第17章10#施工支洞施工方法说明书及附图

第17章10#施工支洞施工方法说明书及附图17.1施工支洞开挖支护特性17.1.1施工支洞布置施工支洞洞线为“S”形,全长372.95m,支洞口高程为41.97m,与1#、2#洞交点（桩号尾水1+029.96）高程分别为7.981m及8.745m（洞底垫渣1.5m后高程）,纵坡坡比为9.82％,支洞布置详见图17-1。 点XY高程坡比M65693.9176897.0041.9679.82%O65728.9076896.25O65922.4176925.61N65971.2076951.718.7452.18%P65999.8776931.637.981图17-110#支洞布置图17.1.2施工支洞地质状况支洞段岩层为岩屑砂岩夹泥质粉砂岩,断裂构造及缓倾角节理发育,主要结构面与洞轴线呈大角度相交,地下水较丰富,岩性较软,f值为2～3。围岩分类以Ⅲ、Ⅳ类为主，断层F219、F218处局部为V类(长度10m左右)。17.1.3施工支洞开挖支护特性支洞开挖断面为城门洞型，宽7.0m,高6.5m,详见图17-2。10#施工支洞支护特性见图17-3r=430-700- 700 70077图17-310#支洞断面支护型式17.1.3施工支洞工程量10#支洞洞挖及支护工程量见表17-1项目洞挖t=10CM锚杆φ22mm、L=3mφ42mm、管格栅钢架单位m3m3根mt工程量17.2支洞施工程序10#支洞施工程序框图见图17-4测量、准备钻孔排排水装药撤退爆破、排烟支护封堵封堵、灌浆图17-4施工程序框图17.3施工支洞开挖支护施工方法17.3.1施工支洞开挖施工工序施工支洞开挖循环进尺为2.0~3.0m。施工循环工序为：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→支护→出渣→掌子面清理→下一循环施工。17.3.2施工支洞的开挖方法开挖：利用手风钻全断面掘进，爆破采用楔形掏槽形式、周边光面爆破，爆破网络采用非电毫秒雷管差延时网络火花爆破方式。该洞进口段15m已经由QC11标承包商施工完成。支洞与尾水洞交叉部位的开挖时，适当选择开挖方法，尽可能减小交叉段的爆破破坏。遇到不良地段时，采用超前支护、小导洞、短进尺、勤支护、弱爆破的施工方式，必要时可采取钢纤维混凝土或钢支撑支护。出渣：侧卸装载机配4.5-8T自卸汽车运至指定渣场。支护：根据洞内的围岩情况，进行随机支护。锚杆主要采用人工手风钻造孔，锚杆固体采用水泥早强锚固药包锚固锚杆。喷混凝土采用半湿喷法进行喷护施工。10#施工支洞钻爆设计见附图《10#施工支洞爆破设计图》（图号：施-YXP/C3-17-01）。17.3.3支洞与尾水隧洞交叉口处开挖施工方法1、施工支洞与尾水洞交叉口处为变截面段。支洞施工时，当支洞离2#尾水洞中心4.2米时提前开始扩大断面，直到2#尾水洞中心达到尾水洞高度为止。2、再从2#尾水洞中心开始缩小断面，直到支洞断面尺寸时距尾水洞中心4.2米为止。3、当扩大段达到尾水洞断面要求后，再进行2#尾水洞开挖施工。4、支洞继续向1#尾水洞开挖，在离1#尾水洞中心4.2米时再进行扩大断面，达到尾水洞断面高度后，按此高度开挖至距1#尾水洞中心4.2米的位置为止。5、开挖断面拱部由支洞的弧形变为直线形。6、施工顺序如下图所示为：A→B→C→D→E→F。交叉口施工顺序示意图17.2.3施工支洞封堵混凝土封堵采用分段分层的施工方法进行浇筑，每段混凝土施工先浇筑底部混凝土，再浇筑边顶拱：中部预留2.5m×3m城门洞形灌浆廊道，灌浆完毕后进行灌浆廊道。17.3.4施工支洞的支护方法17.3.4.1Ⅲ、Ⅳ类围岩支护施工Ⅲ、Ⅳ类围岩采用喷锚支护,并且紧跟掌子按照“喷-锚-喷”工艺施工。喷锚支护参数如下：顶拱及边墙上半部喷C20砼，两次喷厚共10cm；锚杆为φ22mm、L=3m、a=b=1.5m的砂浆(或早强水泥药卷)锚杆。喷砼采用人工在钢架平台上施工，采用成都TK961型混凝土喷射机。细骨料为细度模数为2.5～2.8的中粗砂,粗骨料为粒径小于15mm的碎石。喷射砼配合比，应通过室内试验和现场试验选定(可初选为1：2：1.5),速凝剂掺量为2﹪~3﹪。为保证喷砼的施工质量,应做好以下工作:①喷射前对喷射面进行检查，并做好以下准备工作：清除开挖面的浮石、墙脚的石渣和堆积物；处理好光滑岩面；安设工作平台；用高压风水枪冲洗喷面，对遇水易潮解的泥化岩层，应采用压风清扫岩面；埋设控制喷射砼厚度的标志；作业区应具有良好的通风和充足的照明设施。②应在受喷面滴水部位埋设导管排水，导水效果不好的含水层可设盲沟排水，对淋水处可设截水圈排水。③水泥标号不低于32.5#。④分层喷射时，后一层应在前一层砼终凝后进行，若终凝1h再行喷射，应先用风水清洗喷层面。⑤喷射作业应紧跟开挖工作面，砼终凝至下一循环放炮时间不应⑥回弹料应及时清理，绝对不允许再利用。⑦喷射砼终凝2h后，应喷水养护，养护时间一般不得少于7昼夜。(2)锚杆施工锚杆采用人工手风钻钻孔、人工配合风钻安装。为保证锚杆施工质量，应抓好以下几项工作：①水泥、水、骨料（水泥药卷）和锚杆材质及外加剂应符合规范及规定的要求。②注浆锚杆水泥砂浆（水泥早强药包）的强度等级不应低于20MPa，水泥砂浆配合比均应通过试验选定。③锚杆安装前，必须严格地将孔内的岩屑清理干净，锚杆安装宜采用先注浆后插杆的程序进行，安装后必须填满砂浆，孔口应采取临时性固定措施。17.3.4.2Ⅴ类围岩支护施工Ⅴ类围岩采用“小导管预注浆+格栅钢架+喷锚支护”,并且紧跟掌子面施工。Ⅴ类围岩支护的施工程序为：喷5cm厚砼覆盖掌子面→小导管施工→待强后短进尺弱爆破开挖出渣→喷5cm厚砼→格栅钢架架立→系统锚杆施工、与钢架焊连→钢架整体加固及填塞→喷10cm厚砼包裹钢架。(1)注浆超前小导管施工小导管为Φ42×4mm,中心间距30cm，外插角度为20°,每榀小导管长度3.5m，有效开挖长度为2m，小导管搭接长度不小于1m，注浆压力0.5～0.6MPa。小导管用风钻钻孔人工安装，或将头部加工成扁形用风镐打入，小导管支在格栅钢架上（或端部用φ16mm横向连接，再与糸统锚杆焊接灌注水泥浆或双液浆，待凝后进行弱爆破开挖或机械及镐直接开挖。(2)格栅钢架施工格栅钢架由普通钢筋加工，主筋为直径22mm的II级钢筋，箍筋和腹筋采用直径为10mm的I级钢筋，箍筋间距20cm，箍筋搭接长度≥30d，钢架接头采用10mm厚A3钢板焊接加Φ16螺栓连接。前后两榀钢格栅中心间距1.0m,必要时可加密到50cm～80cm。两榀钢格栅之间焊接纵向连接筋，连接筋为直径22mm的II级钢筋，环向间距1m,设内外两层。钢格栅脚部设置δ=10mm的钢垫板，并用Φ22mm、L=3m的锁脚锚杆固定柱脚。完成钢格栅临时支护后，喷混凝土厚10cm。（3）喷锚施工的砂浆(或早强水泥药卷)锚杆；喷锚采用人工配钢架平台施工，施工方法同前。17.3.5支洞开挖施工监测施工监测是确保隧洞开挖安全的重要手段。在支洞开挖中，尤其对Ⅳ、Ⅴ类围岩，布置系统监测设施，对隧洞周边收敛、拱顶下沉等项目进行监测。拟在Ⅳ、Ⅴ类围岩段各布置一个量测断面,用全站仪、周边收敛计进行定期量测,绘制位移～时间曲线,及时反馈到施工现场,指导安全施工。17.4施工通风及排水措施17.4.1施工通风为改善洞内工作条件、排除和稀释有害气体、供给工作人员充足的新鲜空气，做好施工通风工作十分重要。根据规范，支洞通风设备选择的依据为：①隧洞内最低风速不小于0.15m/s；②隧洞内最大允许风速4m/s；③确保供应隧洞内工作人员每人不小于3m3/min的新鲜空气；④对隧洞内的氡气等有害气体进行有效的稀释；⑤吊挂风管平、直、紧、稳，风管转弯半径不小于风管直径的3倍。支洞通风设备选用时，应考虑到尾水洞的通风条件，以及尾水隧洞开挖期间新增的排风竖井，支洞长373m，施工支洞主要考虑向内输送新鲜空气，排风竖井主要是排出洞内污染空气，由此形成循环流动，因此，选用一台天津产AH-100/110KW/120型轴流风机，配φ1200mm高强度PVC锦纶阻燃风筒(负压风筒)，按照两机一管模式，分别向洞内压入式通风。压入式风机布置在交通洞洞口30m外,负压风管沿交通洞及10#支洞右拱肩布置，通向工作面附近，进行压入式通风。17.4.2排水措施施工支洞及交通洞均为外高里低,应采用机械排水。根据地质资料，洞挖时将可能出现涌水现象，单点涌水量达60～120L/min。因此,支洞施工时在支洞口设一集水箱,并各设一台4〞水泵,将水排至交通洞外。此外，为防止意外的大量涌水，在交通洞口外备4〞及5〞泵各一台。17.5施工支洞封堵17.5.1施工支洞封堵工期安排施工支洞封堵分两次进行。1#隧洞施工完后，将1#隧洞和2#隧洞2006.11.30。待2#隧洞施工完后，进行与2#隧洞相接的施工支洞封堵施工。封堵时段安排在：2007.04.01～2007.06.30。17.5.2施工支洞封堵设计17.5.2.1施工支洞封堵长度确定(1)1#与2#尾水隧洞之间的支洞采取全长封堵，长度为：28m。(2)与2#隧洞相接的施工支洞封堵根据下面的公式确定封堵段长K—抗滑稳定系数，取1.3；P—作用于堵头的最大水头推力，以地下厂房至下库的最大水头既—调压井顶高程EL97.00确定；γ—混凝土容重，2.5t/m3；A—堵头断面面积，42m2；f—混凝土与岩石的摩擦系数，取0.6；x—堵头段周长，24.66m；C—堵头混凝土与岩石的凝聚力，取10t/m2。根据公式计算封堵段长度为：17.09m。考虑其它因素确定与2#隧洞相接的施工支洞封堵段长度为：20m。施工支洞布置见附图《10#施工支洞封堵灌浆施工图》（图号：施-YXP/C3-17-02）。17.5.2.2封堵其它事项为保证混凝土堵头有足够的抗剪强度，施工支洞开挖时在封堵段扩挖键槽。为满足封堵段的固结灌浆施工需要，在与2＃尾水隧洞相接的支洞封堵段设置灌浆廊道。17.5.3施工支洞封堵工程量C20二级配：1918m3。混凝土均为微膨胀混凝土（混凝土掺加MgO，根据现场配合比试验确定MgO掺加量，满足MgO不大于5。17.5.4施工支洞封堵施工方法⑴1#与2#尾水隧洞之间的支洞封堵长度为：28m，分两段施工，第一段14m，第二段14m。与2#隧洞相接的施工支洞封堵长度为：20m，分两段施工，第一段10m，第二段10m。每段封堵混凝土分四层施工，分层厚度为：1.5m、1.5m、1.5m，2.0m。⑵混凝土由2#拌和系统拌制，6m3混凝土搅拌运输车运输到洞内施工现场。由HB30混凝土泵泵送入仓浇筑。进料线为：2#拌和系统→5#公路→进厂交通洞→10#施工支洞。⑶支洞封堵混凝土施工,端模支立采用组合钢模局部配合木模。尾水隧洞一侧，根据圆形断面体型，采用定型木模板钢架支撑，拆模后材料由进出口撤出。灌浆廊道顶拱采用定型木模板。⑷支洞封堵混凝土，根据设计图纸的要求进行施工。模板支设、钢筋安装、止水带预埋、回填灌浆管安装均已完成并经监理工程师验收合格后方可进行混凝土浇筑。浇筑铺料一层，人工手持φ80电动插入式振捣器振捣一层，直至完成下部混凝土浇筑施工，层间最小间歇时间为6天。17.5.5施工支洞封堵后的灌浆支洞封堵后需进行回填灌浆和固结灌浆，由于采用了膨胀混凝土浇筑堵头，不需作接缝灌浆。回填灌浆采用预埋循环灌浆管路的方法施工，回填灌浆包括1#、2#洞之间的堵头和2#洞侧的堵头顶部110°范围内的部分。固结灌浆在支洞封堵后留下的灌浆廊道内进行，灌浆管采用预埋式，深入围岩17.5.5.1回填灌浆(1)循环灌浆管的安装循环灌浆管管径Φ50，预先在加工厂按设计要求加工好，主管做成“U”形回路，每50cm分一支管。封堵前在岩壁上用手风钻钻孔，深10～15cm，在封堵砼时将灌浆管预埋在适当的地方，支管伸入孔内，并加以固定。灌浆分区施工，每一个灌区的管路均引至封堵段外，待整个隧洞封堵浇筑完后，再进行灌浆。灌浆在该段混凝土浇筑完毕，混凝土强度达到70%设计强度后进灌浆的制浆系统采用尾水洞灌浆施工的制浆系统。灌浆前用压力风检查灌浆管路的通畅性。灌浆的压力、浆液水灰比按施工图纸的要求或监理人的指示确定。回填灌浆浆液分三个比级进行灌浆施工。其比级为1：1、0.6:1、0.5：1。空隙大的部位应灌注水泥砂浆，掺砂量不宜大于水泥重量的200%。通过输浆管送至混凝土浇筑时预埋的灌浆管灌注。灌浆管布置见~~在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，延续灌注5min即可结束。灌浆结束后关闭回浆管和排气管等阀门进行闭浆。灌浆质量检查在该部位灌浆结束7天后进行。采用钻孔注浆法进行灌浆质量检查，向孔内注入水灰比2：1的浆液，在规定压力下，初始10min内注入量不超过10L，即合格。灌浆孔灌浆和检查孔钻孔注浆结束后，采用水泥砂浆将钻孔封填密实，并将孔口压抹平整。17.5.5.2固结灌浆固结灌浆管排距3m，深入围岩4m，梅花形布置，在封堵前设置好灌浆管，设置见附图《10#施工支洞封堵示意图》。(1)灌浆管安装封堵前先用手风钻钻孔，将灌浆管固定在仓内，一端插入岩石孔内，并将孔口妥善封堵。灌浆施工在灌浆廊道内进行。固结灌浆初拟灌浆压力1.5Mpa，实际灌浆时根据现场情况和监理工程师要求确定。按环间分序、环内加密的原则进行。固结灌浆采用一次灌浆，钻孔冲洗采用压力水冲洗。裂隙冲洗采用风水联合冲洗或采用灌浆试验确定的冲洗方法压水试验在裂隙冲洗后进行，压水试验采用单点法，试验孔数不少于固结灌浆孔数的5%。灌浆压力按灌浆试验确定值或采用监理单位批准压力值。灌浆使用自动记录仪记录。灌浆浆液按灌浆试验确定的或者监理单位批准的水灰比施灌浆液由稀到浓逐级变换。浆液变换原则如下：①当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比；②当某一比级浆液注入量已达到300L以上，或灌注时间达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注；③当注入率大于30L/mim时，根据施工具体情况，可越级变浓。固结灌浆在规定的压力下，灌浆孔段注入率不大于