隧洞堆积体段及岩石段开挖支护施工方案.doc

1、编制说明
本方案编制主要依据：
1）施工详图：《尾水隧洞开挖与支护图》
2）施工规范：《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》（DL/T 5099-2011）
《水利水电工程爆破施工技术规范》（DL/T 5135-2001）
《水利水电工程喷锚支护施工规范》（DL/T 5181-2003）。
3）合同文件。
2、工程概述
尾水隧洞主要包括：一条尾水主洞和三条尾水支洞。其布置详见附图1-《尾水隧洞布置平面图》。
尾水隧洞全长291.824m，堆积体洞段开挖断面为7.3(宽)×7.3m(高)的马蹄型，尾水洞主洞岩石段开挖断面为7.2(宽)×7.1m(高)的马蹄型。尾水支洞断面从尾水主洞到地下厂房的断面分别为6.2m(宽)×6.1m(高)的马蹄型、4.7（宽）×4.6m(高)的城门洞型、4.9（宽）×3.8（高）的城门洞型，不同断面间连接为渐变段。尾水隧洞底板混凝土面高程为EL720.000-EL.712.245。
尾水隧洞主要工程量见表2-1。
表2-1 尾水隧洞主要工程量表
项目
名称
单位
工程量
备注
尾水隧洞
洞挖
m3
9015

砂浆锚杆(φ25，L=3m)
根
882
入岩290cm
喷混凝土C20，厚t=15cm
m3
485

钢筋网（φ3.25@100×100mm）
m2
4405

钢支撑（H型钢150×150@750mm）
榀
68

2.1地质情况描述
尾水隧洞主要以片麻岩及岩夹石英岩为主，进洞一定长度为崩塌泥石堆积体。
3、施工布置
3.1 施工道路
尾水隧洞开挖与支护施工道路主要利用前期尾水池已形成的施工道路即可，该道路为泥结石路面，宽度为5m。
3.2施工用风、水、电布置
1） 尾水隧洞开挖及支护施工用风拟在开关站平台上游侧布置1台22m3空压机，用Φ100钢管输送，分别引管至尾水隧洞的开挖附近面，再由软管引至掌子面。
2） 尾水隧洞开挖及支护施工用水，从山沟溪流取水，用Φ65 PVC塑料管引至施工面。
3） 尾水隧洞施工供电,前期在尾水隧洞洞口上游修整的平台上布置一台50KW柴油发电机，后期若11KV供电线路接通网电后，可考虑该线路供电。
3.3施工通风、排水
1） 隧洞开挖前期采用自然排烟，后期采用压入式送风，在尾水隧洞的进口布置一台15KW轴流风机，接软风管至掌子面附近。
2） 考虑到尾水隧洞为倒坡，且在施工时段主要集中在雨季，拟采取在洞内设置积水坑分级抽排至洞外，积水坑大小、数量及潜水泵大小、数量根据洞内积水情况进行布置，初拟在洞内布置3台2.2KW的潜水泵及1根Φ100钢管排水管线。同时在尾水池底板布置一个大的积水坑，直接向围堰外抽排（已形成）。
4、开挖施工
4.1 进洞前支护
在尾水隧洞进口边坡锚杆施工、挂网喷砼施工完成后进行超前大管棚施工，同时在雨季前须完成洞口截水沟的施工。
超前大管棚施工，采用100B钻造φ100mm的孔，孔距400mm，深6000mm，孔向上漂 5°，沿尾水洞顶拱弧线分布；成型后插入φ65、L=6m钢管花管，随后灌注水泥浆或高流态水泥砂浆，灌浆压力0.1～1MP，并需待凝72小时之后方可进行隧洞开挖施工。
待凝期间需在洞口搭设钢管防护棚，用以防止边坡滑落物伤人。
4.2 堆积体内洞挖与支护
堆积体洞挖采用超前小管棚法全断面短进尺方式掘进，施工工艺为：超前小管棚施工→堆积体洞挖→素喷封闭工作面→钢拱架安装→挂网喷砼→系统锚杆施工→下一循环洞挖。具体施工方法为：
1）管棚采用100B潜孔钻造ø70mm的孔，孔距35cm，孔深400cm，孔向上漂5°，沿顶拱弧线分布；成型后插入长度为4m的ø50钢管花管，随后灌注水泥浆或高流态水泥砂浆，灌浆压力0.1～1MP，注浆参数根据实际情况进行调整，取得管棚最佳注浆参数，待凝72小时后进行开挖施工，详细作业见附图2-《堆积体洞挖管棚布置图》。
2）开挖用反铲轻柔作业，每循环进尺掘进进尺75～100cm。遇到大孤石时以分次解炮清除，结构边线上的孤石用光爆成面。
3）支护紧跟开挖面及时施工，在单循环进尺达到75～100cm时进行；先行初喷5cm厚素混凝土封闭洞壁，再安装钢拱架（如有需要，可打一定数量的随机锚杆），然后进行挂网喷混凝土，最后进行系统锚杆施工。
4）为增加钢拱架之间的整体性，每榀拱架安装完成后将拱架与上一榀拱架的底脚采用型钢进行拱架间的底脚的连接。
4.3 岩石洞挖与支护
4.3.1岩洞开挖
隧洞从堆积体掘进至岩体时，前期为强风化岩，开挖以短进尺、弱爆破、强支护为原则，进尺为1000～1500mm。随着开挖深入，根据围岩情况逐步调整进尺至2400mm。开挖采用全断面一次成型。
隧洞每个作业面开挖采用钢管可移动工作平台，YT-28手风钻造孔，中部直孔掏槽，周边光面爆破，人工装药，炸药采用ø32乳化药卷，非电毫秒雷管分段爆破；爆破参数初拟周边孔距为50～55mm，崩落孔孔距85～1000mm、排距为80～900mm，炸药单耗1.05kg/m3 ；每循环进尺2000mm至2400mm，爆破设计参见附图3-《尾水隧洞洞钻爆设计图》。炮碴采用装载机装车，15t自卸汽车运输出渣。
4.3.2 支护施工
隧洞开挖成型后应及时进行系统支护，一般滞后开挖面20～30m跟进。若围岩较差应先初喷素混凝土，必要时局部打临时锚杆锁定围岩。系统支护包含锚杆、挂网喷混凝土和局部钢拱架安装施工。锚杆钻孔采用YTP-28气腿钻，孔径43mm，深度3000mm。拱顶锚杆施工应采用先插杆后注浆，侧墙可采用先注浆后插杆的方式施工。喷混凝土一般在锚杆插完后进行，若围岩破碎可先行初喷混凝土封闭处理，再进行锚杆施工。
5、各工序施工
5.1锚杆工序施工
（1）砂浆锚杆施工工艺流程为：测量放样→钻机就位→造孔→洗孔（岩石锚杆）→安装锚杆→注浆。拱顶锚杆应采用先插杆后注浆，侧墙可采用先注浆后插杆方式施工。
（2）灌注水泥砂浆采用水泥强度等级不少于32.5的硅酸盐水泥，拌制配合比水泥：砂为1：（1～2），水灰比为40%～50%。
5.2 喷混凝土施工
喷射混凝土采用混凝土喷射机进行施工。喷混凝土施工工艺流程见5-2。
翻斗车运料
石
砂
混合料拌和
输料管
速凝剂
空压机
混凝土喷射机
水泥

水
图5-2 喷混凝土工艺流程
受喷面
养 护

（1）喷射施工前先将岩面清理干净；搭设工作平台；采用高压风配合人工清扫岩面；埋设控制喷层厚度的标志；对受喷面渗水部位，采用埋设导管作排水处理。
（2）喷射混凝土采取分段分片由下至上进行，先边墙后顶拱，最后喷射顶拱。喷射时，喷头要与受喷面垂直，距离60～100cm呈“S”形运动；先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，力求喷出的混凝土层面平顺光滑。
（3）挂网喷混凝土洞段，在锚杆施工完后进行，将网片固定在锚杆上，网片之间采用搭接方式连接，搭接长度为10cm，并相互绑扎牢固。
（4）喷射混凝土终凝后2小时开始喷水养护，养护时间不少于14d。
5.3 钢拱架安装施工
各单元拱架制作好后，运到工作面，架立前先用全站仪定出拱脚及隧洞的中线位置和拱脚的高程。开挖后应及时进行喷护，架设钢拱架。架立时，先清除拱脚处的松渣，然后根据定出的拱脚位置先安装左右拱脚的两单元，并临时固定后，通过钢板及螺栓连接安装剩余单元，即拼装成一榀，一榀拼装好后，通过用吊线锤的方法调整拱架的倾斜度，保证拱架在一竖直平面内，并通过用锁脚锚杆及周边的径向锚杆固定拱架。架设钢架时在拱脚一定高度处，紧贴钢架一侧边沿下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，最后用Ф25纵向连接筋进行连接，连接筋的环向间距为75cm。
（1）安装前，检查钢拱架制作质量是否符合设计要求。
（2）钢拱架安装允许偏差:横向间距和高程均为±50mm,垂直度为±50mm。
（3）钢拱架应立于可靠的基础上，不得支立于浮渣上。
6、施工进度计划
尾水隧洞开挖关键在堆积体段施工，其管棚施工工序多，钻孔难度大，花费时间多。须精心组织，合理安排。
尾水隧洞全长291m，其中尾水洞土质洞段预估长度50m，岩石洞段预估长度为241m，计划每天进尺及支护0.75m，完成土质洞段开挖需要67天，岩石洞段每天2个循环，单个循环进尺2.2m，岩石段开挖所需时间55天，其中岩石洞段系统支护滞后开挖30天完成，尾水隧洞开挖与支护安排工期152天，考虑到该洞室主要在汛期施工，洞内排水及尾水围堰可能出线的超标洪水对洞内施工影响，尾水隧洞开挖与支护安排工期210天。
尾水隧洞计划施工时段为为2013年5月15日开始洞挖施工，2013年12月10日开挖与支护施工完成。
7、主要资源配置
7.1主要施工机械配置计划
表6-1 主要施工机械设备配置计划表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
反铲
1m3
台
1

2
空压机
22m3/min
台
1

3
手风钻机
YT-28
台
8

4
潜水泵
2.2KW
台
3

5
自卸汽车
15t
台
3

6
装载机
1.5m3
台
1

7
砂浆注浆泵

台
1

8
混凝土喷射机
PZ-5
台
1

9
灌浆机

套
1

10
轴流风机
15KW
台
1

7.2 劳动力配置计划
表6-2 主要劳动力配置计划表
序号
名称
单位
数量
备注
1
机械操作手
人
4

2
汽车司机
人
6

3
风钻工
人
10

4
空压工
人
2

5
爆破工
人
2

6
钢筋工
人
1

7
电工
人
2

8
修理工
人
2

9
普工
人
10

10
管服人员
人
5

8、施工质量保证措施
⑴ 成立以项目经理为第一责任人，分管领导为主管责任人，各职能部门负责人及各分包商负责人为具体负责人的质量管理体系，进行全面质量管理监控工作。
⑵ 施工前认真仔细熟悉图纸，做好施工技术质量交底。
⑶ 选用先进的仪器进行测量放样，掌子面上用红油漆标定开挖轮廓线，顶拱中心线和两侧腰线。
⑷ 钻孔严格按照设计钻爆图施工，各钻手分区、分部位定人定位施钻，每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查。周边孔偏差不得大于5cm/m，爆破孔偏差不得大于10cm，以减少超挖和减轻对围岩的破坏。
⑸ 开挖中应根据岩石变化及时调整爆破参数，提高爆破效果，加快施工进度。
⑹ 堆积体洞开挖，选用技术好的机械操作手，驾驶反铲进行刨挖。
⑺ 开挖完成及时挂网、喷混凝土、施工锚杆和安装钢拱架，减小洞子变形。
⑻ 施工质量执行三级质检制，即作业班组自检，施工队技术员复检，项目部质安部终检。
⑼ 加强员工的质量意识教育，制定合理的奖罚制度，奖优罚劣。
⑽ 对于岔管的开挖，先进行1#和3#岔管的开挖，待1#岔管和3#岔管完成20m后，开始进行2#岔管的开挖。
9、施工安全保证措施
⑴ 成立以项目经理为第一责任人，分管领导为主管责任人，各职能部门负责人及各分包商负责人为具体负责人的安全管理委员会，进行全面安全管控。
⑵ 加强员工的安全意识教育，树立人人讲安全，处处注意安全。切实做到不伤害他人，不被他人伤害。
⑶ 进入施工现场必须戴好安全帽，按规定着装。高空作业必须系好安全带。
⑷ 危险部位应有隔离设施和醒目标志，防止他人误入。
⑸ 尾水隧洞洞口边坡马道雨季时禁止人员通行，并在附近做好相应标识。
⑹ 堆积体洞挖须在洞脸周边系统支护完成及大管棚施工完成后方可进行，应严格控制掘进进尺，及时安装钢拱架；密切关注拱架变形，必要时加密钢拱架支撑，确保隧洞安全。
⑺ 加强用电监管，电线电缆一律用瓷瓶挂墙布置，禁止私自乱拉电线。洞内电气设备、电缆、电线等须派专人维护，照明用电配备触电保护器，以防漏电伤人。
⑻ 爆破后应通风排烟20分钟以上方可进入，用反铲认真彻底清除岩壁上的危石，必要时顶拱喷素混凝土打临时锚杆加固。
⑼ 加强隧洞收敛监测，密切监控堆积体段洞壁变化情况，发现异常及时采取加固措施。
⑽ 严格遵守爆破作业安全规程，爆破人员持证上岗，危险区域有专人警戒摆手，起爆严格按警报信号操作，避炮位必须安全可靠。
⑾ 严格火工材料领用管理，作好出入登记手续，多余火工材料必须及时退库，不得私自储存。
⑿ 严禁酒后作业，杜绝野蛮施工。
⒀ 在汛期期间对尾水围堰外侧河道设专人进行水位监测，如尾水围堰河床水位达到EL.729，要求停止尾水洞一切施工，并撤出相应设备，以保证施工人员及财产的安全。
⒁ 考虑到钢拱架基础为软基，为减少出渣机械对钢拱架底板横撑的扰动，保证钢拱架的稳定，要求钢拱架支撑完成后对底撑回填石渣，厚度不小于30cm，用以保证钢拱架安全。
10、环境保护与水土保持措施
⑴ 开挖施工应尽量减少对边坡的扰动，防止坡面失稳。
⑵ 不得擅自砍伐树木、损坏植被。施工弃碴应运至指定碴场。
⑶ 加强饮用水源保护，施工废水应沉淀处理后排放。
⑷ 加强对噪声、粉尘、废气控制，努力降低噪声、粉尘和废气对周边环境的影响。
⑸ 生活垃圾应焚烧或掩埋处理。

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