《建设工程—大跨度地下厂房首层快速开挖支护关键技术施工工法工艺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建设工程—大跨度地下厂房首层快速开挖支护关键技术施工工法工艺.docx（15页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、蚀变及断层发育复杂地质条件下大跨度地下厂房首层快速开挖支护关键技术施工工法1、前言抽水蓄能电站地下厂房首层开挖过程中顶拱出现断层、节理、裂隙密集带及蚀变带发育，多处裂隙交互切割，局部形成不稳定块体，发生掉块，按长度计算其中In类围岩占比为61%,IV类围岩占比为39%,尤其厂右0+070.0000+137.OOO段主要以IV类围岩为主，为了选择适用于该条件下地下厂房施工的开挖支护方式，将地质条件的影响降低到最小，加快浅层、深层支护速度，同时推动抽蓄施工“零排放”，降低运输作业成本，改善洞室内作业环境，助力国家“碳达峰、碳中和”目标达成，特采用新能源设备进行开挖支护，采用预应力树脂-砂浆锚杆（3
2、2m11,L=9.0m）进行快速浅层支护，采用改造的多臂凿岩台车进行钻孔、卷扬机一体式穿索施工工艺进行锚索施工，加快深层支护进度。2、工法特点蚀变及断层发育复杂地质条件下地下厂房首层中导洞先行上下游侧耳跟进方式，同时当围岩蚀变及断层发育时，采用短进尺、弱爆破、强支护措施进行施工；地下厂房开挖出渣采用新能源电动装载机及电动自卸汽车，支护采用电动湿喷台车、电动三臂凿岩台车及电动混凝土搅拌运输车，改善洞内作业环境，以达到节能、减排、降噪、环保的目的；采用预应力树脂-砂浆锚杆（32mm、L=9.0m）施工，既满足了快速施加预应力的要求，又满足了耐久性要求，同时保证了在蚀变及断层发育复杂地质条件下的施工
3、安全。为保证地下厂房顶拱围岩稳定在顶拱布置有169束P=100OkN、L=25m的无粘结预应力锚索，采用改造的多臂凿岩台车进行钻孔、卷扬机一体式穿索施工工艺进行锚索施工，加快深层支护进度。3、适用范围本工法适用于大、中型抽蓄电站大跨度复杂地质条件下地下厂房首层开挖支护施工。4、工艺原理蚀变及断层发育复杂地质条件下地下厂房开挖支护施工过程中，首层开挖采用中导洞先行上下游侧耳错距施工方法；为保证开挖支护施工绿色环保同时缩短排烟时长，采用斗容电动反铲、斗容2.3m3电动装载机、21m3电动自卸汽车、9m3电动混凝土搅拌运输车及DW3-180电动多臂凿岩台车及HP33015电动湿喷车进行出渣、排险及支
4、护施工；同时在蚀变及断层发育顶拱部位，为及时施加浅层及深层预应力，采用预应力树脂-砂浆锚杆（32mmL=9.0m）和改造的多臂凿岩台车进行钻孔、卷扬机一体式穿索施工工艺进行施工。5、施工工艺流程及操作要点5.1 地下厂房首层开挖程序5.1.1 地下厂房首层开挖分块及顺序因厂房第一层断面尺寸较大（宽义高：26.5m10.0m）,根据洞身断面尺寸及围岩情况，采取横向分块的方法将厂房第一层洞室分割成中部（中导洞）（宽X高：10mX10.Om）和两侧耳（宽X高：8.25mX9.4m）、副厂房段侧耳（宽X高：7.50m9.4m）三部分进行施工。先对中导洞进行开挖，中导洞开挖50m后再进行侧耳区域扩挖，侧
5、耳扩挖时先进行上游侧耳区域（H区）的扩挖，上游侧耳区域开挖30m后开始下游侧耳区域（III区）扩挖。开挖顺序：I区-HI区-HII区。26.508.2510.008.25开挖顺序：中导洞开挖IT上游侧耳开挖ITl下游侧耳开挖图5.LIT地下厂房首层开挖分块示意图5. 1.2地下厂房首层开挖施工工艺流程1、施工工艺流程复杂地质条件下大跨度地下厂房首层中导洞及侧耳每一循环开挖支护施工工艺流程如下图所示。图5.1.2T首层开挖支护流程图2、首层开挖施工操作要点施工准备：在测量人员到来前需将钻爆台车、灯光等就位，并安排人员对掌子面松动石块进行清除。测量放线：每一循环作业前，采用莱卡全站仪TPS1201
6、（精度1”）进行测量放线。放样需先将顶拱圆弧中心和周边有代表性的控制点标出，以保证开挖施工的准确性。布孔：施工技术人员根据测量放线成果及爆破设计，进行现场布孔，用红漆标出每个钻孔的孔位，以便钻孔施工。钻孔：采用钻爆台车配合YT-28手风钻钻孔，钻孔角度和孔深，必须符合爆破设计的规定，已造好的钻孔，需进行保护。对于因塌孔无法装药的钻孔，重新扫孔或补钻，钻孔经检查合格后方可装药。装药：爆破孔采用32mm药卷装药，炸药采用乳化炸药。光爆孔采用1/2直径的32mm药卷（20mm小药卷），光爆孔分层装药，通过竹片绑扎，导爆索传爆。联网爆破：爆破网络采用数码电子雷管布置孔内延时网络，起爆雷管引爆。通风排烟
7、：通过设置在通风兼出线洞口的2X132KW通风机，进行强制通风、排烟。安全处理：出渣之前，由专职负责安全人员对洞内各部位进行安全检查，并将掌子面边顶拱的松动岩体和危石采用电动反铲进行处理，避免事故发生。出渣：出渣采用斗容电动反铲、斗容2.3113电动装载机，2Im3电动自卸汽车出渣。清底：出渣即将完成时，采用电动反铲对掌子面及底板松动岩块进行粗清理，在下一循环施工前再由人工采用撬杠对松动渣块进行细清理，以便钻机的钻设和钻架就位。5.2地下厂房首层支护程序地下厂房首层支护工程主要包括：水泥砂浆锚杆、预应力砂浆锚杆、预应力树脂锚杆、预应力树脂-砂浆锚杆、普通预应力锚索、钢筋网、钢肋拱、喷混凝土、排
8、水系统。5.2.1首层支护流程1、易县抽蓄地下厂房首层支护顺序In类围岩支护措施：地质素描f系统砂浆锚杆（C28,L=6m,入岩5.82m）施工系统预应力砂浆锚杆（C32,L=9m,入岩8.8m）施工f初喷混凝土5cm一挂钢筋网（小820OnInl200mm）f分层分次喷混凝土至设计厚度（厚20Cm）锚索施工。IV类围岩支护措施：超前支护锚杆f初喷混凝土5cm系统砂浆锚杆（C28,L=6m,入岩5.82m）施工一系统预应力树脂-砂浆锚杆（C32,L=9m,入岩8.8m）施工破碎带加强预应力树脂锚杆（C32,L=9m,入岩8.8In）施工f挂钢筋网（6820OmmX20Omln）f锚杆节点挂网架
9、立筋（C12150OnImXI50OnIm）f钢肋拱施工（厂右0+070.000厂右0+137.000段）f分层分次喷混凝土至设计厚度（厚20Cnb缺陷部位厚35CIn）f锚索施工一随机加强锚索施工。2、地下厂房喷射混凝土施工工艺流程图图5.2.IT喷射混凝土施工工艺图3、地下厂房普通砂浆锚杆（C28,L=6m,入岩5.82m）施工工艺流程图图5.2.1-2普通砂浆锚杆施工工艺图4、地下厂房预应力砂浆锚杆（C32,L=9m,入岩8.8h）施工工艺流程图图5.2.1-3预应力砂浆锚杆施工工艺图5、地下厂房预应力树脂锚杆（C32,L=9m,入岩&8m）施工工艺流程图图5.2.1-4预应力树脂锚杆施
10、工工艺图6、地下厂房预应力树脂-砂浆锚杆（C32,L=9m,入岩8.8m）施工工艺流程图易蓄工程地下厂房顶拱出现断层、节理、裂隙密集带及蚀变带发育，多处裂隙交互切割，局部形成不稳定块体，需及时完成浅层支护施加预应力。预应力树脂-砂浆锚杆（C32mm,L=9.0m）锚固段使用超快速树脂药卷（填塞长度不小于2.3m）凝固时间为4.5分钟，锚杆在装入树脂并搅拌均匀后5分钟即可张拉施加预应力，自由段利用埋入的灌浆管及回浆管灌入强度等级为m30的水泥砂浆。既满足了快速施加预应力的要求，又满足了耐久性要求，同时保证了施工安全，缩短了施工时长。图5.2.1-5预应力树脂-砂浆锚杆施工工艺图7、地下厂房顶拱锚
11、索（100OKN级无粘结锚索，锚索长25m）施工工艺流程图锚索造孔：预应力锚索为100OKN级无粘结锚索，锚索长25m。采用改装了一条锚索钻臂的三臂凿岩台车进行钻孔。通过将DW3-180三臂凿岩台车一条钻臂加厚钻臂钢板、加大凿岩机功率及扭矩、加装钻杆夹紧双侧大油缸的改造优化方式进行锚索孔快速钻孔施工。锚索穿索：机械辅以人工将锚索运至孔口，在锚索孔两侧布置锚杆（625mm孔深1.52m）。在锚杆外露端头焊接弯钩，把定滑轮固定在弯钩上，3t卷扬机的钢丝绳的一端穿过定滑轮，并将钢丝绳和安全绳同锚索体用铅丝绑在一起（6080Cm绑扎一道）。每上升6080cm,人工剪断铅丝，使锚索与牵引钢丝绳安装绳分开
12、。其中以钢丝绳作为主要牵引力，安全绳则为辅助牵引力。最后剩余23m时则用手提葫芦将锚索送入孔内。图5.2.1-6地下厂房顶拱锚索安装示意图图5.2.1-7无粘结预应力锚索施工工艺流程图5.2.2首层支护操作要点1、喷射混凝土施工操作要点(1)本工程地下厂房喷射混凝土采用湿喷法施工，设备采用HP3-3015电动湿喷车。(2)喷射混凝土作业按分段分片依次进行，喷射顺序自下而上；分层喷射时，后一层须在前一层混凝土终凝后进行，若终凝Ih后再行喷射，必须先用风水清洗喷层面；喷射作业紧跟开挖工作面，混凝土终凝至下一循环放炮时间不能少于4ho(3)喷射施工时，喷嘴按螺旋形轨迹一圈压半圈的方式沿横向移动，层层
13、喷射，确保厚度，使混凝土均匀密实，表面平整，喷嘴与喷射面尽量保持垂直，以减少回弹，确保喷混凝土的质量。喷射混凝土初凝后，立即洒水养护，持续养护时间不小于7天。2、普通砂浆锚杆(C28,L=6m,入岩5.82m)施工操作要点(1)本工程普通砂浆锚杆均采用先注浆后插杆施工方法。(2)严格按照施工图纸采用莱卡全站仪TPS1201(精度1”)进行测量放点布孔，并在岩壁用红油漆做好明显的标记，采用DW3-180型多臂台车造孔。(3)砂浆采用m30水泥砂浆配合比进行拌制，水泥砂浆锚杆施工稠度80mm100min,砂浆拌和均匀，搅拌时间不小于2分钟，随办随用，浆液在初凝前用完。(4)将注浆管插入距孔底510
14、cm,边注浆边缓慢匀速拔出注浆管，并及时用止浆塞堵住孔口，以免浆液溢出。(5)安装锚杆前，在锚杆上做出孔深长度标记，顶拱锚杆安装采用人工与移动式锚杆作业平台结合，借助移动式锚杆作业平台将锚杆插入孔内，插入锚杆后利用木塞固定。3、预应力砂浆锚杆(C32,L=9m,入岩8.8m)施工操作要点(1)布孔、钻孔及砂浆配比、稠度同普通砂浆锚杆。(2)预应力砂浆锚杆锚固段先注浆后插锚杆，张拉锁定后二次注浆施工工艺。(3)根据预应力树脂锚杆生产性试验确定9m预应力砂浆锚固段长度3m,在进行锚固段注浆前，在距离注浆管管口6m处做好标记，将注浆管插入距孔底5、IOCn1,边注浆边缓慢匀速拔出注浆管至看到标记时，
15、停止注浆，微停并缓慢拔出注浆管，及时进行锚杆安装，插入锚杆后利用木塞固定。(4)钻孔形成后，在孔口周围30CmX30Cm范围用M20水泥砂浆抹平，保证垫板安装紧密，水泥砂浆找平后，需等待3天，使砂浆强度达到要求，保证其强度能承受锚杆张拉的最大荷载。(5)锚固段注浆完毕后，待锚固段砂浆强度达到要求后，进行锚杆张拉，等强时间不少于7天。张拉设备采用已经率定好的扭力扳手，率定后的扭力扳手扭矩拧紧螺帽的扭矩不小于750Nmo通过扭力扳手拧螺帽，拧到设计值时，会发出声音，即张拉至设计值。预应力砂浆锚杆锁定后48h内，若发现预应力损失大于锚杆设计值的10%时，即损失值大于IOkN时，要进行补偿张拉。4、预
16、应力树脂锚杆(C32,L=9m,入岩&8m)施工操作要点(1)布孔、钻孔及孔口砂浆抹平同预应力砂浆锚杆。(2)根据预应力树脂锚杆生产性试验确定，预应力树脂锚杆锚固段为2.0m,锚固段填充超快速树脂药卷IOT2支，自由段填充中速树脂药卷22支。人工在支护台车上将树脂药卷放入锚杆孔口，采用PVC管推入孔内，重复此过程，先将锚固段超快速树脂药卷填充完毕，再填充自由段中速树脂药卷。(3)当确定树脂卷已经到填满孔内后，将锚杆尾部采用专用套具与DW3-180型多臂台车钻臂连接，开动凿岩台车，旋转锚杆，同时将杆体匀速推进至孔底。锚杆推至孔底后，旋转搅拌树脂25s后。及时在孔口将杆体楔住，锚固段树脂固化前不得
17、使杆体移位或晃动。并在孔口安装钢垫板、半球形垫圈及螺帽。(4)经树脂药卷凝固试验确定，锚固段超快速树脂药卷凝固时间为4.5min,中速药卷凝固时间为15min0树脂锚杆安装完毕后，5min后开始张拉，张拉开始至结束时间为5min15min,最大张拉时长不超过IOmino即自超快速树脂药卷凝固后开始，自中速树脂药卷凝固前结束。张拉设备采用已经率定好的扭力扳手。率定后的扭力扳手扭矩拧紧螺帽的扭矩不小于950Nmo通过扭力扳手拧螺帽，拧到设计值时，会发出声音，即张拉至设计值。5、预应力树脂-砂浆锚杆(C32,L=9m,入岩8.8m)施工操作要点(1)布孔、钻孔及孔口砂浆抹平同预应力砂浆锚杆。(2)根
18、据预应力树脂-砂浆锚杆生产性试验确定，预应力树脂锚杆锚固段为2.3m,锚固段填充超快速树脂药卷12支。人工在支护台车上将树脂药卷放入锚杆孔口，采用直径50mm的PVC管推入孔内，重复此过程。锚杆旋转搅拌安装过程同预应力树脂锚杆。(3)自由段排气导管安装时内端设于自由段距底部510cm,然后进行注浆管、垫板和螺帽安装。垫板采用Q235型钢，注浆管采用直径为20师的PVC管，排气管采用直径为8mm的PE管。排气管通过绑扎在8mm圆钢上塞入距孔底510cm0（4）张拉过程同预应力树脂锚杆，张拉完成后进行自由段注浆施工，水泥砂浆从注浆管注入，注浆压力：LOMPa,将排气管插入装有水的瓶子里，待瓶子里无
19、气泡产生或有稀浆时，停止灌浆。并卷好注浆管及排气管。6、顶拱锚索（100OKN级无粘结锚索，锚索长25m）施工操作要点（1）放样布孔同锚杆施工。（2）厂房顶拱100OkN锚索钻孔孔径为130mm,采用改装了一条锚索钻臂的三臂凿岩台车进行钻孔。开孔时，先低速冲击钻进，待钻进1.01.5m后，由技术人员复测钻孔各项参数，符合要求则继续钻进，对于不符合要求的钻孔进行纠偏处理后再正常钻进。钻孔过程中进行分段测斜，及时纠偏，钻孔完毕再进行一次全孔测斜。（3）锚索孔口垫墩采用钢垫墩。钢垫墩采用型钢焊接制作，钢垫墩安装前，用28天M40干硬性预缩水泥砂浆将岩壁抹平，厚度为5IOCIn。锚索灌浆后，孔口垫墩应
20、妥加保护，72小时内不得扰动。（4）锚索注浆压力通过试验确定，一般为0.l0.3Mpa,考虑顶拱高差产生的压力，采用1.0MPao（5）根据100OkN预应力锚索试验确定，10OOkN预应力锚索按设计吨位的110%进行张拉，张拉锁定吨位能满足设计锁定吨位90%的要求。预张拉：锚索正式张拉前，使用YDC270穿心式千斤顶先施加20%的设计张拉力；整束分级张拉：张拉过程：由20%P（预张拉）-*25%P-*50%P75%P-*100%P-*110%（张拉结束）。整束张拉采用YDC2000千斤顶，每级张拉完毕及升级前量测了伸长值并进行记录，每级张拉持荷时间为2分钟，最大值稳压10-20min后锁定。
21、6、资源配置计划6.1 材料与设备实施本工法，所需主要设备及工具见表6.I-Io所需各类型锚杆2982根（钢筋总重127.5t）,e8钢筋网片23.73喷C30混凝土1460十，无粘结预应力锚索（L=25m,P=100OKN）169束。主要施工机械设备表序号设备名称型号规格数量生产能力备注1电动反铲1.6m31出渣2电动侧卸装载机ZL501出渣3单臂凿岩台车1钻孔（支护）4多臂凿岩台车三臂2钻孔（支护）5电动自卸汽车20t7出渣6电动湿喷车HP3-30151支护7电动混凝土搅拌运输车9m32喷混运输8手风钻YT-2828钻孔9钻爆台车自制2爆破钻孔10支护台车自制111通风机2132kW1轴流
22、通风机序号设备名称型号规格数量生产能力备注12空压机KS175A-8F422m3min现场供风13砂浆灌浆泵GS40EB2锚杆注浆14张拉设备台套415压浆设备套216潜水泵5.5-156排水17污水泵5.54排水18电焊机ZX7-400N46.2 劳动组织力主要劳动力配置计划表序号工种人数备注1管理人员12技术人员33专兼职安全员34测量人员35试验人员26电工27空压机工28机械操作工129钻工2010钢筋工411张拉工8锚索张拉12电焊工413爆破人员814灌浆工615普工1016司机14合计1027、）贡量控制7.1 开挖质量保证措施7.1.1 严格按监理工程师批准的爆破方案进行钻孔、
23、装药、连网。7.1.2 钻孔质量符合下列要求：钻孔孔位依据测量放出的中心线、腰线及开挖轮廓线上的控制点确定。周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线的控制范围和掏槽孔的位置偏差不大于5cm,其他孔位偏差不大于IOcnu炮孔的孔底落在爆破规定的平面上。炮孔经检查合格后，方可进行装药爆破。7.1.3 炮孔的装药、封堵和爆破网络连接，由经过考核合格的炮工负责，并严格按照爆破设计进行作业。7.1.4 每次爆破后，对岩石爆破效果进行现场实地调查并做出评价，对爆破参数进行调整。7.1.5 光面爆破效果达到下列要求：残留炮孔痕迹在轮廓面上均匀分布。残孔率在完整岩石岩石上不小于85%,在较完整和完整性较差的岩石不小
24、于60%,较破碎和破碎岩石不小于20%o相邻两孔间的岩石平整，孔壁没有明显的爆震裂隙。相邻两茬炮之间的台阶小于IOcmo7.2支护质量保证措施7. 2.1支护施工中按规范规定进行喷锚材料、施工质量的抽样试验，锚杆施工按规定进行现场工艺和拉拔试验，试验结果报送监理人；喷硅前进行喷硅工艺质量和抗压强度试验，喷层厚度检查记录定期报送监理人。8. 2.2喷锚支护紧跟开挖工作面进行，以确保开挖面的稳定。9. 2.3加强围岩变形监测，重视补强加固工作，发现支护不充分时，尽快补强加固。10. .4做好超前勘探，加强地质预报，对可能发生塌方地段提前采取防范措施。11. 2.5严格执行验收制度，作好班组自检，作
25、好各工序的施工记录，施工过程中上道工序不合格或未经监理工程师验收阶段不得进入下一道工序施工。12. 2.6认真做好施工记录，各道工序施工人员必须经培训并经考核合格后方可上岗作业，严禁违章操作。13. 2.7喷射施工时，喷嘴按螺旋形轨迹一圈压半圈的方式沿横向移动，层层喷射，确保厚度，使混凝土均匀密实，表面平整，喷嘴与喷射面尽量保持垂直，以减少回弹，确保喷混凝土的质量。喷射混凝土初凝后，立即洒水养护，持续养护时间不小于7天。14. 2.8工具锚夹片与工作锚夹片两者不可混用，工具锚夹片使用一般不宜超过10次。工作锚板、限位板和工具锚板之间的钢绞线一定要保持顺直，不能相互扭结，以保证张拉的顺利进行。1
26、5. 2.9锚索上安装的各种管路保持通畅，管路系统耐压值不低于设计灌浆压力的L5倍。8、安全措施15.1 挖安全技术措施15.1.1 洞前，应对洞脸岩体进行察看，确认稳定或采取可靠措施后方可开挖洞口。15.1.2 1.2洞室开挖过程中设置直径1.5m,壁厚15mm的无缝钢管，钢管节长7m,管节之间采用法兰盘和螺栓连接。逃生通道起点设置在衬砌完成的混凝土衬砌的端头，逃生通道前部距离学子面间距小于30m。爆破时防止逃生钢管受到损坏，并在管口加设临时封盖。15.1.3 1.3自洞口计起，当洞挖长度不超过15m20m时，应依据地质条件、断面尺寸，及时做好洞口永久性或临时性支护。支护长度一般不得小于IO
27、瞑当地质条件不良、全部洞身应进行支护时，洞口段则应进行永久性支护。15.1.4 子面挖掘时，采用先上后下、先左后右或从左向右挖掘，保持掌子面的稳定。15.1.5 挖与支护平行作业时的距离，应按设计要求控制，但一般不应小于30m。15.1.6 跨度碉群开挖，按设计的开挖顺序进行，爆破时要监控爆破振动对本碉室及相邻碉室的影响。15.1.7 了提高爆破效果，保证光面爆破孔装药结构符合爆破设计要求，光面爆破孔装炸药必须采用竹片绑扎。15.1.8 1.8施工时采取分部开挖、分部支护、浅钻孔、弱爆破、多循环的施工方法，严格控制炮眼数量、深度及装药量，尽量减少对围岩的扰动。周边孔采用光面爆破的方法严格控制周
28、边成型质量，避免出现尖角等情况，减少应力集中的机会。15.1.9 洞室群开挖过程中，随时检查各洞室围岩的变形和应力监测数据，发现数据异常，危及洞室群围岩的稳定和安全时，及时采取临时性加固措施，并立即通知监理工程师。若研究分析结果，需要调整和修改地下洞室群的支护程序和支护方案时，编制地下洞群开挖和支护调整措施，提交监理工程师批准后执行。15.1.10 1.10监测和记录开挖爆破振动对地下洞室群围岩体的影响，安全监测记录及时提交监理工程师。施工过程中发现监测数据异常或出现危险情况时，立即采取有效措施进行安全保护，并及时报告监理工程师。15.1.11 同高程的地下洞室群，尽早完成高洞的开挖和支护，以
29、利于改善地下洞室群的自然通风条件，加速地下洞室群的施工。15.1.12 特大断面交叉的洞口，在特大洞室开挖前完成并做好支护。15.1.13 邻两洞室的开挖程序，采取间隔开挖，并及时支护、加强监测。15.1.14 1.14地下洞室群浇筑混凝土时，30m范围内的周边相邻洞室暂停开挖。15.2 护施工安全措施15.2.1 业前进行安全技术交底并做好现场安全监护。16. 2.2高处作业人员做好安全措施，戴安全帽，佩带安全带。8.2.3钻孔前作业人员检查风管连接是否牢靠。8.2.4高处作业人员正确佩带安全防护用具。8.2.5操作人员在使用混凝土喷射机时，检查机械是否正常运转并正确使用；8.2.6注浆前检
30、查注浆管道连接是否牢靠、通畅。8.2.7预应力张拉操作必须严格遵守操作规程，操作时有专人负责，千斤顶受力方向危险区内不得有人穿行或停留。张拉过程中要防止夹片脱落和飞出；内锚头突然失效；断丝与滑丝；8.2.8锚具在张拉、锚固过程中，不得敲击或猛烈震动，严防“飞锚”伤人。8.2.9预应力张拉区域标示明显的安全标志，禁止非操作人员进入。张拉锚索的端头设置档板。档板距所张拉钢筋的端部2%其宽度距张拉钢筋两外侧各不小于1m。9、环境保护措施9.1 保证施工现场道路平整、交通畅通并适量湿润使其无大量扬尘；场内设置连续畅顺的排水系统，使场内无大面积的积水。9.2 警示标志完备、醒目，重点地段，设置专项的安全
31、防护设施。9.3 施工现场实行封闭管理，保持场容场貌的整洁；在施工现场建立和执行防火管理制度，设置符合消防要求的消防设施，并保持完好的备用状态。水电线路整齐完好。9.4 采取有效措施控制施工过程中的各种粉尘，废气、废水、固体废弃物以及噪声、振动对环境的污染和危害。9.5 加强保护野生动植物的宣传教育，提高员工保护野生动植物和生态环境的认识。严格遵守施工区管理规定，严格执行用地规划，严禁乱砍乱伐。9.6 加强对施工人员的管理，加强火源管理，杜绝森林火灾。9.7 加强人员管理，禁止捕食各类野生动物，减轻施工对陆生动物的影响。9.8 施工现场区域和临时营地等设置垃圾箱，生活垃圾集中收集、专人定期清运
32、。确保施工场和营地环境卫生状况良好。9.9 施工场地建筑垃圾及时清理，运往指定弃渣场区域填埋，严禁随意倾倒。10、效益分析10.1地下厂房绿色设备施工环保分析本工程地下厂房开挖支护均采用新能源设备，9m3电动混凝土搅拌运输车，111)3斗容电动反铲、斗容2.3m3电动装载机、21m3电动自卸汽车、DW3-180多臂凿岩台车及HP3-3015电动湿喷车。对比传统燃油机械设备，新能源纯电动机械设备在地下厂房进行了应用，对比应用结果分析如下：10.1.1出渣运输效益分析1、出渣效率对比分析地下厂房首层中导洞In类围岩开挖循环进尺为3m,每一循环爆破方量为88.153=264.45m3,爆破后松散系数
33、按照1.53考虑，则每循环出渣量为264.451.53=404.6Im30(1)燃油动力机械设备出渣效率分析采用侧卸装载机装车，每台自卸汽车装车时间5min,平均运距1.6km,每车运输往返时间12min,平均运行速度16kmh每一钻爆开挖循环进尺出渣时间为4.5h,出渣效率为89.9h113ho(2)新源纯电动机械设备出渣效率分析采用侧卸装载机装车，每车装车时间7min,平均运距1.6km,每车运输往返时间12min,平均运行速度18kmho每一钻爆开挖循环进尺出渣时间为5.Oh,出渣效率为67.44m3ho经对比分析，新源纯电动机械设备比燃油动力机械设备出渣效率慢0.5h2、能源耗用费用对
34、比分析(1)燃油动力机械设备耗能分析每一钻爆开挖循环进尺出渣耗用燃油278.1L。其中反铲耗用燃油99L,侧卸装载机耗用燃油76.5L,平均每台自卸汽车耗用燃油34.2L。计算耗用燃油为：反铲耗用燃油+侧卸装载机耗用燃油+自卸汽车每公里耗用燃油=99+76.5+34.2X3台=278.IL耗用燃油费用为：278.1L7.2L=2OO2.32元。(2)新源纯电动机械设备耗能分析每一钻爆开挖循环进尺出渣耗用电能869.24kW。其中反铲实际耗用电能261.82kW,侧卸装载机耗用电能261.82kW,平均每台自卸汽车耗用电能86.4kWo计算耗用电能为：反铲耗用电能+侧卸装载机耗用电能+自卸汽车耗
35、用电能=261.82+261.82+86.4X4台=869.24kWo耗用电能费用为：869.24kwl元kw=869.24元。综合对比分析，每一钻爆开挖循环进尺,新源纯电动机械设备节省费用1133.08元，地下厂房首层开挖(4.52万m3)共计节省费用19.36万元。经相关专业机构现场实际测算，采用新能源纯电动机械设备后，地下厂房首层开挖(4.52万m3)减少柴油消耗量4.75万L,减少C02排放量190.29t。3、洞内通风排烟对比分析采用燃油动力机械设备时，洞内烟尘主要来源于洞室钻孔、爆破炮烟、粉尘及燃油动力机械设备排放的尾气。采用1台2X132kW的轴流通风机进行通风散烟，通风排烟一般
36、在O.5ho使用新能源纯电动设备后，减少了汽车尾气排放，洞内空气质量明显改善，采用相同通风设备，洞内通风排烟时间大大缩短，作业人员可快速进入施工作业面，加快了施工进度，且作业环境得到了极大的改善。4、纯电动机械设备使用时长分析每一钻爆开挖循环出渣时间为6ho纯电动反铲实际每小时平均耗电约43.64klVh,实际配置电量30OkWh,按可用电量27OklVh（续航剩余10%返回充电）使用，1台反铲可连续作业6h,单次充电时间Ih,可满足每一钻爆开挖循环出渣要求。根据实际应用情况，每一钻爆开挖出渣后，均需进行充电一次。纯电动侧卸装载机实际每小时平均耗电约43.64kWh,实际配置电量30OkWh,
37、按可用电量270kWh（续航剩余10%返回充电）使用，1台侧卸装载机可连续作业6h,单次充电时间Ih,可满足每一钻爆开挖循环出渣要求。根据实际应用情况，每一钻爆开挖出渣后，均需进行充电一次。单台自卸汽车实际每小时平均耗电21.6kWh,实际配置电量35OkWh,按可用电量280kWh（续航剩余20%返回充电）使用，1台自卸汽车可连续作业12h,单次充电时间1.5h,4台自卸汽车可满足每一钻爆开挖循环出渣要求。根据实际应用情况，每一钻爆开挖出渣后，每台自卸汽车需进行充电一次。综合分析，1台反铲、1台侧卸装载机、4台自卸汽车可满足每一钻爆开挖循环出渣时长要求，单每一钻爆开挖出渣完成后，均需进行充电
38、一次，不影响下一循环出渣要求。5、出渣运输情况总体分析结果地下厂房首层开挖出渣道路为通风兼出线洞，通风兼出线洞洞内最大纵坡为8%,通过新能源纯电动自卸汽车出渣运输情况来看，自卸汽车爬坡能力满足洞内出渣运输要求。通过机械设备配置、出渣效率、洞内通风排烟及纯电动机械设备使用时长等方面综合对比分析，采用纯电动机械设备每一循环进尺出渣效率虽比燃油动力设备慢l5h,但节省能源耗用费用1133.08元，且缩短了洞内通风排烟时间，洞内空气明显改善，施工作业环境得到了极大的改善。地下厂房首层石方开挖运输4.52万n）3,已节省能源耗用费用19.36万元，同时减少C02排放量190.29t010.1.2电动湿喷
39、台车效益分析地下厂房首层支护中采用电动湿喷台车，与传统干喷法相对比，采用湿喷台车工效大大提高：传统干喷法施工，工作面至少需要配置4名施工人员（2人供料，1人喷混凝土，1人辅助），喷射Im?混凝土定额消耗量为36Inin；而采用湿喷台车后，工作面仅需一名湿喷台车操作人员，且喷射1方混凝土仅需6min,喷护时间节约了83%,大大降低了人工消耗量，而且有效降低了现场粉尘污染。干喷法每方用电量为9kWh,湿喷台车每方用电量为7.5kWh,每方节约电量1.5kWh,按电价1元计算，每方节约1.5元；按照火力发电计算，地下厂房首层喷混凝土喷护239511）3,节约成本3592.5元，减少C02排放量2.I
40、t。10.1.3电动混凝土搅拌运输车效益分析采用电动混凝土搅拌运输车，运输能力、运输速度与传统燃油设备相同。传统燃油混凝土搅拌运输车运输单方混凝土平均需消耗燃油1.32kg,电动混凝土搅拌运输车运输单方混凝土平均需消耗用电量2.6kW4单方混凝土运输燃油费用为1.32kg*1.25Lkg义5.5元儿二9.08元，电费为2.6元，单方混凝土运输可节约成本6.48元/m3,且减少C02排放量4.21kgo地下厂房首层喷混凝土拉运2395m3,混凝土运输可节约成本15519.6元，减少C02排放量10.081。通过地下厂房开挖出渣设备、支护设备及混凝土运输设备的应用，可以看出，采用新能源纯电动工程机
41、械可以有效降低能耗,且采用电动工程机械后，可减少C02排放量，对环境影响较小。因此本工程计划在所有地下洞室施工中大力推进电工工程机械的应用，进一步降低能耗、减少C02排放量，建设绿色、环保工程，助力碳达峰、碳中和。10.2地下厂房预应力树脂-砂浆锚杆施工效益分析本工程地下厂房围岩较差，按长度计算其中In类围岩占比为61%,IV类围岩占比为39%,尤其厂右0+070.0000+137.000段主要以IV类围岩为主，需及时完成浅层支护施加预应力，确保施工安全。10.2.1预应力树脂锚杆预应力树脂锚杆虽然施工速度快，但耐久性差，无法大面积应用，只在断层破碎带及拱肩部位应用。10.2.2预应力砂浆锚杆
42、预应力砂浆锚杆采用锚固段先注浆后插锚杆，张拉锁定后二次注浆施工工艺；锚固段注浆完毕后，待锚固段砂浆强度达到要求后，进行锚杆张拉，等强时间不少于7天，且锚杆张拉48h后，进行自由段第二次注浆，单根预应力砂浆锚杆根据现场实际施工情况，最短时长为9天。10.2.3预应力树脂-砂浆锚杆预应力树脂-砂浆锚杆（32mm、L=9.0m）采用锚固段填充树脂，自由段灌注砂浆的施工工艺；锚固段使用超快速树脂药卷（填塞长度不小于2.3m）凝固时间为4.5分钟，锚杆在装入树脂并搅拌均匀后5分钟即可张拉施加预应力，自由段利用埋入的灌浆管及回浆管灌入强度等级为m30的水泥砂浆。单根预应力树脂-砂浆锚杆根据现场实际施工情况
43、，施工时长平均为1天。综上所述，预应力树脂-砂浆锚杆既满足了快速施加预应力的要求，又满足了耐久性要求，同时保证了施工安全，缩短了施工时长，经测算厂房顶拱600根预应力树脂-砂浆锚杆（32mm、L=9.0m）施工缩短工期约8天。10.3地下厂房预应力锚索钻孔施工效益分析由于本工程地下厂房围岩情况较差。地下厂房在顶拱处总计布置了169束P=100OkN.L=25m的无粘结预应力锚索，锚索孔钻孔直径13Onlnb钻孔长度25.3m。10.3.1常规锚索钻孔机械钻孔目前，水电工程常用的锚索钻孔机械为YG-80型全液压锚固钻机，该钻机钻孔直径689un250mm,钻孔深度可达35m120m,动力头输出最
44、大扭矩为7000Nmo该钻机采用低速大扭矩马达，整机性能稳定、可靠、使用寿命长，钻孔能力强。动力头行程长，钻机效率较高，钻孔角度范围内，0360。任意角度均可施工。该钻机在常规锚索钻孔施工中具有良好的性能。地下厂房首层开挖高度达IOnl高度，若顶拱锚索使用YG-80型锚固钻机钻孔，需要搭设脚手架作业平台，脚手架搭设高度高，锚索施工与洞室开挖存在相互交差作业干扰，洞室爆破开挖会对作业平台使用安全造成不利影响，如采用移动式作业平台，钻机钻进过程中对作业平台稳固要求较高，且洞室爆破时需提前停止锚固钻机钻进，将锚固钻机与作业平台固定牢固后将作业平台移至爆破影响区域外，施工相互干扰大，将会导致施工效率低
45、下。若待地下厂房首层开挖完成后再搭设脚手架采用YG-80型锚固钻机进行锚索钻孔施工，一则施工工期延长，二则深层支护滞后对顶拱稳定及施工安全不力。综上所述，地下厂房若采用常规锚固钻机进行锚索孔钻孔施工无法满足工期及施工安全要求。10.3.2三臂凿岩台车钻臂改造钻孔为缩短地下厂房首层施工进度，同时保证锚索及时施工，保证顶拱深层支护及时形成，确保顶拱施工安全，顶拱锚索钻孔采用DW3-180型三臂凿岩台车。DW3-180三臂凿岩台车三套钻臂采用独立液压控制系统，钻臂可伸缩，工作覆盖面积大，爬行能力W14,行走速度可达16kmh,工作机构采用全液压驱动驱动。DW3-180型三臂凿岩台车出厂时钻杆夹紧装置
46、为单侧液压油缸，钻进过程中钻杆加长连接时采用液压油缸将钻杆夹紧。由于地下厂房顶拱锚索为垂直向及上倾方向，且锚索孔长度较长，若使用该油缸，则钻杆垂直且长度长，钻杆加长连接时由于自重作用向下坠落，紧靠单侧液压油缸夹紧装置无法将钻杆夹紧。为解决该问题，对三臂凿岩台车的一条钻臂进行了改造，专门用于锚索孔钻孔施工。将凿岩台车的一条钻臂加厚钻臂钢板、加大凿岩机功率及扭矩、加装钻杆夹紧双侧大油缸的改造优化，增强了钻杆夹紧力，顶拱锚索孔钻进过程中钻杆加长连接时的钻杆掉落问题得到了有效解决。10.3.3三臂凿岩台车与常规锚索钻机对比分析1、交叉作业干扰对比分析三臂凿岩台车钻臂经改造后，用于顶拱锚索施工。三臂凿岩台车不需要像常规锚索钻孔设备一样搭设脚手架作业平台或移动式操作平台，且台车移动方便，洞室开挖爆破前，可将台车开至爆破影响区域外，爆破通风散烟后，可立即将台车开至作业平台，有效避免了锚索施工与洞室爆破开挖作业相互干扰，可实现锚索施工与洞室爆破开挖同步开展，有效保证了主厂房及主变洞顶拱深层支护及时形成，为洞室施工安全提供了有力保证。2、钻孔速率对比分析根据三臂台车现场实际钻孔速率，完成一个顶拱锚索孔(L=25m)钻孔平均耗时约3小时。根据以往工程经验，若使用常规锚索钻机YG-80型锚固钻机完成一个顶拱锚索孔(L=25m)平均耗时约7小时，
