灌浆隧洞开挖及支护施工方案.doc

tp-tj-200509标 左、右岸灌浆洞开挖及支护施工方案左、右岸灌浆隧洞开挖及支护施工方案批准：校核：拟稿：*项目部2006年03月13日11左、右岸灌浆隧洞开挖及支护施工方案目 录1 工程概况11.1工程概述11.2主要工程量11.3施工特点12施工总布置22.1施工道路布置22.2风、水、电布置22.3施工排水32.4渣场布置32.5通风排烟33总体施工程序及进度计划43.1总体施工程序43.2进度计划44开挖施工方法54.1洞脸明挖54.2石方洞挖55一期喷锚支护75.1砂浆锚杆施工75.2挂钢筋网85.3喷混凝土施工86质量安全保证措施96.1质量保证措施96.2安全保证措施107主要资源配置117.1主要劳动力配置117.2主要设备配置117.3主要材料配置12左、右岸灌浆洞开挖及支护施工方案1 工程概况1.1工程概述*水电站大坝及泄洪系统土建工程标段帷幕灌浆隧洞左右岸各一条，洞口位于坝轴线0+000.000位置，其中左岸灌浆洞全长475.414m，右岸灌浆洞全长279.817m。两条隧洞的进口底板高程均为el816.50m，底板纵坡为1，隧洞均为城门洞型，其开挖支护形式为a、b、c三种断面，具体设计参数见表 1：帷幕灌浆隧洞各断面开挖与支护主要设计参数表表 1断面名称开挖尺寸（宽高）支 护 型 式备 注a型断面6.8m5.8m22、l=3m锚杆，排距3m，顶拱间距40，边墙间距2.5m，梅花型布置；挂620cm20cm钢筋网；喷c20砼，厚10cm。左岸灌浆隧洞进口洞身段77.257m；右岸灌浆隧洞进口洞身段100.45m。b型断面3.2m4.0m22、l=3m锚杆，排距3m，顶拱间距40，边墙间距2.5m，梅花型布置；素喷c20砼，厚10cm。适用于、类围岩c型断面3.8m4.3m22、l=3m锚杆，排距3m，顶拱间距40，边墙间距2.5m，梅花型布置；挂620cm20cm钢筋网；喷c20砼，厚10cm。适用于、类围岩1.2主要工程量左、右岸帷幕灌浆隧洞主要工作内容为石方洞挖和喷锚支护施工。主要工程量见表2。左、右岸帷幕灌浆隧洞主要工程量表 表2 序号工程项目单位工程量备注1石方洞挖m3/图中未标注2喷混凝土m3718.5c203锚杆（22，l=3m）根14294钢筋网t9.1620cm20cm1.3施工特点（1）由于左、右岸灌浆隧洞洞口均位于左、右岸山体陡壁之上，没有施工道路，人员、设备和材料到达工作面非常困难，急需形成施工道路。（2）左、右岸灌浆洞洞口明挖段岩体较薄，开挖后洞口场地狭小，无法形成施工平台进行洞口开挖，需要拓宽洞口场地。（3）为坝顶交通桥的安装创造条件，左岸灌浆隧洞进口洞身段20m需要提前开挖，由于没有施工道路，不具备机械出渣条件，开挖爆破后石渣全部依靠人工小推车出渣，费工费时，相应增加了施工难度。（4）由于左、右岸灌浆隧洞开挖断面较小，而且隧洞较长，洞内出渣和通风排烟困难；同时洞内出渣机械受到风、水、电线路及通风管路的限制，不能发挥其工作效率，更增加了出渣难度。（5）左、右岸灌浆隧洞洞口段岩体常年裸露在外，受到风化侵蚀的影响，岩体较为破碎，进行洞口开挖前需要对洞脸边坡加强支护，以确保施工安全。2施工总布置2.1施工道路布置由于左岸灌浆隧洞洞口位于左岸山体陡壁之上，没有施工道路到达工作面，根据本工程施工特性及现场实际情况，左岸灌浆隧洞的施工道路主要采用钢管爬梯与钢管栈桥作为上下交通。拟定在左岸上游侧约坝纵0-30桩号部位从河床贴坡搭设钢管爬梯至el816.5m高程，爬梯利用25、l=2m插筋固定，插筋布置两排，间距2m。再从爬梯顶部位置搭设钢管栈桥至左岸灌浆隧洞洞口。右岸灌浆隧洞施工道路直接利用1#施工支洞和右岸交通洞即可满足施工需要。修建施工便道所发生工程量见表3：临时施工便道主要工程量表表3序号工程项目单位数量备注150钢管m360估计2钢管口件个310估计3插筋25、l=2m 根744竹夹板块502.2风、水、电布置2.2.1施工用风左、右岸灌浆隧洞开挖及支护施工用风主要为手风钻造孔及喷射混凝土施工，根据建筑物的布置、施工特点、施工程序安排及工作面具体情况，计划设置2台20 m3/min电动空压机作为风源，具体布置情况如下：左岸灌浆隧洞：前期进行左岸灌浆隧洞进口段20m开挖及支护时的施工用风直接利用左坝肩施工的风源；剩余洞段的施工用风待坝顶交通桥形成以后，在右岸交通洞内的错车道部位安装1台20 m3/min电动空压机作为风源，供风主管通过交通桥到达左岸灌浆隧洞。右岸灌浆隧洞：右岸灌浆隧洞开挖支护施工用风时在右岸交通洞内的错车道部位安装1台20 m3/min电动空压机作为风源。洞内主供风管采用dn108钢管引接，沿洞壁专用固定支架铺设。各工作面用风从主供风管路上逐级引取，主供风管路的合适位置布置5m3的稳压储气罐进行稳压储气，以保证风压和风量的稳定。2.2.2施工用水施工用水主要为手风钻造孔和喷锚支护用水。在右岸交通洞内的空压机旁边设置1个15m3的水池，该水池从右岸交通洞出口的涟江内抽水，各部位用水时从水池内抽取即可。另外，前期进行左岸灌浆隧洞进口洞身段前20m施工用水直接利用现左坝肩的水源。2.2.3施工用电施工用电主要为施工照明、喷锚机、搅拌机、通风机和电动空压机等。各部位施工用电直接从1#施工支洞附近的变压器上引接即可。2.2.4施工照明洞内采用220v、200w的汞灯照明，每15m安装一个灯具。潮湿的施工工作面采用36v的低压照明灯具，用行灯变压器将380v或220v电压降为36v供电，照明主线采用低压电缆。所有的照明均采用带漏电保护装置的开关。2.3施工排水本工程施工排水主要是施工期地下洞室生产污水及地下渗漏水的排放。施工时在隧洞两侧设置排水沟，并在各开挖掌子面附近及开挖后较好岩石地段每隔5060m左右设一集水坑，生产污水经排水沟引流或潜水泵抽排至集水坑内，用23污水泵通过管路将积水排至洞外。地下渗漏水采用“堵排结合，以排为主”的方式，采取钻排水孔或预埋排水管引流等方式集中将水排入洞内集水坑；涌水量较大时找出涌水点埋管集中引流，并对涌水点周围实施灌浆封闭，将地下涌水通过大直径主埋管引流。2.4渣场布置根据招投标文件要求，本工程可利用渣场为1#渣场，平均运距约1.5km。 渣场维护与管理按监理人要求分区规划，派专人指挥倒渣、推渣及渣场的维护，渣料自下而上分层进行堆筑，反铲或装载机整平摊铺。堆渣体填筑过程中尽量使堆渣平起上升，以便于机械化快速施工。堆渣场周围及场地内做好防洪、排水等保护措施，以防止冲刷和水土流失。2.5通风排烟2.5.1配置原则左、右岸灌浆隧洞的施工主要采用机械强制式通风，通风设备选用低噪音隧道风机，通风管选用阻燃风管。风管百米漏风率按2.0计算；施工人员每人每分钟供应新鲜风量3m3；0. 15m/s风速6m/s，施工柴油机械需风量按4.1m3/kw.min计算。2.5.2通风设备的布置根据现场实际情况、开挖掌子面的分布及开挖断面等，本施工支洞采用压入式通风方式，施工时在左、右岸灌浆隧洞洞口各布置1台tz-100/55k通风机向洞内压入送风。通风管根据通风机型号配置相应直径的风筒，风筒架设在洞侧壁，距开挖掌子面小于30m。同时对所进洞柴油机械，必需配置水滤净化装置。确保开挖掌子面附近氧气含量满足规范要求。2.5.3完善地下系统施工通风环境的措施洞内的废气污染源主要为大功率的内燃机械，柴油机所产生的大量有害气体，主要集中在装碴运输作业面。为搞好良好的施工环境，采取如下措施：对洞内作业的柴油机械进行水净化处理；加强对进洞机械的维修保养，慎重选择油料及柴油添加剂等措施；钻机开挖过程中全部使用水钻，并设置完善的水喷雾除尘系统，以最大限度的减少烟尘、粉尘；经常检测洞内各种有害气体的浓度，加强劳动保护，使之控制在规范要求的范围之内。3总体施工程序及进度计划3.1总体施工程序由于坝顶交通桥急需安装，左右岸灌浆隧洞进口段需要提前开挖，为交通桥的架设创造条件，以及保证灌浆隧洞开挖时不致影响交通桥的安全。计划左岸灌浆隧洞首先开挖进口段（桩号左0+0左0+20）前20m，剩余洞身段（桩号左0+20左0+475.414）待坝顶交通桥形成后施工。右岸灌浆隧洞首先从右岸交通洞内向进口段（桩号右0+97.448右0+0）开挖，待进口段开挖完成后再进行剩余洞段（桩号右0+97.448右0+279.817）的开挖，此部分洞段的开挖也可根据现场实际情况与进口洞身段同时施工。3.2进度计划3.2.1右岸灌浆隧洞施工进度计划2006年03月15日2006年03月18日完成右岸风、水、电的线路架设。右0+097.448右0+000.000桩号段施工时段为2006年03月18日2006年04月15日。 右0+097.448右0+279.817桩号段施工时段为2006年04月15日2006年06月15日。3.2.2左岸灌浆隧洞施工进度计划2006年03月15日2006年03月20日完成左岸临时施工便道的修建。2006年03月20日2006年04月15日完成左岸灌浆隧洞左0+000.000左0+020.000桩号段的开挖和支护。左岸灌浆隧洞剩余洞段（左0+020.000左0+475.414桩号段）的开挖及支护在坝顶交通桥形成以后开始施工，拟定在2006年05月15日开工，于2006年09月20日完成。4开挖施工方法4.1洞脸明挖施工前由测量放出设计开挖边线，对开挖范围内的原始地形、地貌进行复测，核实开挖原始断面，确定开挖范围。由于灌浆隧洞洞脸明挖岩体较薄，开挖后洞口平台狭小，无法搭设鉆架平台进行洞口开挖。因此在实际施工过程中，灌浆隧洞洞脸边坡开口线向山体平移2m，以扩大洞口的施工场地，满足搭设鉆架平台的条件。洞脸边坡开挖采用自上而下、由外向内的顺序进行施工。主要采用手风钻造孔，非电毫秒延期雷管微差爆破，边坡预裂的方式进行施工。边坡开挖后立即进行挂网喷混凝土施工将岩石覆盖，以确保洞脸边坡的稳定。4.2石方洞挖4.2.1洞口开挖洞口部位施工时，首先勘察上部边坡的稳定性，做好危石清理，采用锁口锚杆加强洞口周围的支护，在确保洞口围岩稳定以后方可进行洞口开挖。洞口段开挖采用短进尺、小药量、弱爆破，先下部导洞再全断面扩挖，周边预裂或光爆等方法，以减小爆破震动，避免造成洞顶和洞口发生震裂、松动和塌方，爆破结束后及时进行支护。4.2.2洞身段开挖洞身段开挖主要采用两种开挖方式，即先导洞再扩挖和全断面开挖。其中左岸灌浆隧洞进口段20m采用先导洞再扩挖的施工方式，剩余洞身段和右岸灌浆隧洞采用全断面扩挖方式。1、左岸灌浆隧洞前20m洞身段开挖由于前期进行左岸灌浆隧洞进口洞身段前20m开挖时不具备机械出渣条件，爆破石渣全部采用人工装渣，手推车运输，施工难度较大。开挖采用小导洞与全断面扩挖的方式施工。小导洞开挖断面为3m2.5m（宽高），全部采用手风钻造孔向前掘进，布置23台手风钻，顶部人工无法直接施工的部位可搭设简易钢管平台配合施工。由于采用人工出渣，对爆破石渣要求较高，爆破块体必须均匀，大块石较少，以便人工装运。导洞开挖时中间掏槽孔形式为四空孔十字形直孔掏槽，导洞周边不设光爆孔，采用非电延期雷管微差爆破技术，火雷管引爆。由于导洞断面较小，宜采用浅孔，小孔距，大装药量的方式进行开挖。炮孔间距为0.50.6m，孔深按2.0m左右控制，导洞单位岩石炸药消耗量取1.8kg/m3左右考虑。进口前20m洞段全断面扩挖时由于小导洞已经开挖成型，临空面非常好，周边布置一排光爆孔和适当布置一些爆破孔即可。钻孔时搭设简易钢管架，上面铺设竹夹板作为施工平台，人工站在钢管架上施工。考虑到人工清渣，炮孔间距在导洞基础上可适当加大，但不得超过0.8m。爆破网络采用非电雷管微差光面或预裂爆破技术，周边孔装药时采用20乳化炸药间隔绑扎在导爆索上，孔口用黄泥或废纸堵塞，堵塞长度为0.3m。2、其余部位洞身段开挖灌浆隧洞均为城门洞型，开挖断面小，采用全断面一次掘进方法施工。开挖时采用自制钢管架钻孔台车，ty-28气腿式手风钻造孔，孔径42mm。装药时围岩渗水较小部位的辅助孔和掏槽孔采用2#岩石硝氨炸药，光爆孔和地下水出露较多的部位均采用乳化炸药。（1）施工程序测量放线布孔造孔孔深检查装药联网分段爆破通风排烟安全处理出渣掌子面清理下一循环施工。（2）测量放线及钻孔钻孔前根据测量放点，画出洞子开挖断面轮廓线，采用ty-28气腿式手风钻进行造水平孔向前掘进，上部孔在钻架台车上施工。开挖过程中，钻机全部采用水钻，以最大限度减少粉尘和烟尘。（3）周边孔参数选择周边孔采用光面爆破法，根据岩石坚固系数f，选择光爆孔间距为50cm，线装药密度150g/m，孔深2.8m，光爆孔内20乳化炸药间隔装药，孔向相对洞轴线外倾2，孔口用黏土或岩粉纸卷堵塞，非电毫秒延期雷管导爆。详见附图1左、右岸灌浆隧洞全断面开挖爆破设计示意图。（4）爆破孔参数选择爆破孔孔向平行于洞轴线，炮孔间距6070cm，孔深2.8m，选用32的2#岩石硝氨炸药，非电毫秒延期雷管导爆。（5）掏槽孔参数选择中间部位采用平行直孔掏槽的方式，掏槽孔按4空孔十字形的方式布置，空孔并且可以作为导向孔，每次孔深3.0m；掏槽孔深3.0m。选用32的2#岩石硝氨炸药。间排距见下图(单位：cm)。爆破采用非电毫秒延期雷管导爆，起爆时导火线配双发火雷管进行起爆。（6）出渣由于左、右岸灌浆隧洞开挖断面较小，出渣设备选用小型设备，出渣时采用zl30装载机装渣，3t自卸车运输。（7）开挖单循环进尺灌浆隧洞开挖单循环进尺为2.8m，实际爆破进尺约2.32.5m。工作面配4台手风钻，其循环作业时间如下：测量放线及布孔(1h)钻孔(5h)装药(0.5h)爆破通风排烟(1h)出碴(3.5h)其它(0.5h)。循环周期t=1+5+0.5+1+5+3.5+0.5=12h根据其它隧洞的施工经验，每天单向爆破进尺4.65m，考虑施工准备及不可遇见因素，每条灌浆隧洞每天平均进尺按4m计。5一期喷锚支护左、右岸灌浆隧洞一期喷锚支护主要为砂浆锚杆、挂钢筋网和喷10厚混凝土。在隧洞开挖过程中及时按照设计图纸和施工规范进行喷锚支护，确保支护工作紧跟开挖工作面。5.1砂浆锚杆施工砂浆锚杆施工参数为22、l=3m，边墙间距2.5m，顶拱间距40，排距3m，梅花型布置。锚杆施工采用“先注浆、后插杆”的工序。锚杆在钢筋场按要求切割成型，用5t载重车运输至现场。施工工序：布孔钻孔清孔验孔注砂浆安装锚杆拉拔力试验。布孔：开挖面形成后，将开挖面上的浮石撬除，并将岩面清理干净，根据设计图纸布设孔位，其孔位偏差不得大于10cm；钻孔：采用yt-28气腿式手风钻进行钻孔，孔径为42mm，顶部孔在自制施工平台上进行施工。清孔：钻孔结束后，用高压风将孔内的岩粉和积水吹干净。验孔：对孔位、孔深、斜度进行检查，提交监理工程师验收，验收合格后方可进入下道工序。注砂浆：采用注浆机进行注浆，砂浆严格按配合比进行拌制。注浆要求密实、饱满，孔内不允许有空气存在。锚杆安装：锚杆完全插入孔底并挤出砂浆后立即使用干硬砂浆封口。随机锚杆和不良地质段的系统锚杆采用锚固剂快速固定，以加快支护作用进程。拉拔力试验：锚杆在浆液终凝之后进行拉拔力试验，每300400根支护锚杆中至少应选一组(三根)进行拉拔试验。当地质条件或原材料变化时至少应抽取一组试件。同组锚杆的抗拔力平均值应符合设计要求，任意一根锚杆的抗拔力不得低于设计值。5.2挂钢筋网左、右岸灌浆隧洞挂钢筋网的形式为620cm20cm。钢筋盘条在钢筋加工厂用钢筋拉直机拉直以后运到施工现场。钢筋网按照设计图纸规格人工现场绑扎，网格采用铅丝绑扎。钢筋网与锚杆相交的地方用电焊与锚杆焊接牢固。5.3喷混凝土施工锚杆及挂钢筋网结束以后应立即进行喷混凝土施工，喷混凝土采用干喷法施工。混凝土标号为c20，=10cm。施工工序：施工准备岩面清理验收拌合喷射养护。喷混凝土工艺见如下图：喷混凝土工艺程图 施工方法喷混凝土前清除松动岩块，修整洞壁，用高压风水冲洗岩面，自检合格后提交监理终验，签发准喷证后施喷。喷混凝土采用干喷法。混合料采用搅拌机现场拌制，按设计配比配料、拌料，根据设计要求的厚度，在喷区内作出明显的实物标志。采用p2-5b型干喷机自下而上、先凹后凸，小螺旋式喷射。喷头与受喷面应尽量垂直，距离控制在0.8m左右，由熟练的喷射手操作分层完成，拱顶及边墙高的地方在自制台车上进行喷射。每一喷层按5cm厚施喷，直至达到设计厚度，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。喷砼所用水泥为乌江牌p.o42.5，喷砼用砂为人工砂。6质量安全保证措施6.1质量保证措施建立、健全质量检查监督体系，配备专职质检人员，对各施工项目进行全过程质量监督检查，并制订完善的质检制度。对每个班、每道工序进行跟踪检查、指导、监督，并形成记录，责任落实到每个施工人员。6.1.1开挖质量保证措施严格按监理工程师批准的爆破方案进行钻孔、装药、连网。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10cm。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。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。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。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于50%，较破碎和破碎岩石不小于20%；相邻两孔间的岩石平整不得大于10cm，孔壁没有明显的爆破裂隙；相邻两茬炮之间的台阶小于10cm。6.1.2喷锚支护质量保证措施材料控制：锚杆、水泥、外加剂等产品必须有生产厂的质量证明书，并按照图纸和监理的要求进行原材料试验。锚杆钻孔应满足以下要求：锚杆的开孔按照施工图纸的孔位布置进行，孔围偏差不大于10cm。锚杆孔的孔轴方向应满足施工图纸的要求，施工图纸未做规定时，其系统锚杆的孔轴垂直于开挖面。砂浆锚杆的孔径：若采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，锚杆孔径大于锚杆直径15mm以上；若采用“先安装锚杆后注浆”的程序施工，锚杆孔径大于锚杆直径25mm以上。锚杆孔深必须达到施工图纸的规定，孔深偏差不大于5cm。锚杆注浆满足以下规定：锚杆注浆的水泥砂浆配合比，应在以下规定的范围内通过试验选定：水泥：砂，1:11:2(重量比)；水泥：水，1:0381:0.45。先注浆的永久支护锚杆在孔内注浆满后立即安装锚杆；后注浆的永久支护锚杆在锚杆安装后进行注浆。锚杆注浆后，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆。喷混凝土需满足以下要求：喷射混凝土施工前，应为每种拟用的外加剂至少作三次试块试验板，试验板测定的喷射混凝土工艺质量和抗压强度达到要求后，才能进行喷射混凝土施工。喷射混凝土作业分段分片依次进行，喷射顺序自下而上，素混凝土一次喷射厚度应现场试验确定，并报监理人批准；分层喷射时，后一层应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1小时后再行喷射，应先用风水清洗喷层面；喷射作业应紧跟开挖工作面，混凝土终凝到下一循环放炮时间不应少于3小时。喷射机作业应严格执行喷射机的操作规程，应连续向喷射机供料；保持喷射机工作风压稳定；喷射作业完成或因故中断时，必须将喷射机和输料管内的积料清除干净。喷射混凝土的回弹率：洞室拱部不应大于25%，边墙不应大于15%。冬季施工：喷射作业区的气温不应低于5；混合料进入喷射机的温度不应低于5；普通硅