排风洞进洞施工方案

1、覆盖层进洞专项施工方案（作者：范林文）摘要本文介绍了狮子坪水电站地下厂房排风洞工程穿越89.49m长的崩积块碎石土覆盖层的主要施工方案：洞口明挖、边坡防护、管棚进洞、特殊情况处理关键词覆盖层边坡防护超前灌浆小导管 工字钢1、工程概况狮子平电站地下厂房排风洞穿越89.49m长的覆盖层，覆盖层开挖断面为6.1m x 6.6m，最大埋深42m 60m,绝大部分为第层 Q4 col+dl崩积块碎石。该层块碎石大小混杂堆积，大的直径2m 3m,小的3cm4cm, 般15cm- 30cm,几乎无碎土夹杂，地层松散架空，孔隙率达2030%呈散体结构。第层崩积块碎石系岩体卸荷与崩塌物理地质作用形成不稳定岩块崩

2、塌坠落，在坡脚堆积形成的倒石堆。倒石堆顶部高程达2300m 2380m,堆脚紧接I级阶地后缘，最大堆高 200m 280m,堆宽90m260m平均坡度40°50°，倒石堆处于极限平衡状态。 而排风洞洞口刚好座落在倒石堆堆脚附近，隧洞洞口明挖与洞挖展开，会破坏倒石堆极限平衡状态，容易导致倒石堆的失稳和垮塌，同时，排风洞穿越崩积块碎石层长度大，洞口段埋深浅，崩积块碎石几乎无细粒充填物，大小块碎石混乱，呈散体结构，其地质环境恶劣，成洞条件极差。2、施工程序施工程序如下：3、施工方法3. 1、洞口明挖3.1.1明挖设备：一台PC300反铲开挖，3台10t自卸汽车出碴，一台 DLC5

3、0装载机在碴场进行维护。3.1.2开挖方法：自上而下分层开挖，分层高度在35m之间，每开挖完一层，及时进行洞脸边坡防护的施工，相对应的边坡永久防护施工完后再进行下一层的开挖。3.1.3开挖控制参数见下图明浇洞段长：8m洞脸边坡坡比：1： 1.25明槽开挖上、下游边坡坡比：1： 1.25排风洞洞口开挖平面图排风洞洞口开挖纵剖面图第一层第二层2095F5800明浇段说明：图中桩号单位以米计，标注单位以厘米计。317国道2、边坡永久防护施工具体布置及结构见下图:排风洞洞脸边坡支护平面图1200贴坡M1（浆砌石挡墙典型剖面图C2（砼截水沟典型剖面图150原地面线200 X 1 0=2000贴坡浆砌石挡

4、墙贴坡浆砌石挡墙排风洞与交通洞联系道路一_常挂网喷10cm砼 ©8钢筋网20F5:X=3480120.1957Y=312934.3285'a说明:陽i g 风机室i ! I i道路边防护网317国道排风洞洞脸边坡支护典型剖面图4n高SN边坡柔性防护网1:200网格为 12.5cmX 12.5cm5.5m长118工字钢/喷砼固结孤石、周围砂石后锚杆© 25, L=1.52.5m 0截水沟锚固大孤石F原地面线无钢筋地表挂网喷10cm砼土总:指钻式注浆锚杆_二=3"8钢筋网2tX20 25、L=3m间距 1.5m 10° .C2（砼基座详图A块碎石土

5、!5 IT 自钻式注浆锚杆32,L=10 m 间距 2m自钻式注浆锚杆10°回填50 cm厚软土 322x2m, L=3M原地面线框格梁结构钢筋图1:20详图A1:400100cm1、本套图共1张，图号为:CD124 SG-45-1（1）;2、图中尺寸单位：座标、高程以 m十；桩号以km+i计；钢筋、锚杆直径以m计；其余尺 寸均以cn计。3、排风洞纵向坡比及出口点F5座标以本图为准。4、 框格梁混凝土等级为C20;钢筋保护层厚度为：3cm;框格梁嵌入土体20cm框格梁 平面布置应根据现场边坡实际情况进行调整。5、框格梁上部挂网锚喷支护范围根据现场实际情况确定。6、锚杆应外露并伸入框格

6、梁25cm7、贴坡浆砌石挡墙长度视现场边坡实际情况确定。&洞脸边坡上部危石应预先及时清除。9、由于施工场地位于317国道侧，要求施工单位采取必要的安全措施。10、通过自钻式注浆锚杆注浆加强边坡稳定，注入固胶量根据现场情况定。10、柔性防护网，截水沟位置根据现场实际情况确定。11、土石方开挖方量：1.42万m,孤石含量由现场确定。I-i=2.79%-V _2100原地面线公路2.1施工程序见下图2.2施工方法2.2.1SNS柔性防护网施工主要施工工序包括立柱及拉线基础开挖、立柱安装、柔性防护网安装及拉线施工。(1)立柱及拉线基坑开挖人工进行立柱及拉线基坑的开挖。立柱基坑开挖结构尺寸：上口

7、断面为1.5m x 1.5m,底口宽为1.0m x 1.0m，基坑高度为1.5m。拉线基坑开挖结构尺寸：上口断面为1.0mx 1.0m，底口宽0.8mx 0.8m,基坑高度为0.8m。(2 )立柱安装立柱用I18工字钢进行制作，立柱埋深为1.5m,用C20毛石砼浇筑锚固。砼在现场拌制，人工振捣密实。(3 )柔性防护网安装柔性防护网规格：网格为 12.5cm x 12.5cm，网线线径为10mm宽4.0m。用8号铁丝将成品防护网固定在立柱上。(4 )拉线施工拉线用16mm2钢绞线进行制作，两端通过连接器具和地锚拉杆及立柱相连接。地锚拉杆用0 16钢筋进行制作，长度为1.5m，埋设端和6.5cm

8、x 6.5cm角钢进行连接，角钢长度为80cm,地锚拉杆通过浇筑C20毛石砼进行锚固。地锚拉杆与钢丝网通过楔形线卡进行连接，钢绞线另一端通过“ U'形线卡固定在立柱上，在立柱固定处需用$16钢筋焊接支撑点，支撑筋长度为5cm=2.2.2地表大孤石锚固先对大孤石四周的碎石用 C20砼进行挂网喷护，砼喷护厚度为 10cm,钢筋网采用$ 8钢筋进行铺 设，网格间排距为 20cmx20cm。然后再在大孤石下用$ 32钢筋打锚桩，锚桩埋深为 1.5m,锚桩长度为 4.0m。2.2.3无植被地表的加固用YT28气腿钻机将$ 32mm自钻式注浆锚杆打到设计深度， 再进行挂网喷护，自钻式注浆锚杆单根

9、长度为3.0m，间排距为1.5mx 1.5m,砼喷护标号为 C20，钢筋网采用$ 8钢筋进行铺设，网格间排距为 20cmx 20cm。2.2.4截水沟截水沟走线根据实际地形确定。2.2.5自钻注浆锚杆施工(1 )锚杆施工采用YT28气腿钻机将$ 32mm自钻式注浆锚杆打到设计深度，孔位通过现场测量放样确定。(2 )注浆施工注浆设备：一台注浆机，双层搅拌桶一台。注浆方式：纯压式注浆。浆液比级：1： 1、0.8 : 1、0.5 : 1三个比级。注浆压力：起始压力为 0.2Mpa，结束压力根据具体情况定。注浆原则：不洗孔，不限流，不待凝，适当控制灌浆压力，单孔注浆量超过50t水泥时加入2%-9% (

10、体积)水玻璃，采取双液注浆方式进行注浆。结束标准：每分钟注入量为0.1升，持续时间控制在 30min。2.2.6框格梁施工框格梁施工主要包括基础开挖，钢筋制安、模板施工及砼浇筑等工序。2.2.7洞脸边坡挂网喷砼框格梁施工完后，先清理框格内及坡角的浮土，对坡面进行平整，夯实，再次校正钢筋网，经验 收合格后，及时进行 C20砼的喷护施工。2.2.8贴坡浆砌石施工根据开挖边坡，现场确定贴坡浆砌石支护部位。4、明浇洞段施工现场拌制砼，采取组合模板工艺进行施工。5、覆盖层进洞施工在明浇洞段的砼浇筑施工完成后，在超前小导管的保护下，分二级短台阶、预留土心人工开挖法 进洞，具体施工见下图。截水沟L固结灌浆孔

11、© 90, 1.0mx 1.0m崩积块碎石自钻注浆锚杆© 32, L=3.0m,1.5mX1.5mh&O 33貼1015m坡脚固结灌浆段施工程序见下图:5.1打超前花管棚超前小导管选用$ 32mni冈管，长度L=6.0m,环向间距为30cm,外仰角为8°10°搭接长度不小 于1.5m,钻孔设备为YT-28型气腿钻机。5.2预固结灌浆通过超前花管棚边钻孔边灌浆与一钻到底再灌注相结合的施工方法。自进式锚杆规格为$32mmL=3.0m, 1.2m x 1.2m ;浆液采用掺入 4%CaCI2的水泥浆，浆液配比如下：水泥：水玻璃 =1： （0.020.1

12、0 ）水泥浆水灰比（水：水泥） =1： （10.6 ）水玻璃浆35Be° （波美度），模数2.4，比重为1.25g/cm3浆液-水泥：水：CaCI2=1: （0.4 0.55 ） : （0.02 0.10 ）压力：初始压力 0.5Mpa，结束压力为1.2Mpa5.3人工开挖上台阶采用人工凿挖法开挖，DLC50C装载机出碴。上、下台阶高差34m上台阶预留土心，以便施工,上台阶工作面距下台阶不超过5m,循环进尺控制在1.0m2.0m之间。5.4架设上台阶拱支撑拱支撑采用I18工字钢制作，具体结构见“拱支撑结构图”，洞口处连续安装3榀拱支撑，其它拱支撑的间距为0.3m0.4m之间（根据开挖

13、地质条件合理调整），在架设过程中，关键是将两榀拱支撑焊 缝焊好，并用2cm厚的连接板加强连接。在进行拱支撑安装时，上台阶处设置一个$48mm钢管制作的1.5m x 2.0m x 1.5m规格的安装操作台。拱支撑安装到位及时焊接连接筋，连接筋采用$25钢筋制作，连接筋长度为0.7m0.9m之间，连接筋环向间距为50cm。5.5下台阶开挖仍然采取人工凿挖法开挖，DLC50C装载机出碴，每循环进尺控制在0.7m1.8m之间。5.6架设竖支撑竖支撑采用I18工字钢制作，具体结构见“拱支撑结构图”，洞口处连续安装3榀拱支撑，其它拱支撑的间距为0.3m0.4m之间（根据开挖地质条件合理调整）。在进行拱支撑

14、安装时保证焊接质量。拱25钢筋制作，连接筋长度为 0.7m0.9m之间，连接筋环支撑安装到位及时焊接连接筋，连接筋采用$ 向间距为50cm=排风洞钢支撑分解图连接板2cri厚排风洞钢支撑结构图说明：1、图中单位以厘米计。2、拱支撑采用I18工字钢通过冷弯进行制作。3、"I、II"代表安装顺序。5.7打锁脚锚杆普通径向锁脚锚杆在一定程度上起着固定拱脚的作用，锁脚锚杆常选用025钢筋或$ 48钢管，长度一般控制在3m以内，用钻机将锁脚孔钻好后将其打入围岩，露出部位的长度控制在20cm30cm,将露出部位与钢拱架的拱脚焊接牢固5.8挂网喷砼进洞进尺达到5m时，及时进行挂网喷护。(

15、1)钢筋网安装钢筋网采用$ 8mm钢筋制作，间排距为 20cmX 20cm,钢筋网和拱架及连接筋之间的连接通过电焊 连接，钢筋网应铺设在纵向连接筋与岩层之间，并随受喷面的起伏顺岩壁进行铺设，与围岩的间隙不大于3cm同时将钢筋网通过焊接与钢拱架连接为整体。(2 )喷C20砼砼喷护厚度为20cm喷射混凝土面必须保证平整，最好将整个第一次支护的受力骨架覆盖，使第 一次支护形成一个受力整体。必要时应在混凝土中加入适量的钢纤维，增强混凝土的柔性强度。5.9特殊情况处理(1 )遇大孤石当遇到大孤石影响到衬砌断面时，将超前管棚直接穿过孤石，并延结构线打预裂爆破孔，结构线 内的孤石部分打松动爆破孔，在将衬砌断

16、面内的孤石破碎后再按常规办法进行施工。(2 )第一次支护失稳通过变形观测如发现隧洞存在竖向变形后，可用I18工字钢在竖向进行支撑、竖向加固支撑之间通过钢筋或小型钢进行连接，使竖撑能够整体受力；如发现隧洞存在横向变形后，可用I18工字钢在横向进行支撑，竖撑、横撑及其它支撑之间通过钢筋或小型钢进行连接，尽量将加固支撑架设为桁架结构。使竖撑能够整体受力，增强加固支撑的承受力。无论何种变形，优先考虑在拱脚部位用I18工字钢及时进行纵向加固。如条件许可，砼永久支护应及时跟进，彻底消除失稳隐患。(3 )塌方处理明塌处理明塌就是隧洞塌方后能够见到塌方后形成的塌空腔。拱部上方的小塌空腔处理一般塌空腔高度在 0

17、.53m内时可定位为小塌方，此类塌方处理比较容易，能够及时地遏制住塌 方向更大的方向发展， 塌方体如下图所示。 在明塌处理中，应遵循通过不同的手段及时给松动围岩一个 附加的整体支撑力，使未塌的岩体尽快处于较为稳定的状态，然后再进行临时支护的加固处理。am对无特殊结构要求的小塌空腔处理，可 以在隧洞塌方体围岩趋于稳定时及时用 木材或碎石通过管棚塞满塌空腔，给趋 于稳定的塌方体围岩一个附加的支撑力, 使围岩得到较好的稳定效果，然后再对 塌方段的第一次支护进行加固处理。加 固措施主要有加密钢拱架支撑、增加混 凝土喷护厚度等措施。对有特殊结构要求的小塌空腔处理，在处理措施上和无特殊结构要求的小塌空腔处

18、理相同，只是在塌空腔的回填材料上有所区别。U一和拱部上方的大型明塌处理大型明塌塌空腔高度一般在3 9m,跨度在3 15m大型明塌的处理难度较大，处理时间较长，在进行明塌的处理时，关键是通过喷C20混凝土将塌方体的围岩暂时稳定, 以便在后期处理过程中施工人员能够进入塌空腔内安全地进行施工。 在软岩地质中处理明塌的一般施工 措施如下：在塌空区内喷 C20 混凝土进行护壁,暂时稳定塌方体的围岩；在塌空区内进行二次安装部份钢架 拱并在拱背上用型钢架设纵向梁, 同时在纵向梁上用弧形型钢进行加固； 在塌空腔内架设钢管支架以稳 定整个围岩并顺岩壁编管网和钢筋网，同时将混凝土回填预埋管及排气管安装好；二次喷C

19、20混凝土以强化塌空区的围岩稳定； 清理土方并二次进行第一次支护的施工； 完成本塌方段的上游边墙及顶拱永久 混凝土支护；用C15混凝土通过混凝土回填预埋管将塌空区回填满；如有防渗处理时可在塌空区进行灌浆处理确保塌空区的防渗。暗塌处理 暗塌就是隧洞塌方后不能见到塌方后形成的塌空腔,整个隧洞断面均被松散岩体覆盖,此种塌方 一般波及范围广,处理难度大,处理时间长,将消耗较多的各种资源,在暗塌中,塌方严重时可能出现 冒顶现象。暗塌的处理措施因塌方松散岩体将原开挖的隧道封死,塌方段已为无明显空洞的连续体。此种塌方可看作在松散 土体内重新开挖隧道,考虑围岩无自承力,作用在支护上的松散压力很大,必须加强第一次支护力度, 施工中应遵循人工出碴、强支护、先固结、短进尺、小仓号浇筑的原则进行处理,加强变形观测力度,如发现异常变形情况,则根据不同情况及时采取不同的加固措施,确保围岩 的稳定。一般处理措施如下：用对岩体的干扰和震动小的人工出碴方式出碴。b、出碴前的准备工作。人工出碴前于开挖掌子面打 3.5m长的© 48超前花钢管，间排距控制在 40 cmX 40 cm内，然后用纯 水泥浆液对掌子面灌浆, 在一定程度上将预定进尺内的塌方松散岩层固结, 使围岩有一定的稳定性, 以 保证在塌方处理中人员的安全和工程本身的安全。在进行边墙掘进时