左岸导流洞出口段上部开挖支护措施

左岸导流洞出口段上部开挖支护措施1、概述1.1工程概况左岸导流洞洞身全长744.137m，其中进口渐变段（导0-008.00~导0+042.00）50m及出口段（导0+679~导0+726.637）46.637m以IV、V类围岩为主，岩石破碎、风化、强卸荷、围岩自稳能力差，是本工程的施工难点。目前下游侧上半洞已开挖、支护至导0+696m，出口边坡洞脸部位已开挖至1230m高程。根据《左岸导流洞施工组织设计》（实施阶段）、《左岸导流洞施工总进度调整计划》及年底导流洞贯通目要求，考虑导流洞进口段50m（导0-008.00～导0+042.00）和导流洞出口段30.637m（导0+696.00～导0+726.637）进行小导洞（4m×4m）贯通，出口段30m小导洞由洞内向洞外开挖。为保证导流洞年底贯通目标1.2主要工程量导流洞出口段（导0+696~导0+726.637）30.637m考虑小导洞及上半洞开挖及支护施工。主要工程量包括：石方洞挖、砼喷护、锚杆、管棚、钢支撑。具体工程量如下：主要工程量表工程项目单位工程量备注出口段小导洞石方洞挖m3335.6出口段上半洞石方洞挖m33683.5出口段上半洞锚杆根736φ25L=3.0、6出口段上半洞管棚m16544L=20.0m、φ100×6出口段上半洞钢支撑t68.93Ⅰ20b型φ28纵向连接钢筋t7.97间距0.75m出口段上半洞聚丙烯喷砼m3502.5C25、δ＝30cm2施工布置2.1、施工道路2.1.1出口段小导洞开挖施工道路结合中下部上半洞从洞内向洞外施工时，洞身上半洞开挖、支护施工道路根据洞身段开挖施工情况利用洞内布置施工道路，通过上、下支洞与外部沟通。上半洞从洞外向洞内施工时，洞身上半洞开挖、支护施工的道路使用出口1208.5m以上边坡开挖时的施工道路；2.2、施工用风洞身出口段上部开挖目前剩余30.637m，施工用风主要为洞身上半洞开挖、支护、管棚施工，中、下部开挖支护及出口洞脸支护施工用风。小导洞施工用风结合上半洞开挖支护统一布置。由洞内向洞外施工时的上部开挖支护及喷砼施工用风使用原洞内的供风系统。由洞外向洞内施工时用风考虑在导流洞出口上游低线公路内侧布置2~3台移动空压机集中供风，采用φ108钢管引至各个工作面。2.3、施工用电施工用电考虑直接采用支洞口下游侧及洞内已布置好的变压器，直接接引至工作面。2.4、施工用水施工用水直接使用原洞内的供水系统，根据洞身开挖情况可直接将原供水管道铺设到工作面。2.5、施工照明施工照明使用原洞内、外的照明系统。3、施工方案出口段小导洞（4m×4m）由洞内向洞外施工，在出口边坡开挖至1215m高程时开始出口管棚施工，同时进行出口洞脸部位边坡锁口、喷锚支护及出口管棚施工，3.1施工程序洞身出口段开挖、支护施工流程见图3-1。洞身出口段开挖、支护施工流程图3-13.2、开挖施工目前洞身出口段上半洞开挖剩余30m，主要为Ⅳ~Ⅴ类围岩，根据年底下游侧上半洞贯通目标要求，先进行上部小导洞开挖，保证导洞贯通。小导洞开挖完成且出口边坡预裂形成和洞脸部位已开挖至1215m高程后，再由洞内向洞外进行上半洞开挖支护，每开挖一循环后及时进行开挖面封闭、上钢支撑和模喷直至出洞，洞外进行锁口和管棚施工。3.2.1小导洞开挖小导洞开挖尺寸为4m×4m，主要考虑小导洞开挖断面满足装载机出渣要求，出口段小导洞布置在上半洞洞身左侧围岩较好部位，3.2.2出口段上半洞开挖、支护上半洞开挖在出口1215m高程以上洞脸部位边坡预裂爆破和梯段开挖完成后进行，出洞前须完成洞脸边坡喷锚支护、洞口锁口等工作。根据目前开挖面揭露地质条件，洞身出口段剩余部分开挖面主要为Ⅳ~Ⅴ类较破碎及受断层、泥夹层影响的围岩。结合《左岸导流洞出口段临时支护图》要求，考虑上半洞采用全断面一次扩挖，对于围岩条件较差的情况可采取“短进尺，弱爆破、强支护、勤观测”的措施，每次循环进尺1~2m由出口向洞内进行顶拱范围大管棚（L=20m、φ100×6，间距50cm，θ=5～10°）超前加固上半洞开挖断面尺寸为18.60m×8.0m，单循环进尺1.5~2.5开挖进尺（1~3m）→素喷混凝土→上半洞钢支撑施工（工20b型钢支撑，间距75cm）→模喷或泵送混凝土施工→下一循环作业→系统锚杆（L=3.0m、6.0m，间、排距3.3、支护施工3.3.1、素喷混凝土、模喷混凝土施工喷射混凝土配合比，通过室内试验和现场试验选定，配合比试验成果报送监理工程师。喷锚料采用强制式搅拌机拌和，混凝土罐车运输。混合料在运输、存放过程中，严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入，装入喷射机前过筛。混凝土采用施工支洞口的1.5m³搅拌站现场拌制，模喷混凝土采用GSP-Ⅱ湿喷机喷护，素喷混凝土采用GSP-Ⅱ湿喷机或DT-96湿喷台车喷护。模喷混凝土模板安装前先进行开挖面清理，模喷模板采用小钢模或竹跳板现场拼装，模板施工时确保喷锚面不侵占体型混凝土尺寸。在喷射聚丙烯纤维混凝土施工时，为了确保作业人员的安全卫生，对喷射回弹和粉尘做适当的处理；特别是对作业人员面部要作好防护处理。喷聚丙烯纤维混凝土工艺流程图见图3-2。喷聚丙烯纤维混凝土工艺流程图图3-2聚丙烯纤维减水剂瓜米石砂水聚丙烯纤维减水剂瓜米石砂水水泥拌和机拌和聚丙烯砼拌和机拌和聚丙烯砼搅拌运输车运输混凝土搅拌运输车运输混凝土速凝剂混凝土喷射机喷射施工速凝剂混凝土喷射机喷射施工3.3.2、泵送混凝土施工泵送混凝土根据设计配合比及相关技术要求施工，采用6m3混凝土罐车运至施工现场，HBT60混凝土泵输送。对超挖量较大部位，喷混凝土施工难度大，考虑采用泵送混凝土进行浇筑，浇筑时采用φ50混凝土振捣棒振捣密实。3.3.3、锚杆施工锚杆施工工艺流程：岩面清理→钻孔孔位布设→多臂钻造孔→高压风洗孔→灌注水泥砂浆→安装锚杆。锚杆在钢筋厂加工制作成型，采用5t载重汽车或装载机运至施工现场进行安装。人工安装锚杆，MZ-30锚杆注浆机，砂浆由砂浆搅拌机现场拌制。3.3.4、钢支撑（1）钢支撑制作钢支撑采用I20b型工字钢根据设计尺寸在加工厂制作，采用螺栓、连接板连接。钢支撑拱架及其附件材料为型钢和钢板，各种钢板和型钢的规格和品质按设计施工图要求执行。钢支撑采用冷弯法在加工厂依据设计尺寸加工，根据洞室设计体型采取分段、分节进行制作，按1：1比例放样，设立1：1胎模的工作台，制作好的钢支撑钢架进行编号，分类堆放。（2）钢支撑安装钢支撑应安装在衬砌设计断面以外，不得侵占体型混凝土断面，钢支撑安装后，应对破碎软弱地带的围岩稳定进行监测，遇有危险情况，应及时增强钢支撑或采取其它加强措施。开挖断面完成后，采用运输车将加工好的分节支撑钢架运至施工现场拼装，每榀钢支撑的安装间距按设计尺寸执行，节间采用螺栓连接，钢架与岩壁之间紧贴，在安设过程中，当拱架与岩面之间有较大间隙时安设垫块，两排钢架间沿周边用纵向钢筋联接，形成纵向连接系。钢架安装完成后，将钢拱架和插筋、锚杆头焊接牢固，使之成为整体结构，按设计图要求安装的钢挡板、钢棚架、钢枕、钢锲和钢柱鞋等附件与钢支撑焊接牢固，防止松动。3.3.5、管棚施工根据开挖面情况，洞身出口段20m顶拱范围内设一排管棚，管棚（Φ=100mm，δ=6mm，L=20m），每节管棚间采用电焊对接；间距0.5m，以达到稳定松散岩体，控制开挖松弛、崩塌、沉降，由于该段基岩破碎，难以成孔，成孔后为保证导管顺利下入孔内采用阿特拉斯460PC钻机施工，管棚造孔直径Φ=130mm，钻孔角度采用钻机自身水平调节加地质罗盘和铅垂线进行严格控制，孔斜精度控制在1/100，成孔后下入导管作为管棚管，导管下入孔内采用钻机推进。在管棚内成型后，下入1根φ20mmPVC管至孔底作为回浆管，孔口预留1孔作为进浆孔，封闭管口。注浆采用自下而上，由拱脚向顶拱依次灌注，拱脚灌浆压力略大于顶拱灌浆压力。管棚注浆采用3SNS高压灌浆泵施工，浆液比重及注浆终压通过现场试验确定，试验中浆液扩散半径以30cm以上进行控制。注浆压力达到设计终压，围岩停止吸浆，稳定10min即可结束。钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。用挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。钻机开钻时，可低速低压，待成孔2.0m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。4、施工进度及资源配置4.1施工进度计划2006年12月13日～出口洞脸边坡预裂于2006年12月22日前结束。出口洞脸边坡1215m高程以上部位边坡开挖2006年12月25日～2006年12月2006年12月26日~2007年01月13日完成管棚施工。2006年12月25日～4.2资源配置（1）施工机械设备配置计划拟投入主要施工机械设备见表5-1。（2）施工劳动力计划左岸导流洞出口段开挖及支护计划施工人员150人，其中管理人员12人，机械操作工24人，钻工40人，支护施工人员40人，其他技工和普工34人。石方洞挖支护施工机械设备表表5-1序号设备名称规格型号单位数量备注1液压钻机阿特拉斯D7台12多臂钻JTH3RS-150台13潜孔钻QZJ100B台34钻机PC460台15手风钻YT-28部126侧翻装载机CAT966F台17自卸汽车20~25T辆68湿喷机耿力台29湿喷台车DT-96台110砼罐车6m3辆211锚杆注浆机MZ30台212强制拌和机0.75m3台213电动空压机20m3台214移动空压机20m3台115变压器1000KVA、500KVA台216制浆搅拌机150×2台117配浆搅拌机JJS-2B台118强制式搅拌机J-350台119灌浆自动记录仪JT台120高压灌浆泵3SNS台16、质量、安全保证措施6.1、质量保证措施6.1.1锚杆（1）砂浆配合比必须经试验确定，施工时严格按配合比拌制。（2）锚杆材质应有出厂质量证明书，进场后按照规范及监理人的批示作钢筋抗拉、抗弯及抗剪试验，并将成果报送监理人。（3）锚杆的孔位均经测量定位。（4）严格控制锚孔的孔深、角度及孔径。（5）插入锚杆后，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆。（6）无损检测：根据招标文件及规范要求，锚杆按单元进行检测。6.1.2喷砼（1）所有材料均应有出厂质量证明，水泥标号不得低于32.5MPa。（2）细骨料应采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数〉2.5；含水率控制在5%~7%；粗骨料采用坚硬耐久的卵石或碎石，粒径不应大于19mm；喷射砼中不得使用含有活性二氧化硅的骨料。（3）埋设控制砼厚度的标志。（4）喷砼作业紧跟开挖工作面时，砼终凝至下一循环放炮时间不少于3h。（5）喷射机作业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。（6）喷射砼与岩石的粘结力以及喷层之间的粘结力，采取直径100mm的芯样作抗拉试验，并将试验成果报送监理人。（7）喷砼支护后，已鼓皮剥落、强度偏低或有其它缺陷的部位及时清理和修补，请监理人验收。6.1.3管棚施工（1）钻孔前，精确测定造孔的平面位置、倾角、外插角。并对每个孔位进行编号。

（2）管棚钻孔角度根据设计孔位（仰角5~10°）要求施工。

（3）严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的孔位不得交叉。（4）钻孔过程中经常量测造孔的角度，发现误差及时纠正，对不符合要求的孔位应原位重新钻孔。

（5）掌握好开钻与正常钻进的冲击力和钻进速度，防止断杆。

（6）在遇到松散的堆积层和破碎带时，在钻进中可以考虑增加套管护壁，确保钻机顺利钻进和钢管顺利顶进。6.1.4钢支撑施工（1）钢架加工尺寸应符合设计要求。（2）钢支撑必须具备足够的强度和刚度。（3）焊接时，要注意是否有假焊，焊缝长度、深度是否符合要求。（4）钢支撑安装范围不得侵入二次衬砌空间。（5）施工过程中确保钢支撑与锚杆的连接，保证焊接密度与焊接质量，最终使锚杆、钢支撑和混凝土形成整体承载结构。6.2、安全保证措施（1）在洞内作业，尤其是地质不良地段，要采取机动灵活的应对措施，地质条件变化则作业方法相应变化。另外设立专职安全巡查员，主要职责是：禁止作业期间内闲杂人员或机械和车辆进入施工现场，观察判断事故发生的可能性，正确而安全有效地指导生产。隧洞施工现场内危险地段陡坡、深坑、危石等，应有防护设施或危险警告标志。（3）对施工人员进行安全用电知识教育，定期检修电器设备；对电器外壳要进行防护性接地、保护性接零或绝缘；在潮湿洞内环境中，施工临时照明设备及手提工具，不得使用超过36V高电压作业。洞内、洞外变压器均要设置安全栅栏，并应设置提醒标志。（4）防高空坠落伤人事故发生：高空及吊装作业要严格按照操作规程标准化、正规化施工，设置安全防护网；所有进入隧洞内的人员，必须按规定佩带安全帽，高空作业施工人员必须佩带安全绳及安全带等劳动保护用品，遵章守纪听从指挥；加强安全保卫工作，禁止闲杂人员进入隧洞施工现场。（5）通风、防尘和防有害气体安全措施：做好洞内通风工作，根据施工进度安排，确定合理的通风方式，确保洞内通风要求达到国家有关规定及招标文件要求。采用综合措施防