DL T 5099-1999(条文说明) 水工建筑物地下开挖工程施工 技术规范.pdf
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1、p DL 中华人民共和国电力行业标准DL/T 5099 1999 水工建筑物地下开挖工程施工技术规范条文说明主编单位:中国水利水电第十四工程局批准部门:中华人民共和国国家经济贸易委员会叶rlJ咆片也i俗、手i1999北京目次1 施围633 总则.64 4 地质.65 5 测量.666 开挖697 钻孔爆破.74 8 出渣、运输769 临时支护.78 10 不良工程地质地段施工.80 11 监测8212 通风与防尘M13 辅助工程.8714 质量检查与验收8962 1范围1.0. 1 本规范只适用于水利水电工程中水工建筑物地下开挖工程钻孔爆破法施工。若采用掘进机等其它方法开挖时,应另制定相应的规
2、施。63 3总则3.0.4 地下工程施工工作面狭小,施工条件差,各种作业危险性大,环境污染严重,对人的安全和健康危害大。因此,开工前要制定安全技术措施,严格遵守安全操作规程,严格遵守国家劳动保护法令和卫生标准,不断改善劳动条件,以防止伤亡事故和职业病的发生,保障施工人员人身安全和身体健康。3.0.s 施工中,对围岩变形进行监测是新奥法施工的原则之一。通过监测,控制围岩变形,发挥围岩的自承能力,调整施工程序,修正支护参数,达到安全施工的目的。对围岩进行监控是地下工程开挖安全施工的重要手段,施工时,在监理单位组织下,设计、地质和施工单位要密切协作做好围岩稳定的监测工作。有条件的施工单位吁设专门机构
3、和专业人员进行这一工作。64 4地质4.0. 1 工程地质与水文地质资料是制定开挖方法的依据,是保证安全施工的重要资料。实践证明,洞室工程在开挖中出现的最多问题都与地质因素有关。施工单位只有更多更详细地了解和掌握地质资料,才能做出符合地质条件的开挖方案,保证顺利施工。因此监理单位应向施工单位提供详细的地质资料。本条特别强调在提供的工程与水文地质资料中应着重阐明的几个方面的问题。岩石等级的划分,仍采用原规范中的十六级分类。围岩分类按水利水电工程地质勘察规范规定的分类,即按岩石强度、完整性系数、结构面性状、地下水结构面产状与洞轴关系五项因素的和差总评分为基本依据,围岩强度应力比为限定判掘,将围岩分
4、为五类。4.0.3 开挖过程中,如发生塌方、围岩变形量大、涌水、岩爆等情况,应及时通报监理单位,对发生原因、发生时间、处理经过等做详细的记录,这是重要的施工资料,也是处理合同总价的依据。4.0.4 开挖中围岩失稳或造成塌方的主观原因之一是对地质条件掌握不够。施工单位应认真分析研究地质资料,根据地质条件,作出正确的施工对策,制定切实可行的、有效的工程措施,避免事故发生。65 5测量s.o. 1 明确了地下洞室施工测量的基本任务是进行贯通设计、贯通测量和施工放线。s.0.2 原规范所规定的极限贯通误差容许值和中误差分配原则,是根据80年代以前,我国数卡座隧洞按传统方法测量的贯通情况制定的。90年代
5、后测量新技术有了飞速发展,贯通测量的精度也有了很大提高,本可以在规范修订时把容许的极限贯通误差规定得再小一些,但考虑到一些中小型电站仪器设备条件,更主要的是地下工程的开挖精度,原规定己能满足要求,没有必要再提高精度,只是把原规范表3.o. 2-2的备注说明取消,本规范的表s. o. 2 1和表s.o. 2-2的备注说明中重新增加了三条。说明中解释了相向开挖长度和通过曲线隧洞、斜井贯通时对纵向误差的特殊要求,以及通过竖井定向的中误差分配原则。表中纵向误差要求比较低,主要是针对坡度较小的直线隧洞而言的。因为坡度较小的直线隧洞,纵向误差即使很大,对纵向上的坡度影响也是很小的。El_通过曲线隧洞,如9
6、0。转角的弯道,纵向误差就等于横向误差,通过45。斜井时纵向误差就等于竖向误差,故对纵向误差的特殊情况作了规定。通过竖井定向对横向贯通误差影响较大,故把它作为一个独立因素参加贯通中误差的分配,这样对地面和地下控制的要求就相应提高了。s.0.3 所采用贯通误差计算公式,列入附录C,原规范第3.0.3 条、第3.o. 5条所有内容均取消,因为本规范的施工测量任务主要是满足地下开挖工程,因而地面控制测量的任务和技术要求均被删除。这部分内容遵照剖,5293水利水电工程施王测量规也执行。s.o.s 地面控制测量已由建设单位完成,在本章未列这部分内容,若要了解地面部分时,请见日,5293。66 s.o.
7、6 说明地面与地下控制联接进洞时层次越少,精度越高。因为洞口点的联接角,距贯通面最远,它的误差大小,对贯通精度的影响比重最大,故要提高一级精度。s.0.1 系根据原规班第3.0.4条、第3.o. 6条的内容和80年代以后国内测量新技术的发展而制定的。(1)原规范未划分施工导线和基本导线,这里作了划分和说明。(2)施工导线是为了施工放线用,必须跟着开挖面布设。规定50m左右设一个点,是为了减少开挖面放线的困难。(3)是对原规范第3.0.4条第一款的修订。根据生产实践,强调把导线作到设计中线上已不现实由于全站仪的出现,布自由导线很方便,但使用常规仪器的中小型电站还是布在设计中线上方便使用。(4)是
8、根据国内地下工程已广泛使用光电测距仪而制定的光电测距导线等级标准。表5.0.7-1是以5mm级和lOmm级光电仪和洞内允许测量中误差士40mm为前提,按支导线端点误差而又求出的各种导线边长、测角精度和允许的单向导线最大长度,以及对应的相向贯通间距。使用时可根据仪器的精度和选用的导线边长,查找对应的测角精度和适合的贯通距。没有硬性规定什么贯通间距一定要用什么等级的导线,比较灵活。见SL5293第8.3.3条。(5)根据国内的实践情况,考虑到些设备条件较差的中小型电站,所以铜尺量距导线仍然保留。fJl原规范表3.0.4的测角、量边精度过低,边长太短,贯通间距也太小,故参照SL5293作了修订,但S
9、L5293中规定的1.8”、2.5和5”的测角中误差分别为9测回、6测回和3测凹的,显得太多。根据实践和调研,分别修改为6、3、2测回,且洞内只有两个方向,完全能达到上述精度。例:JZ型经纬仪的内符合精度为每测回士2”,考虑到外界条件的不利影响因素,将中误差增加1倍,即每测回按土467 6测回的中误差为:士4士1.63士1.8 3测回的中误差为:士4”I.言士2.31”士2.5 2测回的中误差为:士4”I./2 士2.83”士5(6)系常规方法。见SL5293第8.3. 5条。(7)防止洞内导线成果出错误的重要措施。(8)系原规范第3.0.4条二、三款的修订,说明与表s.o. 2-1和表5.0
10、.2-2相同。(9)为减少篇幅,未把光电仪作业和钢尺丈量的技术要求写入正文,故正文中作了说明。s.o.s 系原规范第3.o. 7条的修订,增加了洞内三角高程代替四等水准,取消了地面水准测量和表5.o. 7,重点阐述地下高程控制。s.o. 10 对施工测量的技术要求:(1)原规范规定,开挖轮廓放样误差不大于lOOmm,为与SL52-93规定统一,本规范改为不大于50mm。( 2)激光准直和TAPS非接触自动极坐标测量系统,无需反射棱镜光电测距仪为近代的新技术,应大力推广。特别是TAPS非接触自动极坐标测量系统的应用,能快速、自动、精确地定出开挖周边的炮眼位置,大量减少超挖,提高工效,节约成本。(
11、3)是保证放样精度的一般措施。(4)关于测量断面的间距和放线精度所要求的标准,是根据工程需要制定的。该条所列标准,已能满足工程要求。68 (5)是实践和理论都证明了的简便实用的方法。(6)工程结算所必须提供的测量资料。6开挖6. 1一般规定6. 1. 1 应结合工程实际情况,有所侧重。如遇地质条件较差的工程,应突出制定不良地质的施工方法和支护措施;如遇埋深较深的长隧洞或地下洞室群,应重点进行通风设计、高应力区施工及洞室群的施工程序等。6. 1.2 本条是对隧洞断面大、中、小的分级,与原规范一致。6. 1.3 地下开挖工程的超挖问题是一个十分令人关注的问题,原规范规定平均径向超挖值不得大于20c
12、m,数十年来的工程实践证明,是不易达到的。超挖主要与排炮进尺、钻孔外插角、地质条件等因素有关。开挖中,应加强现场管理,确定合理的排炮进尺,认真按照爆破图进行钻爆作业,对周边孔应设控制方向的明显标志,认真控制钻孔外插角,并根据地质条件调整钻爆参数,以尽量控制和减少超挖量。为了使规范具有连续性、先进性和可操作性,结合已建地下工程的实际情况,并考虑到平洞、斜井、竖井施工条件的差异,提出了不同的允许超挖值。对于困地质原因,如局部不稳定模形体、节理裂隙发育地段、岩爆地段、断层、破碎带等造成的超挖,应由施工单位提出资料,由监理单位根据实际地质条件提出处理措施。6. 1.4 本条主要是从安全角度考虑所采取的
13、施工方法。6.1. s 撬除危石方法根据洞室大小可采用人工或机械方法。6. 1. 6 寒冷及高寒缺氧地区地下工程开挖,洞外辅助工程应有防冻保温措施。高寒山区因海拔高,大气压力低,施工是在缺氧的环境下进行的,人体的劳动能力和机械效率都会降低。目前有效的措施是减少劳动时间,加强通风,必要时进行补氧。对施工设备应增大容量等。69 6-2洞口开挖6. 2. 1 开洞口是隧洞开挖中重要的二步,一般应有专门的技术措施,有些工程由于措施不周密,施工中又不注意,往往造成难以成洞的被动局面,耽误工期,又不安全。洞口削坡必须自上而下分层进行,并按设计要求进行边坡加固,待明挖及支护完成后再开洞口进行洞挖。6.2.
14、2 6.2.4 这三条内容基本一致,目的都是为了减少对洞口周围岩体的扰动,除实行控制爆破外,待洞脸形成后,要求在洞口规格线外打两圈锁口锚杆(边、顶)然后再开洞口。有不少工程在洞口上方布置有永久进厂公路,洞顶以上岩体覆盖较薄,可先在公路上向下打垂直悬吊锚杆或其它加固措施,然后再开挖洞口。6.2.5 开挖洞口强调先导洞后扩挖,或浅孔弱爆破并及时支护等,目的是为了减少对洞口周围岩体的扰动,增加洞口岩体的稳定性。对稳定性差的町、V类围岩在开洞口前,应先采取深锚杆、注浆等措施加固后再开挖。洞口开挖宜在早季完成,若不能避开雨季,应采取措施。6. 2.6 水利水电工程的导流隧洞或电站的尾水隧洞等往往都低于河
15、水位,洞口都有防洪要求,应按工程等级相应的防洪标准进行挡水建筑物设计。6.3平洞开挖6.3. 1 平洞开挖方法随着施工机械的发展而变化,一般lOm跨距以下的洞径,都能采用全断面开挖法,以发挥施工机械效率和减少对围岩的扰动。但由于施工机械性能、装药、锚喷登高作业设备性能所限,洞高超过lOm时顶部作业已十分不便,应考虑台阶法分层开挖。6.3.2 在.N类围岩中开挖断面较大的隧洞,围岩的稳定性较差,70 设计的支护工程量也比较大,采用全断面开挖法较困难,应推荐分部开挖并及时支护。若顶部有永久支护或衬砌要求的隧道,一般应将顶部支护衬砌做完后再开挖下部,这样可降低顶部支护衬砌的作业高度和难度,也可保证安
16、全施工。6.3.3 尽管随着机械化程度的提高,隧洞全断面掘进法已较普遍地采用,但仍不能排除隧洞先导洞后扩挖施工方法的适用性,特别是需要进步查清地质条件或为了解决通风、排水时,常采用先开挖导洞的方法。6.3.4 本条所提的排炮循环进尺是指一个自由面掘进时的钻孔深度(含导洞或全断面掘进),扩挖时,子风钻钻孔深度可不受此限制。钻孔深度根据断面大小、围岩类别、钻孔机械性能等确定。6-4 竖井与斜井开挖6.4.2 自上而下全断面开挖时,无论是露天井口或埋藏式井口,都必须采取措施,确保井口稳定。对自上而下开挖的竖井深度超过30m时,人员上下宜采用提升设备,并在井壁设置带防护栏的人行楼梯或爬梯。本条强调井壁
17、有不利的节理裂隙组合时,应加强支护,防止岩石拥落,确保施工人员安全。对有水地段要做好防水排水。6.4.3 采用先开挖导井后自上而下扩大开挖时,当竖井断面较大时,应优先考虑机械扒渣,以提高开挖速度,减轻劳动强度。导井堵塞处理极其困难,安全威胁大,因此,强调要采取措施,防止这类事故发生。导井口应有防护设施,防止人员坠落,竖井或斜井与平洞的连接段应进行加固,以保证施工安全。6. 4.4原规范第4.4. 4条为留渣蹬渣扩挖法,但因问题较多,不宜提倡,将此法删除。把原规范的第4.4.5条,加上爬罐法合写成在I、E类围岩中小断面竖井自上而下的全断面开挖法。6-4-5 一次钻孔、分段爆破成井的方法,开挖深度
18、主要受钻孔精度的限制,只要钻孔偏斜率在1%以内所产生的偏差不超过井的开挖范围,均可采用此法开挖。此法具有成井速度快的特点。71 6.4.6 导井开挖方法中补充了爬罐法及反井钻机法,并明确了适用范围。6.4.7 斜井开挖方法按其倾角大小确定。斜片,倾角按水利水电建筑工程概算起额进行划分。6.5 特大断面洞室开挖6.5. 1 特大断面洞宝包括地下厂房、主变压器室、尾调压室、大型导流隧洞、泄洪隧洞等,其中以地下厂房枢纽为代表的洞室群开挖是一项比较复杂的系统工程,往往洞室数多达几十条,隧洞总长度达数公里。主厂房跨度大,边墙高,断面积达1000m2以仁,开挖必须分层进行。6.5. 2 特大断面洞室的开挖
19、一般均采用自上而下分层开挖的方法进行。6.5.3 地下厂房中岩壁、岩台吊车梁是近年来采用的一种先进结构,它充分利用岩石的承载能力,其受力情况取决于岩石质量、岩壁台座的角度、锚杆的深度和角度。岩壁的开挖要求成型好,超挖少,爆破对围岩破坏小,因此,应制订专门的技术措施,以保证开棺符合设计要求。6.5.4 N类围岩,稳定性差,特大断面洞室开挖应采取先边墙后顶拱的施工方法。边墙和顶部根据围岩稳定情况,先开挖导洞,然后顺边墙扩挖并提筑混凝土,边墙全衬后,再开挖顶拱,采取边扩边衬砌的方法施工。6.5.5 设计断面有拱座,采取先拱后墙法开挖,应特别注意拱座的开挖质量。对拱脚以下开挖提出要求的目的是保护拱座不
20、受或少受爆破的破坏。同时要求下部开挖时,顶拱混凝土强度应达到设计强度的75%,以防止对顶拱混凝土的破坏。6.5.6 地下厂房中的母线洞,引水支管及尾水洞等,均与厂房高边墙相交,宜先开挖与其相交的小洞并做好支护,以保证主厂房高边墙开挖时的稳定,若无此条件应有专门施工措施,保证高边墙的稳定。72 6. 5.7 地下枢纽各大洞室,母线洞与尾水洞平行布置相隔距离近开挖后留下的岩墙岩柱薄施工时,确保岩体稳定是首要问题,!但采取合理的开挖程序和开挖方法,及时支护,加强监测以策安全。6.6施工支洞6.6. 1 施工支洞数量关系到施工工期和造价,因此支洞设置须通过技术经济比较确定。对地下厂房,由于高差大,层次
21、多,为了满足各层开挖的施工通道需要,往往要布置较多的施工支洞。根据具体工程布置条件,可利用永久隧洞作为施工通道或在永久隧洞内分岔开施工支洞。必要时应另开施工支洞。6.6.2 施工支洞布置主要根据工程布置和场地条件确定。73 7钻孔爆破7. 1钻爆设计1. 1. 1 钻孔孔距、最小抵抗线等参数与孔径有关,钻孔孔径太大,爆破后会造成岩面不平整,超挖大。因此,对孔径作了限制。1. 1.2 地下工程开挖己普遍应用光面爆破和预裂爆破技术,已有成熟的经验并取得较好的效果,应全面推广应用。1. 1.3 地下工程开工前,必须进行钻爆设计。钻孔爆破设计主要是保证爆破后的断面轮廓符合设计要求,提高爆破效率,减少对
22、围岩的震动破坏,以保持围岩的强度,发挥围岩的承载能力。本条强调循环中任一炮眼爆破引起的破坏范围不应超过周边孔爆破产生的破坏范围。相邻地下建筑物,浅埋隧洞地表有建筑物或附近有国家保护的重点文物时,应按其抗震要求进行钻爆设计,以保证建筑物的安全。抗震标准可按附录G表G2中的允许质点震动速度选用。1. 1.s 特殊工程部位主要指岩壁、岩台吊车梁处的岩壁、岩台,高压岔管,岩塞等部位的开挖,因设计要求高,建筑物也重要,为保证开挖质量达到设计要求,应制定专门钻爆设计。7. 1.6 特大断面洞室中下部开挖,采用预留保护层或边线预裂深孔梯段爆破技术已有成功的经验,宜推广应用,它既可保护围岩,又可发挥机械化作业
23、的效率。孔间微差顺序起爆新技术已在许多工程中应用,宜积极采用。台阶高度主要取决于国岩稳定条件。在围岩稳定的条件下,台阶高度又受钻孔偏斜率的控制。台阶高度最大不宜超过lOm,主要是从钻爆后岩面的平整方面考虑的。若围岩稳定性差或高应力区,台阶高度应受到限制。74 1.2钻爆作业1.2.2 钻孔质量是取得爆破效果的关键,除孔位、开口准确,钻进深度一致外,主要是控制钻孔外插角。施工时要设立明显的参照标志,使施工人员能控制钻孔角度和方向。1.2.4 使用塑料导爆管非电毫秒雷管进行爆破作业是近几年发展的一项新技术,它具有使用方便,联线简单,耐火抗震抗电安全等特点,应积极采用。吊罐法、爬罐法开挖可能造成杂散
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