水工洞斜洞隧道施工方案

水工洞斜洞隧道施工综合技术方案一、工程概况与施工条件1.1工程地质参数本斜洞设计轴线长度265m，倾角48°，开挖直径5.2m，穿越微风化灰岩地层，岩体完整系数0.72，单轴抗压强度65MPa，属于Ⅱ类围岩。根据地质勘察数据，洞身段无断层破碎带分布，最大涌水量小于5m³/h，覆盖层厚度1.2-2.8m，需先行完成坡面喷锚支护（喷射C25混凝土厚10cm+Φ22锚杆@1.5m×1.5m），确保洞口稳定。1.2施工技术指标开挖精度：轴线偏差≤±20mm，断面尺寸误差≤±50mm进度指标：月计划进尺90m（有效工作日25天），最高月进尺控制在130m以内安全目标：实现"零重伤、零设备事故"，日监测围岩变形≤0.5mm环保要求：施工废水经三级沉淀处理后回用，粉尘排放浓度≤2mg/m³二、施工总体部署2.1施工分区规划将斜井划分为三个功能区段：洞口区（0+000~0+030）、主洞身段（0+030~0+235）、洞身段（0+235~0+265）。洞口区设置施工平台、材料堆放区及排水泵站；主洞身段采用爬罐法与反井钻对接施工；洞身段实施全断面扩挖与衬砌作业。2.2施工平面布置洞口布置：设置20m×15m施工平台，配备Φ1.5m通风管、30kW轴流风机及三级沉淀池（容积50m³）洞内布置：每50m设置一处错车平台（长10m×宽3m），双侧布置Φ200mm排水管路及10kV高压电缆弃渣规划：洞口500m处设置临时弃渣场（容量8000m³），配备P-30B型耙斗装岩机及1.5t防爆蓄电池机车三、关键施工技术3.1导井开挖施工采用"反井钻+爬罐"联合施工工艺，具体流程如下：3.1.1反井钻导孔施工设备选型：选用L300型反井钻（额定功率90kW），配置Φ216mm导孔钻头及Φ1.4m扩孔钻头钻进参数：转速25r/min，给进压力1.2MPa，冲洗液流量50m³/h精度控制：每50m进行测斜校正，导孔偏斜率控制在0.5%以内，终孔位置偏差≤300mm3.1.2爬罐对接施工设备配置：STH-5E型电动爬罐（额定功率45kW），配置360°旋转作业平台（承载能力800kg）及激光导向系统（定位精度±2cm）施工流程：轨道安装：每2m设置一组Φ25mm×2.5m轨道锚杆，轨道接缝错台≤2mm钻爆作业：采用YT-28型气腿式凿岩机（4台），钻孔直径42mm，孔深3.2m爆破参数：周边孔间距45cm，抵抗线50cm，装药量0.3kg/m，采用毫秒延期雷管起爆通风排烟：爆破后启动轴流风机，通风时间≥30min，粉尘浓度降至2mg/m³以下方可进洞3.2全断面扩挖施工导井贯通后进行全断面扩挖，循环进尺3m，具体参数如下：3.2.1钻爆设计掏槽方式：采用楔形掏槽，掏槽孔深度3.5m，装药集中度1.2kg/m装药结构：连续装药与间隔装药结合，周边孔采用Φ32mm药卷（线装药密度0.25kg/m）起爆网络：非电毫秒雷管起爆，段间隔50ms，总延期时间≤1300ms3.2.2出渣作业运输系统：P-30B型耙斗装岩机（生产率30m³/h）+1.5t蓄电池机车+6m³矿车循环指标：钻爆时间4h，出渣时间6h，支护时间2h，循环周期12h超挖控制：平均径向超挖值≤250mm，局部最大超挖≤300mm（监理确认后处理）四、支护与衬砌工程4.1初期支护体系根据围岩类别采用分级支护方案：4.1.1Ⅱ类围岩段（主洞身段）喷射混凝土：C25混凝土厚10cm，采用HPS30型湿喷机（喷射能力5m³/h），分两层施工（初喷5cm+复喷5cm）锚杆支护：Φ22mm×2.5m中空注浆锚杆，间排距1.5m×1.5m，注浆压力0.5-1.0MPa（水泥浆水灰比1:1）钢筋网：Φ8mm@20cm×20cm，搭接长度30d，保护层厚度≥3cm4.1.2洞口段（Ⅳ类围岩）复合支护：I18型钢拱架（间距0.8m）+Φ25mm×4.0m锁脚锚杆（每榀8根）+C25喷砼（厚20cm）超前支护：Φ108mm管棚（长10m，环向间距40cm），管内灌注M20水泥浆4.2混凝土衬砌施工采用"短段浇筑、整体成型"工艺，单仓长度6m，具体实施如下：4.2.1模板系统模板选型：定制钢模板（厚12mm），面板平整度≤2mm/m，接缝宽度≤1mm支撑体系：满堂脚手架（立杆间距0.8m×0.8m），扫地杆距地面≤20cm，剪刀撑每5m设置一道定位控制：采用全站仪三维定位，模板轴线偏差≤5mm，高程偏差±10mm4.2.2浇筑工艺混凝土参数：C30W8F150，坍落度180±20mm，初凝时间≥6h浇筑方式：分层浇筑（每层厚度50cm），采用Φ50插入式振捣器（振捣时间15-30s）养护措施：覆盖土工布洒水养护，养护期≥14天，表面温度与环境温差≤25℃4.2.3特殊部位处理施工缝：设置Φ16mm@30cm遇水膨胀止水条（宽30mm，厚8mm），涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料变形缝：采用中埋式橡胶止水带（宽350mm）+背贴式止水带（宽500mm）双重防水体系五、辅助系统设计5.1排水系统采用三级排水方案，总排水能力≥50m³/h：5.1.1排水布置掌子面积水：设置Φ300mm集水坑（深1.5m），配置WQ15-30-4型潜水泵（扬程30m）洞内排水：双侧设置500mm×500mm排水沟，坡度1‰，每隔100m设置沉淀池洞口排水：洞口设置30kW多级离心泵（扬程150m），将水排至洞外三级沉淀池5.1.2涌水处理正常涌水（＜5m³/h）：启动掌子面潜水泵，经排水沟自流至洞口泵站异常涌水（＞5m³/h）：立即启动备用泵（2台），同时采用速凝混凝土封堵涌水点5.2通风系统采用压入式通风，确保洞内风速≥0.15m/s：5.2.1设备配置主通风机：2台30kW轴流风机（一台运行一台备用），风量2000m³/min风筒选择：Φ1.5m玻璃钢风筒，每节长20m，接头采用螺旋连接+防水胶带密封辅助通风：掌子面附近设置2台5.5kW局部通风机，风筒出口距掌子面≤10m5.2.2通风管理通风时间：爆破后通风≥30min，作业期间连续通风风量监测：每50m设置风速传感器，实时监测并调整风机频率维护要求：风筒破损率≤5%，每周进行一次全面检查修补5.3供电与照明供电系统：10kV高压进洞，洞内设置315kVA移动变电站，供电半径≤500m照明布置：采用LED防爆灯（200W），间距10m，照度≥50lux应急电源：配置200kW柴油发电机，确保停电时排水、通风系统正常运行六、安全监测与质量控制6.1围岩监控量测按《水工隧洞安全监测技术规范》SL764-2018要求实施三级监测：6.1.1监测断面布置常规断面：每50m设置一个监测断面，布设拱顶下沉测点1个、周边收敛测点2对特殊断面：洞口段、断层带加密至10m间距，增设多点位移计（测孔深10m）6.1.2量测频率与控制标准监测项目量测频率预警值控制值拱顶下沉开挖后1-15天：1次/天

16-30天：1次/2天

>30天：1次/周5mm/d15mm周边收敛同拱顶下沉8mm/d30mm围岩内部位移1次/3天3mm/d20mm6.1.3数据处理与反馈数据采集：采用JTM-V型围岩收敛仪（精度0.01mm）和TC402全站仪分析方法：绘制位移-时间曲线，采用双曲函数进行回归分析（μ=t/(A+Bt)）预警机制：当监测值达到预警值时，立即停止开挖，采取补强措施（如加密锚杆、增设钢拱架）6.2质量控制要点开挖质量：严格控制超挖（平均径向超挖≤250mm），欠挖面积≤0.1m²/㎡支护质量：锚杆抗拔力≥150kN（抽检频率5%），喷射混凝土厚度采用钻孔法检测（每100m测3点）混凝土质量：抗压强度≥30MPa（每组3个试块），抗渗等级≥W8，采用回弹法+钻芯法联合检测七、施工进度计划7.1关键线路工期施工准备：15天（含设备进场、轨道安装）导井施工：60天（反井钻40天+爬罐20天）扩挖施工：90天（月进尺90m）支护衬砌：75天（滞后扩挖30m平行作业）竣工验收：15天总工期：255天（含20天备用期）7.2进度保障措施资源保障：配置2套钻爆设备、3套支护设备，确保连续作业技术保障：采用"两班制"（每班12h），关键工序昼夜施工应急措施：储备3天用量的水泥、钢筋等主要材料，设备易损件备用率100%八、安全与环保措施8.1安全防护体系个人防护：强制佩戴安全帽、安全带、防尘口罩，特殊作业配备呼吸面罩洞口防护：设置防护棚（抗冲击荷载10kPa）、挡渣墙（高2m）及安全警示标志高空作业：作业平台设置1.2m高护栏，脚手板满铺且固定牢固爆破安全：爆破警戒半径300m，采用非电起爆系统，爆破后30min检查确认安全8.2环境保护措施废水处理：三级沉淀池+一体化净水器（处理能力50m³/h），排放水质达到《污水综合排放标准》GB8978-1996一级标准粉尘控制：采用湿喷工艺、爆破前洒水、出渣时喷雾降尘，洞内粉尘浓度≤2mg/m³噪声防治：破碎机、空压机设置隔音棚，昼间噪声≤70dB，夜间≤55dB弃渣管理：弃渣场周边设置截排水沟，渣体表面覆盖土工膜+植被恢复九、应急预案9.1塌方应急处置预警响应：当围岩变形速率＞5mm/d时，立即启动Ⅱ级预警，撤离施工人员处理措施：采用Φ20mm注浆管（长6m）进行超前注浆加固缩小钢拱架间距至0.5m，增设锁脚锚杆（长4.5m）采用CRD法分部开挖，循环进尺控制在1m以内9.2涌水应急处置排水强化：启动全部排水设备，必要时调用外部大功率水泵（扬程200m）堵水措施：采用速凝混凝土（初凝时间＜5min）封堵涌水点，配合管棚注浆（水泥-水玻璃双液浆）9.3火灾应急处置消防配置：每50m设置消防栓（配2条水龙带），洞内每隔1