引黄工程隧洞开挖支护方案

1、1、概述山西省中部引黄工程 是山西省“十二五规划”大水网建设中一项重要的工程，本工程干线自天桥水电站库区取水，供水范围包括四市十六个县（市区），涉及忻州市保德县；吕梁市：兴县、临县、离石、柳林、中阳、石楼、交口、孝义、汾阳九个县（市区）；临汾市：隰县、蒲县、大宁、汾西四个县，晋中市：灵石、介休两个县（市）。规划年供水6.02亿m³。中部引黄工程包括取水工造价人才网程和输水工程。输水线路总长2、施工布置方案2.1施工道路（1）对外道路17#支洞位于兴县魏汾镇青阳山村西南0.48km处，施工对外道主要利用村村通公路网。拟新修道路500m到渣场。支洞运输采用轨道运输的施工方法，运输轨道采用

2、双轨布置的施工方法。工程监理两个轨道之间间距20cm，同时在右侧预留1.0m宽的人行道，轨道布置详细布置见17#支洞轨道布置平面图。2.2施工风、水、电（1）引水隧洞开挖及支护用风设备主要为手风钻、喷锚机。洞内施工用风利用支洞口的集中供风站通过供风管道（150钢管）系统接至施工现场保证施工。 （2）施工用水考虑打井抽取，配备2台200QJ20-350/26深井水泵（1台备用），水泵参数为流量20m3/h，扬程350m，功率37kW，出水管尺寸2.5寸。 （3）本工程区内有已建成的国家电网10KV高压线路经过，工程用电可直接就近“T”接，各施工低压端布置于各施工支洞附近，然后引至洞内，保证施工。

3、由于施工区域施工供电电网不稳定，为保证施工用电，我部计划在支洞配置一台柴油发电机，满足因主电网停电或不能保证供荷时增补电源。各发电机线路接口设置双向开关，以便停电后能及时发电供应。2.3施工排水洞内施工排水采用水泵抽排的方式。由于支洞较长，坡陡，为防止地下水倒灌入主洞内，需加强支洞排水。洞口边坡开挖的同时做好坡顶及两侧的截水沟，并保持截水沟排水畅通。边坡上的水流经截水沟排到冲沟内，再经已埋设的在冲沟处的排水涵管将水排到公路外侧的主河道内。在支洞内每200m左右设一个集水井，并用15KW的排污水泵将水排到主水管内，经主水管排到洞外。洞内排水：在洞内右侧布置排水管，将水排入集水井集中，再使用泥浆泵

4、或污水泵抽排，经布置在洞壁的150排水管排出洞外沉淀池内。2.4施工通风隧洞通风拟采用2台2×55KW的轴流风机（根据实际通风效果进行调整），风管采用1000mm的硬风管，风机的布置原则是根据施工作业面隧洞的长短，若采用接力送风，按500600m接力一台，通风机型号为2×22KW轴流风机（根据实际通风效果进行调整）。2.5弃碴规划17#支洞渣场主要位于17#支洞南侧约500m处的冲沟内。3、施工方法（1）隧洞开挖施工方法隧洞开挖采用手风钻加架子台车一次开挖成型，爆破采用光面爆破工艺，施工支洞开挖段出渣采用JK2.5×2矿井提升机牵引6m³侧卸式矿车至卸渣

5、平台，侧卸式矿车在卸渣平台直接卸装在15T自卸汽车内运输至指定渣场。支洞担负主洞段采用LDZ100扒渣机装渣，8T蓄电池牵引机动电牵引6m³侧卸式矿车主洞内运输，通过施工支洞矿井提升机拉矿车至卸渣平台，侧卸式矿车在卸渣平台直接卸装在15T自卸汽车内运输至指定渣场。主洞轨道布置双线，一侧设1.0m的人行道。钢轨采用24Kg/m钢轨。开挖时每120m开挖一个避车洞，以方便施工人员避让矿车。喷混凝土采用TK961施喷，锚杆及排水孔采用手风钻施工。支洞进洞约20米后，即进行洞口锁口砼施工，类围岩开挖100m后立即对已开挖洞段进行砼施工，砼施工结束后再进行开挖施工；类围岩开挖75m后立即对已开

6、挖洞段进行砼施工；类围岩开挖50m后立即对已开挖洞段进行砼施工。（2） 土洞段开挖施工方法土洞段围岩极部稳定，不能自稳，变形破坏严重，无法进行爆破施工。同时由于支洞坡度较大、开挖断面小，大型机械设备无法施工，因此土洞段主要采用人工开挖的施工方法，出渣采用JK2.5×2矿井提升机牵引6m³侧卸式矿车至卸渣平台，侧卸式矿车在卸渣平台直接卸装在15T自卸汽车内运输至指定渣场。隧洞开挖按照“新奥法”进行施工组织管理，根据围岩情况，一般洞室支护施工距开挖工作面距离为30m左右；断层处理及、类围岩的开挖施工，相应安全支护工作紧跟工作面进行。引水隧洞开挖支护详见后附图：施工支洞标注横断面

7、图（1/22/2）。引水隧洞围岩类别划分、开挖断面尺寸及混凝土永久衬砌尺寸按设计蓝图施工支洞标准横断面图（1/22/2）【图号：520S-462-SZ-1、520S-462-SZ-2】、总干3#隧洞17#施工支洞进口设计图【图号：520S-462-07B-12】、及总干3#隧洞17#施工支洞纵断图【图号：520S-462-07B-11】施工。其中类围岩开挖考虑8cm的支护厚度，类围岩开挖考虑10cm支护厚度，类围岩开挖考虑12cm支护厚度。（2）开挖施工工艺支洞开挖施工工艺流程分别见如下框图所示：、 类、类围岩开挖工艺流程：开挖准备测量放线钻 孔装药爆破通风散烟，喷水除尘安全清撬、危石处理出碴

8、、清底延伸风水电管线，转入下一循环安全监测已开挖洞段的锚喷支护类、类围岩开挖工艺流程框图、类围岩开挖工艺流程：安全监测 挂网护开挖准备测量放线钻 孔装药爆破通风散烟，喷水除尘安全处理、平碴出碴、清底超前支护已开挖洞段的锚喷支护延伸风水电管线，转入下一循环 锚杆安装钢支撑喷砼至设计厚度下部开挖类围岩开挖工艺流程框图（3）类、类围岩开挖工艺作业措施、开挖准备：洞内风、水、电就绪，施工人员、机具准备就位。、测量放线：施工测量采用全站仪进行。测量作业由专业人员实施，每排炮后进行设计规格线测放，并根据爆破设计参数点布孔位。断面测量滞后开挖面1015m，按3m间距进行，每个月进行一次洞轴线及坡度的全面检查

9、、复测，确保测量控制工序质量。同时，随洞室开挖、支护进度，每隔20m在两侧洞壁设一桩号及高程标志。、钻孔作业：由熟练的风钻技工严格按照测量定出的中线、腰线、开挖轮廓线和测量布孔进行钻孔作业。各钻手分区、分部位定人定位施钻，实行严格的钻手作业质量责任制。每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查。周边孔及掏槽孔的偏差不得大于5cm，其它炮孔孔位偏差不得大于10cm。、装药爆破：炮工在装药平台上按钻爆设计参数装药。崩落孔采用32mm药卷连续装药，周边光面爆破采用25mm药卷竹片绑扎间隔装药，孔口用泥堵塞严实；装药完成后，由技术员和专业炮工分区分片检查，联结爆破网络，撤退工作面设备、材料至安全

10、位置，非电毫秒雷管引爆，周边光面齐爆。、通风散烟及除尘：施工过程中一直启动通风设备通风，爆破散烟结束后，对开挖面爆破碴堆洒水除尘。、安全处理：爆破后，用挖掘机（或人工）清除掌子面及边顶拱上残留的危石及碎块，保证进入人员及设备的安全，岩面破碎洞段在进行安全处理后，可先喷一层5cm厚砼，出碴后再次进行安全检查及处理。在整个施工过程中，设专职安全员每天进行安全检查，发现问题及时处理。、出碴：出碴方式采用LDZ100型履带式斜井挖斗装渣机装渣，通过卸渣平台处的曲轨（采用布置在该处的电动葫芦提升）卸装在15t自卸汽车由卸渣平台运至指定弃渣场。出碴完毕后用将工作面底部积碴整平，为下一循环钻爆作业做好准备。

11、、围岩支护：每排炮开挖结束后，对局部稳定差的岩体及时进行随机锚杆支护。、安全监测：开挖510m后，随开挖进度设置围岩收敛监测断面，类围岩观测断面间距50m，观测频次按规范要求进行，观测成果及时整理分析，发现异常情况，及时上报监理人研究处理。在喷砼或衬砌砼上设置动态观测点，对爆破震动情况进行监测，每次爆破后及时整理观测成果，以指导爆破施工。（4）类围岩开挖工艺施工措施类围岩除按类围岩施工工艺和方法施工外，还需采取以下措施：、地质探察：在开挖过程中，加强地质跟踪及超前预报，必要时钻超前勘探孔摸清围岩条件，以便采取恰当的施工程序及措施，保证围岩稳定。、超前支护（不良地质段，根据实际情况确定）：类围岩

12、开挖钻孔前，采取超前注浆小导管（或超前锚杆）预支护洞顶围岩，以增强围岩自稳能力。、钻爆作业：按照“短进尺、弱爆破、少扰动”的原则施工。开挖按浅孔、小药量、多循环钻爆，钻爆循环进尺视地质情况采用0.82.5m。爆破崩落孔采用32mm药卷装药，周边孔采用25mm药卷间隔装药，根据爆破试验确定线装药密度，并严格执行。（5）洞内石方开挖根据实际围岩及爆破效果及时优化调整爆破参数，初步拟定爆破参数设计如下：1、爆破参数设计a、掏槽孔参数设计钻孔直径： 42钻孔深度: （类3.5m,类2.5m,类1.5m）钻孔间距： 0.25m药卷直径: 32装药结构: 连续装药堵塞长度: 0.5m0.7m单孔药量: （

13、类2.1kg,类1.3kg,类0.7kg）起爆网络: 微差挤压爆破b、崩落孔爆破参数设计钻孔直径： 42钻孔间距： 0.8m1.0m钻孔深度: （类3.2m,类2.2m,类1.2m）药卷直径: 32单孔药量: （类1.5kg,类0.95kg,类0.45kg）堵塞长度: 0.5m0.7mc、光面爆破参数设计钻孔深度: （类2.5m,类1.7m,类1.2m）钻孔直径： 42钻孔间距： （类0.55m,类0.5m,类0.5m）药卷直径: 25不耦合系数: 1.68装药结构: 间隔不偶合装药线装药密度: (类0.23kg/m,类0.15kg/m，类0.12kg/m）堵塞长度： 0.3m装药、孔位间距、

14、线装药密度之间的合理匹配，是取得爆破效果的最好途径，通过超前预测围岩类别，掌子面的描述，制定下一轮钻爆参数。、围岩支护：经安全处理后，立即对顶拱或边墙进行一次支护，支护内容包括设随机锚杆、挂钢筋网、安装钢拱架（型钢拱架）和喷砼，在紧急情况或成孔条件差时采用自进式预应力高强锚杆快速支护。围岩支护稳定后再进行出碴。、砼跟进衬砌：通过变形监测，如发现隧道围岩变形速率急增，采取一次支护及加强支护措施后尚不能满足稳定要求时，及时进行边顶拱钢筋砼衬砌。、安全监测：为保证施工安全，类围岩收敛监测断面间距缩短为1520m，加密观测，及时整理上报观测资料。（6）其它地质缺陷处理施工中遇到地质缺陷时，按设计要求挖

15、除不良岩体，然后回填砼，再钻孔进行灌浆。其施工工艺流程为：开挖基面验收绑扎钢筋砼浇筑灌浆验收。开挖采用人工手风钻钻孔，小药量松动爆破，出碴方式采用LDZ100型履带式斜井挖斗装渣机装渣，通过卸渣平台处的曲轨卸装在15t自卸汽车由卸渣平台运至指定弃渣场。（7）针对不同围岩类别，具体初期支护参数如下：、类围岩洞段在顶拱133°范围内根据现场实际情况布置随机锚杆（20mm、L=2.0m），喷射C20混凝土（厚8cm），初期支护时，衬砌支撑随机锚杆一并施工；、类围岩洞段在顶拱133°范围内根据现场实际情况布置随机锚杆（20mm、L=2.0m），喷射C20混凝土（厚10cm），初期支

16、护时，衬砌支撑随机锚杆一并施工；、类围岩洞段临时支护采用挂钢网片(采用8钢筋，间排距20cm×20cm)+随机锚杆（顶拱133°范围内根据现场实际情况布置随机锚杆（20mm、L=2.0m）+随机布置20a型钢拱架支撑，钢拱架间距为80cm12cm，拱架之间用纵向采用20螺纹钢筋连接100cm+喷射C20混凝土（厚12cm）。初期支护时，随机锚杆一并施工。针对不良地质段洞挖采用注浆超前小导管或超前锚杆支护。超前小导管施工：开挖前，顶拱133°范围设置42（L=5.0m）小导管，间距40cm, 外露长度50cm，仰角、外插角3°,循环搭接长度为1.5m。小导

17、管端头加工成锥形，并封焊严实，便于插入岩体，管身设溢浆孔，按梅花形排列，后端1.0m范围不设溢浆孔，管尾设一个加固环。小导管适量灌浆固结，使松散的围岩形成一层水泥胶结体拱圈，灌浆压力控制在0.2MPa内, 浆液的水灰比为0.5:11:1，每孔注浆量控制在100150L（根据现场实际情况经监理工程师同意后可调整注浆压力及注浆量），浆液应填实整个钢管，以增加钢管刚度，增大抵抗周边围岩应力和爆破影响而引起的变形。小导管施工方法及工艺流程如下：导管加工施工准备钻孔清孔安插导管孔内注浆孔口封堵施工工艺流程图超前锚杆施工：针对围岩不易造孔的部位，超前支护采用20（L=2.0m）锚杆，间距40cm,顶拱13

18、3°范围布置, 外露长度不大于20cm，仰角、外插角5°10°,循环间距1.53.0m（搭接长度不小于1.0m）。土洞段临时支护采用挂钢网片(采用8钢筋，间排距20cm×20cm)+随机锚杆（顶拱133°范围内根据现场实际情况布置随机锚杆（20mm、L=2.0m）+随机布置20a型钢拱架支撑，钢拱架间距为80cm12cm+喷射C20混凝土（厚12cm）。根据地质情况需要，开挖前顶拱范围内布置超前小导管或超前锚杆，设置规格与类围相同。排水孔，针对渗水部位设置50排水孔，孔深2.0m，间排距3.0×3.0m，梅花型布置。（8） 灌浆施工对

19、隧洞衬砌顶拱120º范围进行回填灌浆，回填灌浆孔伸入围岩0.1m，排距3.0m，交错布设，回填灌浆压力0.2MPa。回填灌浆在衬砌混凝土达到70%设计强度后进行。在素混凝土衬砌中的回填灌浆孔，采用直接钻孔的方法；在钢筋混凝土衬砌中回填灌浆孔采用预埋管的方法。灌浆孔的施钻严格按灌浆程序，分序分段进行。本标段灌浆工程施工用风、水、电均从相应部位的总布置风、水、电接口上进行就近搭接。根据本钻孔灌浆工程施工特点，灌浆施工用浆拟采用布置集中制浆站进行施工供浆的方案，制浆站采用脚手架钢管搭建，防雨蓬布覆盖，内设1.5m高的排架，排架上铺竹夹板，竹夹板上存放水泥。制浆站内配置相应数量的高速制浆机、

20、搅拌桶及输浆泵。制浆站按要求配制0.5：1的水泥浆液后，由BW250-50输浆泵通过40mm输浆铁管向转浆站进行供浆，再由转浆站采用BW250-50型输浆泵经25输浆铁管向各施工作业面进行供浆。各施工作业面应测定来浆密度，并根据各灌浆点的不同需要调配使用。为保证浆液的输送畅通，拟按每隔400m洞段距离设置1个转浆站。各转浆站均配置1m3浆液搅拌机及BW250-50型输浆泵各一台。对大空洞或空隙部位，灌注水泥砂浆，其掺砂量控制在水泥重量的200%以内，回填灌浆在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆后，再继续灌注10min即可结束。引水隧洞开挖及支护参数详见：施工支洞标准横断面图（1/22/2）。4、主要

21、工程量及工期隧洞开挖施工强度为：类围岩综合月进尺130m、类围岩综合月进尺按80m、类围岩按50m。引水隧洞开挖及支护主要包含石方开挖、喷射混凝土、挂网及拱架锚喷支护等工程，主要工程量和工期如下表：主要工程量表说明：1、表中工程量为估算工程量，以现场实际发生量计。工期计划表说明：1、表中工期为估算工期，以现场实际情况为准。5、资源配置5.1劳动力配置施工人员配置表序号工 种单位人数（人）备注1管理人员人32技术员人33质检员人34测量员人45运转工人66钻工人67支护工人58重机工人29炮工人310驾驶员人311电工人212普工人1013钢筋工人314焊工人2合 计人555.2施工机械设备配置

22、施工机械设备配置表序号机械名称型号单位数量备注1手风钻YT28把42轴流风机2×55KW台23排污泵L70台24反铲挖掘机CAT320B 1.2m3台35全站仪索佳台16装载机ZL-30 2.0m3台17钻孔台架自制套18自卸汽车5t辆29载重汽车15t辆210搅拌机JZC350台111混凝土湿喷机TK961台25m3/h12锚杆注浆机UH4.8台213钢筋切割机QJ-40台114钢筋弯曲机GJ7-40台115钢筋剪断机台116瓦斯检测仪台117斜井挖斗装渣机台118曲轨侧卸式矿车6m3辆319蓄电池牵引机车8T台220矿井提升机JK-2.5×2台26、施工质量管理开工前由

23、工程技术部组织，按照施工措施对作业人员进行技术交底，质量安全部有关人员及全体作业人员参加。在施工过程中质量检查制度为“三检制”：施工班组初检,施工队复检，项目部工程部终检后再进行下一道工序施工。按照质量管理相关要求，“三检”制度具体规定如下：（1）自检：操作人员对自己生产的产品按照规定的质量标准自己检查，对其工作进行“初检”，一般由班组长按相关规程规范进行；（2）互检：对上下工序的半成品或成品按照规定的质量标准要求及程序相互检查，由专业施工队质量管理人员（技术员）负责完工项目的“复检”，然后向质量安全部提交施工及检查记录； （3）专检：质量部专职质检工程师负责其分管项目完工的“终检”。6.1开

24、挖质量控制为了保护施工支洞的开挖外观质量，必须对开挖进行质量控制。1、钻孔控制在钻孔过程中，严格按照测量队放样的孔位开孔。2、爆破作业控制在装药时是按照爆破试验的参数进行爆破，单响药量不大于设计要求，起爆顺序为掏槽孔，崩落孔，最后为光爆孔。6.2支护质量保证措施1、锚杆质量保证措施（1）严格控制锚杆钻孔的孔位、孔深，孔位偏差应小于100mm，孔深偏差值不大于50mm。锁脚锚杆应与钢支撑焊接牢固、可靠。（2）按设计配合比拌制水泥砂浆，确保水泥砂浆强度。（3）锚杆水泥砂浆的饱满和密实（4）按规范要求进行锚杆的拉拔试验。2、钢筋网铺设质量保证措施（1）钢筋网在洞外加工成片，然后在洞内人工现场安装。（

25、2）钢筋网的规格尺寸满足施工图纸要求，其保护层厚度不应小于20mm。（3）钢筋网沿开挖面铺设，在岩面铺设。钢筋网与壁面距离35cm。捆扎要牢固，对有凹陷较大部位，可加设膨胀螺杆拉紧钢筋网。在有锚杆的部位采用焊接与锚杆连接，钢筋网与锚杆、钢支撑连接要牢固。（4）钢筋网必须被喷砼完全覆盖。3、喷砼质量保证措施素喷射混凝土和喷射钢筋网混凝土均采用干喷法进行施工。根据不同部位的设计厚度，一般分二至四层施喷，第层喷厚35，第、层喷厚57，第层一般情况下作为复喷。喷射要领如下：（1）喷射混凝土作业分段分片依次进行，对段间的接合部和结构的接缝处做妥善处理，不得存在漏喷部位。喷射距离和喷射方向：喷射混凝土时，

26、喷嘴在可能条件下，应保持与岩面距离0.7m，喷射方向大致垂直于岩石面。喷射顺序自下而上，分层喷射时，后一层在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射，先用风水清洗喷层面。（2）喷射机作业严格执行喷射机操作规程：连续向喷射机供料，保持喷射机工作风压稳定，完成或因故中断喷射作业时，将喷射机和输料管内的积料清除干净。（3）按设计配合比拌制砼，确保砼强度。（4）采取钢筋标志控制喷砼厚度，确保满足设计要求。（5）按规范要求进行喷砼取样试验。4、钢支撑施工质量保证措施（1）钢支撑在加工厂分段、分节加工制作，施工现场拼装焊接。（2）钢支撑的安装应进行测量放线，钢支撑结构尺寸满足支洞衬砌要求。（3）钢支撑的制作焊接、拼装焊接、节间的连接与锁脚锚杆的焊接都应牢固、可靠，避免钢支撑受力而发生变形破坏。5、超前管棚施工质量保证措施（1）布孔及钻孔：钻孔孔位沿顶拱环向布