿隧洞轴线作导线控制测量。（4）开挖钻孔前的准备工作场地已进行了平整。围岩的危石已进行了处理。供风、供水、供电线路延伸到工作面。钻孔开挖设备已做好检修。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。并对钻进设备的操作性能及注意事项进行交底。五地下洞室开挖施工技术（5）钻孔根据监理工程师批准的该部位施工措施中的爆破孔布置图，用多臂钻或手风钻进行钻孔，由熟练的多臂钻机长或手风钻操作手进行钻孔作业。1）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。2）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师批准的钻爆设计要求，多臂钻孔径为F50mm，手风钻孔径为F45mm。3）炮孔装药之前，监理和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，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。五地下洞室开挖施工技术（6）装药、连线、起爆

装药、连线完成监理检查验收后签发准爆证。（7）通风散烟及喷水除尘（8）安全处理通风、洒水除尘之后，进行爆破后检查，包括有无哑炮及四周围岩的安全处理，以确保进洞人员和设备的安全。（9）出渣、清底（10）支护

3.洞挖主要施工缺陷

1）钻孔偏斜较大

2）超欠挖大，洞壁欠挖影响衬砌断面尺寸和结构安全稳定

3）半孔率低

控制措施：

1）选择性能优良合适钻机

2）放点后逐一检查，实行开孔许可证

3）设后视点，校正钻孔方向

4）缩短进尺

5）改进钻爆台车设计，方便操作钻机

6）优化爆破设计，调整孔间距、线状药密度、联网方式等

7）建立考核机制，促进操作工人质量意识。

五地下洞室开挖施工技术五地下洞室开挖施工技术4、新奥法施工新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称,它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础,将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法。4.1新奥法施工特点（1）及时性新奥法施工采用喷锚支护为主要手段，可以最大限度地紧跟开挖作业面施工，阻止围岩进入松动的状态，在必要的情况下可以进行超前支护，在隧洞爆破后立即施工以锚喷混凝土支护能有效地制止岩层变形的发展，并控制应力降低区的伸展而减轻支护的承载，增强岩层的稳定性。五地下洞室开挖施工技术（2）封闭性由于喷锚支护能及时施工，而且是全面密粘的支护，因此能及时有效地防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落，制止膨胀岩体的潮解和膨胀，保护原有岩体强度。隧洞开挖后，围岩由于爆破作用产生新的裂缝，加上原有地质构造上的裂缝，随时都有可能产生变形或塌落。当喷射混凝土支护以较高的速度射向岩面。很好的充填围岩的裂隙，节理和凹穴，大大提高了围岩的强度。同时喷锚支护起到了封闭围岩的作用，隔绝了水和空气同岩层的接触，使裂隙充填物不致软化、解体而使裂隙张开，导致围岩失去稳定。五地下洞室开挖施工技术（3）粘结性喷锚支护同围岩能全面粘结。（4）柔性新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段，因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩有一定的协调变形，可以和围岩共同产生变形，在围岩中形成一定范围的非弹性变形区，并能有效控制允许围岩塑性区有适度的发展，使围岩的自承能力得以充分发挥。另一方面，喷锚支护在与围岩共同变形中受到压缩，对围岩产生越来越大的支护反力，能够抑制围岩产生过大变形，防止围岩发生松动破坏。五地下洞室开挖施工技术4.2新奥法理论要点及施工要点（1）新奥法与传统施工方法的区别,充分利用围岩的自稳能力传统方法认为围岩是一种荷载，应用厚壁混凝土加以支护松动围岩。而新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构（以喷射混凝土、锚杆为主要手段）并使围岩与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破坏。达到充分利用围岩的自稳能力。新奥法将围岩视为隧洞承载构件的一部分，因此采用光面爆破、微差爆破等措施。减少对围岩的震动，以保全其整体性。同时注意隧洞表面尽可能平滑，避免局部应力集中。新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。五地下洞室开挖施工技术（2）适时支护允许围岩有一定量的变形，以利于发挥围岩的固有强度。围岩的变形是控制在一定范围内的，必须避免围岩变形过大，从而导致围岩强度的削弱以致引起垮落、失稳。（3）加强监测在施工过程中对围岩动态和支护结构工作状态和支护结构工作状态进行监测。并用监测结果修改初步设计，指导施工。量测的结果可以作为施工现场分析参数和修改设计的依据，因而能够预见事故和险情，以便及时采取措施，防患于未然。由上所述，新奥法的支护原则是：围岩不仅是载物体，而且是承载结构；围岩承载圈和支护体组成围岩的统一体，是一个力学体系。五地下洞室开挖施工技术5、主要支护手段与施工顺序（1）开挖开挖作业的内容依次包括：钻孔、装药、爆破、通风、出渣等。开挖作业与一次支护作业同时交叉进行，为保护围岩的自身支撑能力，第一次支护工作应尽快进行。根据地质条件和断面形状尽量采用全断面开挖，地质条件较差时可以采用分块多次开挖。如导洞法、台阶法、分区开挖、预留核心柱法等，一次开挖长度应根据岩质条件和开挖方式确定。岩质条件好时，长度可大一些，岩质条件差时长度可小一些。五地下洞室开挖施工技术导洞预留保护层开挖五地下洞室开挖施工技术

（2）支护第一次支护作业包括：一次喷射混凝土、打锚杆、挂网、立钢拱架、复喷混凝土，在隧洞开挖后，应尽快地喷一层薄层混凝土（3-5mm）。按一定系统布置锚杆，加固深度围岩，在围岩内形成承载拱，由喷层、锚杆及岩面承载拱构成外拱，起临时支护作用，同时又是永久支护的一部分。复喷后应达到设计厚度（一般为10-15mm）,并要求将锚杆、钢筋网、钢拱架等覆裹在喷射混凝土内。完成第一次支护的时间非常重要，一般情况应在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内完成。目前的施工经验是松散围岩应在爆破后三小时内完成，主要由施工条件决定。五地下洞室开挖施工技术1）锚杆按锚固型式分全长黏结型（水泥砂浆锚杆、树脂锚杆）、端头锚固型（胀壳式、倒楔式）、摩擦型。

水泥卷及树脂锚杆可达快速锚固作用，适用对洞室开挖随机锚杆及破碎岩体的快速支护。

端头锚固型可快速锚固岩体。2）锚杆按受力状态分张拉型、非张拉型

张拉锚杆对有层状节理面，通过张拉锚杆达到加固岩体的作用

预应力锚索主要应用大型洞室深层岩体稳定。3）管式锚杆和自钻式注浆锚杆，在岩石破碎容易塌孔使用该类型锚杆五地下洞室开挖施工技术自钻注浆锚杆预应力锚杆中空注浆锚杆五地下洞室开挖施工技术

4）超前锚杆爆破前，将超前锚杆打入掘进前方稳定岩体内，末端支撑在拱部围岩内专为超前锚杆提供支点的径向悬吊锚杆，或与支撑在作为支护的结构锚杆上，使其起到支护掘进进尺范围内拱部上方岩体，有效约束围岩在爆破后的一定时间内不发生松弛和坍塌。

5）锚筋桩锚筋桩主要对边坡，隧洞，坝体进行主动加固。锚筋桩作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中其功能是将锚固体与岩层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至岩体深处。锚筋桩一般采用长9m的3根或5根直径φ32mm的钢筋焊接组成。施工时在岩石或土质边坡上钻孔，将注浆管与锚筋桩绑扎后一起插入孔中，利用注浆管全孔一次灌注水泥浆液。五地下洞室开挖施工技术6）锚杆控制要点：锚杆长度：通过验收孔深，无损检测控制。锚杆方向：对施工期安全尤为重要，作业工人手风钻作业时造孔方向水平向容易操作，而锚杆方向应垂直开挖轮廓线，或穿过不利节理裂隙面。

锚杆锚固剂密实度：除随机锚杆外，尽量采用注浆型式，锚固剂（树脂和水泥卷）应重点控制锚固剂按使用说明书施工并保证填充数量。五地下洞室开挖施工技术

7）钢支撑钢构架支撑有格栅构架和型钢构架两类在洞口、岔洞段、软弱破碎岩体部位根据需要使用钢支撑加固岩体避免坍塌。

钢支撑构件应与围岩结合紧密，通过锁脚锚杆和喷混凝土形成拱肋8）超前灌浆在软弱、破碎地层中凿空后极易塌孔，且施作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时，采取超前小导管灌浆配合钢拱架使用。在条件允许时，也可在地面进行超前注浆加固；在有导洞时，也可在导洞内对隧洞周边进行径向注水泥浆或水泥水玻璃浆液、化学浆液(聚氨酯类、丙烯酰胺类)加固。

五地下洞室开挖施工技术钢拱架安装五地下洞室开挖施工技术（3）监测在安装锚杆的同时，在围岩和支护中埋设仪器或测点，进行围岩位移和应力的现场测量：依据测量得到的信息来了解围岩的动态，以及支护抗力与围岩的相适应程度。一次支护后，在围岩变形趋于稳定时，进行第二次支护和封底，即永久性的支护（或是补喷射混凝土，或是浇注混凝土内拱），起到提高安全度和整个支护承载能力增强的作用，而此支护时机可以由监测结果得到。新奥法的基本思想是充分利用围岩的自稳能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测加监控来指导地下工程的设计与施工。五地下洞室开挖施工技术（4）施工的基本原则1）

管超前：指采用超前小导管注浆防护，实际上就是采用超前支护的各种手段，提高掌子面的稳定性，防止围岩松弛和坍塌；2）严注浆：指在导管超前支护后，立即进行压注水泥浆或其它化学浆液，填充围岩空隙，使隧道周围形成一个具有一定强度的壳体，以增强围岩的自稳能力；3）短开挖：指一次注浆，多次开挖，即限制一次进尺的长度，减少对围岩的松弛；4）强支护：指在浅埋的松软地层中施工，初期支护必须十分牢固，具有较大的刚度，以控制开挖初期的变形；5）

快封闭：指在台阶法施工中，如上台阶过长时，变形增加较快，为及时控制围岩松弛，必须采用临时仰拱封闭，开挖一环，封闭一环，提高初期支护的承载能力；6）勤量测：指对隧道施工过程进行经常性的量测，掌握施工动态，及时反馈，是浅埋暗挖法施工成败的关键。五地下洞室开挖施工技术6、不良地质条件预加固和预支护技术

（1）小导管超前注浆注浆小导管采用38mm～50mm的焊接钢管制成，导管沿上半断面周围轮廓线布置，间距0.2～0.5m，仰角控制在10°～15°，注浆小导管管头为25°～30°的锥体，管长3m～5m，其中端头花管长2.0m～2.5m，花管部分钻有6mm～10mm的孔眼，每排4个孔，交叉排列，间距10cm～20cm左右。注浆小导管用风钻打入。注浆材料及配合比应根据地质条件和施工要求，通过现场实验确定。水泥浆或水泥水玻璃浆液、化学浆液(聚氨酯类、丙烯酰胺类)。

（2）开挖面深孔注浆对于断面比较大隧洞，因注浆小导管加固范围有限，故一般采用开挖面深孔注浆。五地下洞室开挖施工技术小导管（3）管棚超前支护当隧洞通过自稳能力很差的地层，可采用管棚法。所谓管棚，就是把一系列直径位10cm～60cm的钢管，沿隧道外轮廓线或部分外轮廓线，顺隧道轴线方向依次打入开挖面前方的地层内，以支撑来自外侧的围岩压力。管棚排列的形状可依据工程需要及断面形式确定。而管棚设置的范围、间距、管径则应根据工程地质和水文地质条件以及隧道的埋置深度等因素确定。不良地质条件围岩隧洞开挖采用“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。五地下洞室开挖施工技术五地下洞室开挖施工技术跟管钻机钻孔管棚施工五地下洞室开挖施工技术小导管注浆处理塌方五地下洞室开挖施工技术塌方冒顶灌浆处理五地下洞室开挖施工技术7、岩锚梁开挖五地下洞室开挖施工技术中部预裂抽槽两侧预留保护层，再采用垂直或水平光面爆破错距开挖两侧保护层。将岩壁梁保护层分为四个区，先采用垂直光面爆破施工①②③区岩壁梁保护层，最后进行④区保护层斜孔光面爆破开挖施工。④区先行完成光爆孔和爆破孔钻孔，插入PVC管保护；光爆孔全部采用固定样架造孔；增加树脂锚杆、低压灌浆等方式加固岩体；先行完成下拐点以下垂直面的支护，包括预应力锚杆等，根据岩石情况确定下拐点以上临时面是否喷混凝土；不断调整爆破参数、保护层厚度及开挖方式，执行“一炮一设计、一炮一审查”制度。五地下洞室开挖施工技术采用排架施工时在边墙上放置清晰、准确测量控制样点，搭设完成后进行测量复核，必要时标识造孔深度。定期进行洞轴线的全面检查、复测。同时，随洞室开挖、支护进度，每隔5m在两侧洞壁设一桩号标志。洞内测量控制点埋设牢固隐蔽，作好保护，防止机械设备破坏。水平开挖造孔前先根据拱顶中心线和两侧腰线调整钻杆方向和角度，经检查确认无误后方可开孔；垂直开挖造孔前质检员严格检查排架准确性、牢固性，对开孔点不平整部分进行找平处理，防止钻杆跑偏。在钻孔过程中通过标杆、水平尺、卷尺、坡度仪、吊线锤等检查调整钻杆角度、方向，并及时紧固排架。各钻工分区、分部位定人定位施钻，钻孔完毕后，及时检查钻孔质量，重点检查孔距、孔向、孔深，不合格孔要求废除重打。光爆孔及掏槽孔的偏差不得大于5cm，其它炮孔孔位偏差不得大于10cm。五地下洞室开挖施工技术五地下洞室开挖施工技术五地下洞室开挖施工技术五地下洞室开挖施工技术五地下洞室开挖施工技术8、岩爆防范施工技术措施：①应力释放孔：打设超前钻孔，钻孔直径同爆破孔，按2m间距设置，孔深5m，全孔装药（相当于应力解除爆破法）。②进入地质预报可能发生岩爆洞段，应采取“短进尺、弱爆破、多循环”的施工工艺，每循环2m进尺。同时加强光面爆破施工控制，尽可能使开挖面平顺，避免因开挖不平顺引起的围岩局部应力高度集中，导致岩爆发生③出渣、危石清理完成后采用压力水对掌子面20m范围内进行冲洗（充分洒水）以降低围岩表面张力、降低岩石脆性。④若围岩较差，快速确定随机支护参数，然后进行锚喷支护，及时封闭，必要时采用钢拱架等加强支护措施。五地下洞室开挖施工技术六地下洞室开挖设备

六地下洞室开挖设备六地下洞室开挖设备1、液压凿岩台车通常使用较好的凿岩台车（多臂钻）为瑞典生产的AtlasBoomer353E、H178或H178G三臂凿岩台车，台车最适宜的工作高度为8.5m，适用于大断面洞室的开挖。多臂钻造孔时，将车身驶于最佳位置，钻头摆动范围最好能覆盖每个炮孔放样点。六地下洞室开挖设备瑞典AtlasBoomer353E凿岩台车在洞室开挖支护生产中六地下洞室开挖设备2、盾构隧道掘进机（简称“盾构机”TBM）盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削岩体、输送石碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。

盾构隧道掘进机除广泛用于公路、铁路隧洞的软弱岩体外，还大量应用于地下水位较高的城市地铁、穿河穿海隧洞、地下引水、排水、蓄水的水工隧洞施工，如我国上海地铁、广州地铁、山西引黄及引大入秦隧洞、南水北调穿黄工程等等。

盾构掘进机可以开挖标准断面，也能开挖异形断面，可开挖平洞，也可开挖20%~30%斜洞。目前，已达直径14.4m，最大埋深130m，承受最大外水压力1MPa。盾构隧道掘进机外形图片

六地下洞室开挖设备六地下洞室开挖设备

3、反井钻机施工

水电站为满足不同条件和对水工结构物功能上的要求，设立地下竖井式闸门井、调压井和垂直于斜井压力管道。竖井、斜井施工素有“咽喉工程、死亡之谷”之称，因此竖井及斜井施工历来都是水电施工行业的难点和重点。

反井钻机导井施工方法于1950年在北美首先发展，60年代中期，反井钻机施工方法在欧洲，特别是德国开始受到欢迎，当时反井钻机钻孔直径为1.2m，深度为150~200m，而到70年代，钻孔直径可达2.0~2.4m,钻孔深度可达250~500m；发展到今天，世界上已有众多厂家生产反井钻机，典型的有美国罗宾斯公司，钻孔直径为1.2~6.0m；钻孔深度可达900m，法国维尔特公司生产的HG100、160、210、250、330SP系列，钻孔直径从1.4~6.0m,钻孔深度高达1000m。先导孔孔径20-30cm

我国自70年代开始研制反井钻机，并先后在煤炭和冶金系统中应用，产品多集中小直径扩孔的反井钻机，钻孔直径为0.9~2.4m，钻孔深度可达250m。1992年水电系统第一次引进反井钻机，在十三陵抽水蓄能电站的出线洞、调压井和高压管道斜井等工程上，使用反井钻机进行导井法施工，并取得了高效、安全、优质、经济的效果。此后反井钻机又在河南小浪底水利枢纽工程、山西万家寨引黄入晋工程、云南大朝山水电站等使用。反井钻机在大朝山水电站通风井进行施工照片六地下洞室开挖设备4、爬罐

是一种用于斜、竖井开挖的电动爬罐。其主要包括主罐、副罐、风水系统和电气系统，主罐和副罐安装在轨道上，主罐上设有传动装置和罐笼，主罐上方设有工作平台，电缆卷筒上的电缆与主罐和副罐连接。轨道由直轨、弯轨组成，通过胀壳式锚杆和支架固定在井壁上。本装置是依靠传动装置沿轨道做机械化的升降爬行，施工人员站在爬罐内操作升降，施工人员在工作平台上完全作业。本装置解决了爆破和爆破后除渣两大工序干扰的问题，实现平行作业，提高了工效、灵活性、快速性、经济性和安全性。六地下洞室开挖设备

六地下洞室开挖设备

六地下洞室开挖设备七地下洞室开挖质量的控制

七地下洞室开挖质量的控制1、审查施工组织设计承建单位应在每个单项工程开工前28天，根据设计文件、有关施工规范、现场地形地质条件和施工图纸的规定提交一份施工组织设计报监理审批。（1）施工组织设计内容应包括：工程概况；施工开挖布置图；施工进度计划；劳动力、材料和设备（包括辅助工程设备与设施）配置计划；开挖爆破设计；七地下洞室开挖质量的控制关键部位的爆破震动监测方案；支护施工方法和措施；出渣措施，渣场管理；灌浆施工措施；通风、散烟和除尘措施；供电、照明和通讯、信号措施；供风、供水与排水措施；安全防护与环境保护措施；可能遇到的特殊地层开挖和其他特殊施工方法；爆破震动监测方案等。七地下洞室开挖质量的控制（2）施工组织设计审查重点根据开挖工程施工区域的地形地质条件、工程特点、施工质量、安全保证和控制性工期要求，监理工程师在审查承建单位提交的施工组织设计时，应重点从如下方面着手进行：1）出渣道路的布置包括走线、坡度、道路的标准能否满足施工期运输的要求，是否与其它承建单位的临时设施、施工公共设施和永久建筑物发生干扰，道路的维护使用和维护是否能够完全的保证其畅通并达到预期的通行能力；特别是河道岸边的河床清渣和出渣道路，由于部分围堰、路基进入了主河道且处于洪水位以下，汛期将被洪水淹没并随时受到水流的冲刷，应对其结构的坚固稳定性，抗击水流的浸泡和冲刷的能力进行评价，以确保能够长期使用。七地下洞室开挖质量的控制2）集渣区域的设置是否考虑了现场的地形和周边环境条件，容量是否足够，拦挡和防护设施是否能发挥其应有的作用，结构设计是否坚固可靠，是否会严重干扰其它承建单位的临时设施、施工作业和公共设施的运行，威胁它们的安全。3）施工程序和方法是否满足技术规范的要求，开挖的施工顺序、分层高度、钻爆参数、支护的时间是否适时，临时排水设施是否建立，是否能使开挖边线和基础的质量得到完全的控制和保证。4）钻孔、挖装和出渣设备的配置是否与投标文件的承诺或施工合同文件的规定相符合，或是否能达到施工进度计划中要求的施工强度，设备和工艺的选择是否考虑了现场条件和特殊的施工技术要求。七地下洞室开挖质量的控制5）对于爆破和高处作业的特殊安全预防措施是否合理可靠。如果承建单位在施工组织设计文件中说明对某些工艺复杂、工序繁多或质量控制难度大的施工活动单独提交详细的技术措施，那么，监理工程师应督促承建单位在这些活动开始前编制详细的施工技术措施，并对照设计文件和技术规范的要求，充分考虑现场条件进行认真细致的审查。承建单位应单独提交的施工技术措施可能会包括：①岩石锚索的施工技术措施；②爆破振动监测和围岩损伤程度检测的技术措施。七地下洞室开挖质量的控制2、审查爆破试验计划在需采用控制爆破保护建筑物或保留岩体、或采用基岩面一次爆破和水平预裂、光爆爆破施工、或控制开挖料颗粒级配等情况下，承建单位应先进行必须的爆破试验。并于试验前编制爆破试验计划，报监理批准。爆破试验计划应包括以下内容：试验内容和目的；试验地点和部位选择；爆破孔位、孔间排距、孔深和倾角的选择；炸药类型、单位耗药量和装药结构；延时顺序、雷管型号和起爆方式；边坡预裂爆破和光面爆破的爆破参数选择；安全防护措施；试验工作量和作业进度计划；其他必须报送的材料。测量控制七地下洞室开挖质量的控制3、审核施工测量控制网

承建单位进场后监理组织进行测量控制网的交桩，交桩后承建单位按与控制网同等的精度进行复测，并将复测结果报监理审批。只有控制网复测结果经监理审批后控制网才可用于下级网（承建单位自设的加密施工测量网）的建立。承建单位在建立自己的加密施工测量网前应将其技术设计书报监理审批。承建单位应按照经监理审批的加密施工测量网技术设计建网，并将建网成果报监理审批，经审批后才可用于施工放线和施工检验。加密施工测量网应达到四等精度。平面与高程控制导线建立后，施工单位应向监理部报送以下成果和资料：测量仪器检定资料，洞口与地面控制点联测的平差资料及进洞关系平面图，控制导线测量平差计算成果。七地下洞室开挖质量的控制开挖前原始地形测量监理控制在地下洞室开工前，监理应进行以下事前控制工作，确保洞室位置的准确及施工质量：承建单位应在施测前14天将有关测量方案报告报送监理部审批。报告内容应包括：地形断面的布置、施测方法和计算方法、操作规程、测量仪器设备配置和测量专业人员配备等。全部测量数据和放样都应经监理检查，必要时监理要求承建单位的测量人员在监理人员的直接监督下进行对照测量。监理在复测中发现有错误时承建单位必须按监理指示进行修正或补测。在单项工程开工前28天，承建单位将开挖前实测地形图、开挖断面图和开挖放样方式报送监理审核，经监理批准后方可进行开挖。七地下洞室开挖质量的控制4、审查施工机械、设备的配置情况承建单位应在签署协议书后28天内，将一份本合同各项工作所需的施工设备清单，提交监理人批准。该清单的设备投入应满足并不少于合同文件中承诺的“拟投入本合同工程的施工设备表”的设备投入。监理人应在收到施工设备清单后的28天内批复承建单位。施工设备清单的内容应包括：新购设备的生产厂家、品名、型号、规格、主要性能、数量和预计进场时间以及订货协议复印件。旧施工设备的购置时间、残值、运行和检修记录以及维修保养证书等。七地下洞室开挖质量的控制承建单位施工设备进场后，监理人应按承建单位提供的施工设备清单，仔细核查进场施工设备的数量、规格和性能是否符合施工进度计划和质量控制的要求。如发现进场的施工设备不能满足施工要求时，监理人有权责令撤换。租赁设备的购置时间、租赁期限、租赁价格、运行检修记录以及维修保养证书等。不论承建单位采用何种方式取得的施工设备，都应对施工设备使用过程中造成的损失和损坏负全部责任，监理人一旦发现承建单位使用的施工设备影响工程进度和质量时，承建单位应按监理人指示及时予以调整和更换。七地下洞室开挖质量的控制承建单位配置的旧施工设备（包括租赁的旧设备），应由监理人进行检查，并须进行试运行，确认其符合使用要求后方可投入使用。监理人有权要求承建单位提交必要的租赁设备资料和有关图纸。不合格的工程设备的处理：由于承建单位使用了不合格工程设备造成了工程损害，监理人可指示承建单位立即采取措施进行补救，直至彻底清除工程的不合格部位以及不合格的工程设备，由此增加的费用和工期延误责任由承建单位承担。若承建单位无故拖延或拒绝执行监理人的上述指示，则发包人有权委托其他