尾岔洞开挖及支护技术措施

1、尾水岔管段开挖支护措施一、工程概述1、概况溪洛渡右岸地下厂房工程尾水岔洞工程由4#尾水岔洞、5#尾水岔洞和6#尾水岔洞组成，其上、下游分别与尾水支洞和尾水隧洞相连接。尾水支洞与尾水洞采用三合一的布置型式形成尾水岔洞；三条尾水岔洞基本平行布置。相邻两尾水管连接段间设计最大岩壁厚度为19m，岔洞相交部位的隔墙最小厚度仅为2.63m。4#、5#尾水岔洞段顶拱布置有28、L=6m和32、L=9m系统锚杆；边墙则采用25、 L=4.5m和28、L=6m系统锚杆。顶拱和边墙挂钢筋网6.5，喷C25混凝土10cm厚。6#尾水岔洞段顶拱布置有28、L=6.0m和32、L=9m系统锚杆；边墙则采用25、 L=4

2、.5m和28、L=6m系统锚杆。顶拱和边墙挂钢筋网6.5，喷C25混凝土10cm厚。具体设计开挖断面和设计支护参数详见设计图纸所示。尾水岔洞段开挖支护设计工程量统计见表1。表1 尾水岔洞开挖支护工程量一览表 序号工程项目单位工程量4#尾水岔洞5#尾水岔洞6#尾水岔洞合计1岩石洞挖m3416503610567500145255225系统锚杆L=4.5m根64054921393328328系统锚杆L=6.0m根1944167725496170432系统锚杆L=9.0m根13101128188843265喷C25砼(厚10cm)m3665415117522556挂网钢筋6.5t13.7411.831

3、9.845.372、工程地质条件洞身沿线地层岩性为P22P23层的粗玄武岩、含斑玄武岩、致密状玄武岩、斑状玄武岩和各层上部的角砾集块熔岩。岩部的角砾集块熔岩。岩体新鲜完整，多呈整体块状块状结构，层间错动带总体不太发育，围岩类别以类围岩为主，部分1类围岩。尾水洞沿线岩体节理裂隙较发育，总体发育规律性与坝区基本一致，裂隙多短小、闭合，无充填。洞身沿线地下水为基岩裂隙水，岩层透水性微弱，地下水不活跃，深埋洞段地下洪、枯水位变幅大致在380390m之间，浅埋洞段地下洪、枯水位变幅大致在375386m之间。尾水洞布置区地应力中等，最大主应力方向与尾水洞轴线呈小角度相交，对围岩稳定有利。3、编制依据金沙江

4、溪洛渡水电站右岸地下电站、泄洪洞土建及金属结构安装工程招标技术条款（XLD/0449）；溪洛渡水电站右岸地下电站、泄洪洞土建及金属结构安装工程投标文件（XLD/0449）；地下厂房洞室群开挖及喷锚支护施工技术要求右岸尾水岔洞开挖支护图R1（1/44/4）；相关施工技术规程、规范。二、施工布置1、施工通道尾水岔洞层顶拱开挖支护主要以右下3-1施工支洞作为施工通道，、等层开挖支护以右下3施工支洞作为施工通道。2、风、水、电布置尾水岔管段的开挖支护施工用风、用水、用电分别从4#、5#和6#尾水主洞开挖期间已架设的风、水、电主支管预留接口位置接引支管线至施工作业面。3、施工照明及通讯沿尾水洞壁布置风、

5、水管路的另一侧采用架设四榀线的方式，每间隔1015m布置一盏50W节能灯照明，施工现场增设移动式碘钨灯加强照明。施工现场的通讯采用移动电话和内部固定电话方式。三、施工总体程序安排根据设计图纸所示，尾岔渐变段和尾水支管段设计开挖体型复杂，开挖成型后的断面跨度大（约30m左右），再加上相邻两支洞之间的中隔墙厚度较小（最大19m，最小仅为2.63m）。因此，如何确保尾水岔洞段的开挖后围岩的稳定以及相邻两支洞相交部位中隔墙的尖角部位的开挖体型，是尾水岔管段开挖支护施工的重点和难点。针对上述施工重点和难点，从施工总体程序安排上作如下安排：1、4#、5#尾水岔洞段分为层进行开挖支护，6#尾水岔洞段分为层进

6、行开挖支护。单条尾水岔洞段相邻的三条尾水支洞在同一开挖高程上实行分序跳洞施工，首先进行一序洞的开挖支护，再进行二序洞的施工；4#、5#、6#尾水岔管段的开挖分区情况见附图1所示。2、单条尾水岔管段施工按照先完成尾岔渐变段的开挖、系统锚杆支护以及相邻两支洞相交部位中隔墙锚杆施工后再进行尾水支洞的开挖支护施工的先后顺序进行。3、尾岔渐变段和尾水支洞的施工按照中导洞超前，再进行两侧扩挖施工的顺序进行。四、开挖支护施工技术措施根据分层高度和施工通道条件的限制，4#、5#尾水岔洞和尾岔支洞分为层施工，6#尾水洞及尾岔支洞分为层进行施工。每层开挖支护按照中导洞超前，两侧扩挖跟进的方式进行；具体开挖分层和分

7、区情况详见附图13所示。右下3-1施工支洞与4#、5#、6#尾水洞贯通后按照错距施工的方式分别开挖到4#尾水隧洞的0+117.188桩号、5#尾水隧洞德的0+188.265桩号和6#尾水隧洞的0+252.246桩号位置。然后利用右下3-1施工支洞和各条尾水洞的层作为施工通道，向上游侧完成尾岔渐变段层顶拱位置的开挖支护施工；渐变段层支护和相邻两支洞相交位置的中隔墙锚杆支护结束后，再按照跳洞开挖的顺序完成尾水支洞的层开挖支护施工。右下3施工支洞与4#、5#、6#尾水洞（）层分别开挖到4#尾0+117.188桩号、5#尾0+188.265桩号和6#尾0+252.246m桩号位置后，利用右下3施工支洞

8、和各尾水洞分层的施工通道，向上游侧进行各尾岔主洞（）层的开挖和支护；尾岔支洞（）层开挖、支护顺序同第层施工程序。1、开挖及支护方法 尾水岔洞层开挖均采用自制钻架台车配合手风钻水平钻孔，周边光爆。4#、5#尾水岔洞层、层开挖边墙采用手风钻预裂，中部采用液压履带潜孔钻造垂直孔梯段爆破，层底板保护层开挖采用手风钻水平光爆。6#尾水岔洞层、层、层开挖周边采用手风钻预裂，中部采用液压履带潜孔钻造垂直孔梯段爆破，层底板保护层开挖采用手风钻水平光爆。尾水岔洞爆破出渣采用ZL-50装载机或反铲配合20t自卸汽车进行。尾岔渐变段和尾水支管段设计开挖体型复杂，开挖成型后的断面跨度大（约30m左右），再加上相邻两支

9、洞之间的中隔墙保留岩体的厚度较薄（最大19m，最小仅为2.63m）。因此，在开挖施工中主要采取短进尺、弱爆破的施工方法。尾水岔洞的渐变段以及支洞平面弯段部位的开挖循环进尺控制在2m2.5m范围内，渐变段的中导洞平顶位置以及顺水流向右侧的扩挖爆破循环进尺不大于3.3m；具体开挖循环进尺控制情况详见附图4所示。对于尾水支洞交叉部位的设计轮廓线开挖采用长、短钎配合的方式水平光爆成型。尾水岔洞系统锚杆采用353E锚杆台车造孔，8T吊配合人工辅助安插锚杆。根据开挖所揭露的围岩地质情况综合运用“先注浆后插杆”或“先插杆后注浆”的锚杆施工方法。洞内喷砼采用麦斯特砼喷车湿喷，按湿喷工艺法分段分片依次进行，自下

10、而上分层施喷。挂网一般采用人工利用钢管排架现场铺设，紧急支护时采用在场外编制好的块状网格进行；钢筋网利用外露锚杆点焊固定，中间利用膨胀螺栓加密固定。2、开挖施工工艺开挖工艺流程图尾水岔洞开挖工艺流程如下图所示： 施工准备测量放线 钻 孔装药爆破通风散烟，洒水除尘出渣清底安全处理安全处理 钻孔验收NY施工工艺方法开挖准备：洞内风、水、电就绪，施工人员、机具准备就位。测量放线：洞内导线控制测量和施工测量均采用全站仪进行。鉴于尾水岔管段开挖体型的复杂多变且开挖后的成型断面跨度较大，再加上相邻两支洞之间的中隔墙保留岩体厚度较薄；因此，开挖施工的测量放样尤其关键。正式施工前，由分局测量大队组织尾水测量组

11、的测量人员进行测量技术交底，在熟悉设计图纸的基础上提前完成现场测量放样所需的计算程序和计算数据的编制和审核工作。进入尾水岔管段渐变段开挖前应安排专人对洞内布置的导线点进行复测，确认满足测量精度控制要求方可用于现场放样。现场放样所用数据严格执行分局制定的测量管理办法（试行）相关规定，经过复核后方可用于现场施工。对于开挖体型变化复杂的部位（如尾水岔管段顺水流向的左半洞、尾支洞平面转弯段）应采取加密点位的方式进行设计开挖轮廓线的施工放样并给出周边孔（含二圈孔）以及掏槽孔位置的爆破孔的钻孔方向线。现场放样完成后，由尾水当班测量组长以书面的形式向开挖大队的值班技术员和当班钻工班长进行现场测量放样交底。钻

12、孔：由合格的钻工严格按照测量放出的设计开挖轮廓线、钻孔方向线和造孔深度，分区、分部位、定人、定钻进行钻孔作业。4#、5#尾岔洞层、层以及6#尾岔洞层、层开挖采用手风钻水平光爆。4#、5#尾岔洞层层及6#尾岔洞层层开挖设计轮廓线位置采用手风钻垂直预裂，中部潜孔钻梯段爆破。钻手严格按监理审批的设计钻爆图施钻爆破孔，按照“平、直、齐”的要领操作，确保钻孔的质量。周边孔孔位偏差不得大于5cm，其它孔位偏差不大于10cm。钻孔完毕后由质检员对炮孔检查，对遗漏孔位或角度、间距不满足规定要求的进行补造或重造。装药、联线、起爆：装药前用高压风冲扫炮孔，炮孔经检查合格后，方可进行装药。4#、5#尾水洞层、层和6

13、#尾水洞的层、层开挖采用手风钻水平光爆。手风钻造孔孔径选用42，掏槽孔及主爆孔间排距60100cm、药径直径为32；周边光爆孔孔距50cm、选用25小药卷，设计线装药密度为120g/m。4#、5#、6#尾水岔洞渐变段以及支洞平面弯段部位层顶拱的爆破循环进尺控制在2m2.5m范围内；渐变段中导洞平顶位置以及顺水流向右侧扩挖爆破循环进尺不大于3.3m；具体开挖循环进尺控制情况详见附图4所示。对于尾水支洞交叉部位的设计轮廓线开挖采用长、短钎配合的方式水平光爆成型。尾水支洞在平面转弯段位置的底板预留保护层开挖爆破循环进尺控制与层顶拱部位相同。4#、5#尾水洞层层以及6#尾水洞层层开挖周边设计轮廓线位置

14、采用手风钻进行竖向预裂。手风钻预裂造孔采用42孔径，孔距45cm,药卷直径采用25（底孔位置采用32加强药包），设计线装药密度300g/m。手风钻竖向预裂造孔的精度和深度采用钻孔样架进行控制，样架的搭设参照厂房层的手风钻预裂样架进行搭设。4#、5#尾水洞层层以及6#尾水洞层层的中部开挖采用履带式潜孔钻梯段拉槽，造孔孔径选用76，主爆孔间距200230cm，排距180200cm，采用60药卷连续装药。4#、5#尾水岔管渐变段典型开挖断面初拟的爆破设计参数见附图56所示，并根据现场爆破效果进行调整。起爆网络采用非电毫秒延期雷管起爆。联线完毕，由技术员和专业炮工分片分区查看，同时撤退工作面其它工作人

15、员、设备、材料至安全位置，最后由炮工负责点燃导火索引爆起爆网络。通风散烟及除尘：爆破后立即启动轴流风机进行通风，并安排人员对开挖面爆破渣堆进行洒水除尘。出渣及清底：爆破石渣采用ZL50装载机或PC300反铲装渣，20t自卸汽车运输出渣至塘房坪渣场；出渣完毕后，再次进行安全处理，人工配合反铲进行开挖面的清底工作，便于下一循环的开挖造孔。安全处理：爆破散烟结束后，进行安全检查，人工配合反铲撬挖岩壁上松动浮石，以保证出渣设备及人员的安全，出渣后再次进行安全检查及处理。3、支护施工工艺普通锚杆施工先注浆后安插锚杆施工工艺流程框图如下：孔位放样锚杆制作基面清理造孔清洗注浆安插锚杆检查验收制浆普通砂浆锚杆

16、采用先注浆后插杆工艺的施工方法参见关于呈报右岸地下电站砂浆锚杆施工作业指导书的报告（分局技200667号文）及其监理工程师批复意见。先安插锚杆后注浆施工工艺流程框图如下：孔位放样制浆基面清理造孔清洗安插锚杆注浆检查验收锚杆制作普通砂浆锚杆采用先插杆后注浆工艺的施工方法参见关于呈报右岸地下电站砂浆锚杆施工作业指导书的报告（分局技200690号文）及其监理工程师批复意见。预应力锚杆施工预应力锚杆施工方法及工艺参见右岸地下电站预应力锚杆施工作业指导书（分局技200689号文）及其监理工程师批复意见。挂网喷砼施工挂网超前于喷砼施工，分区、分块进行；一般采用人工在作业平台上现场进行铺设，利用锚杆头点焊固

17、定，中间用膨胀螺栓加密固定，网间用铅丝扎牢，搭接长度不少于25d。紧急支护时采用在场外编制好的网格进行支护，网格大小一般为2×2m一块。喷砼工艺流程框图如下：施工准备岩面处理喷 护混合料拌制质量检查养 护验收合格施工工序要点喷前准备：施工前先对喷射岩面进行检查，清除浮石、墙脚石渣和堆积物等，并用高压风水枪冲洗岩面（易潮解的泥化岩层、破碎带和其它不良地质带用高压风清扫），并埋设钢筋，作量测喷砼厚度标志。有水部位应采取埋设导管或设盲沟的方式进行排水处理。砼拌制：砼由右厂-A区拌和站拌制，8.0m3砼搅拌运输车运至现场。喷砼：喷砼采用麦斯特砼喷车湿喷，按湿喷工艺法分段分片依次进行，自下而上

18、分层喷护。喷嘴与岩面距离约1.01.5m，喷射方向大致垂直于岩面，每次喷厚35cm，分35次喷至设计厚度，间隔时间3060min。质量检查：喷砼厚度通过预埋钢筋作厚度标志或造孔测深检查，外观质量通过肉眼检查评价；喷砼与岩石间及喷层之间的粘结力取砼芯样作抗拉试验，孔径100mm，后期用干硬性水泥砂浆回填。养护：喷砼终凝2h后喷水养护。养护时间一般不少于14昼夜。当周围环境空气湿度85%时，可自然养护，当气温低于5时，不得喷水养护。五、施工期临时监测尾水岔洞段的开挖支护施工期间，按照右岸地下电站施工期临时安全监测专项施工措施（分局技2006107号文）以及监理工程师的审批意见，在尾水管岔管段位置布

19、置有5测点收敛监测断面和锚杆应力计等作为施工期临时安全监测。其具体布置情况参见分局技2006107号文附图7所示。六、施工进度安排根据目前4#、5#、6#尾水隧洞的开挖情况，结合开挖阶段施工组织设计所要求的尾水洞为厂房下部开挖施工提供通道条件的节点工期安排，4#、5#、6#尾水岔洞开挖支护施工的主要进度计划安排如下：4#尾水岔洞：2006年12月20日开工，2008年5月23日完工。5#尾水岔洞：2006年12月28日开工，2008年10月24日完工。6#尾水岔洞：2007年1月15日开工，2008年12月1日完工。4#、5#、6#尾水岔管段各层的开挖支护施工时间安排详见开挖阶段施工组织设计P

20、3计划横道图所示。七、资源配置尾水岔洞开挖及支护主要施工人员劳动力的配置见表23所示，主要机械设备配置见表4。表2 开挖队施工人员配置表 工种队长副队长技术主管技术员手风钻工炮工测量工电工普工合计人数12146046220100表3 支护队施工人员配置表 工种队长副队长技术主管技术员台车工喷车工支护工修理工电工普工合计人数12146440823098表4 主要施工机械设备表 设备名称型号及规格单位数量三臂凿岩台车BOOMER-353E部1履带潜孔钻HCR1200-ED部2砼喷车Meyco部1手风钻YT28把60装载机ZL-50部3挖掘机PC-300部3锚杆注浆机台4自卸车20t辆21砼搅拌车6

21、m3辆2钻架台车台6汽车吊8T台4八、质量保证措施1、严格按照设计图纸及有关施工技术规范进行施工。2、严格执行 “三检”质量管理制度，实行质量一票否决制。3、施工用原材料必须有出厂合格证、材质证明书；需抽检的应待取样合格后使用。4、严格按措施要求分层、分区开挖及支护，开挖后及时进行随机锚杆和系统锚喷支护，保证施工安全，减少围岩变形。5、洞室交叉部位应按照设计要求完成锁口锚杆及喷砼支护后，再按先中导洞后两侧扩挖的方式成洞。 6、尾水岔管段位置的开挖由经验丰富的钻工施钻，技术员跟班指导，对每道工序进行质量跟踪。7、严格按监理批准的爆破设计参数装药，严防用错雷管段别。8、对于开挖施工，质检员重点检查周边孔和预裂孔的间距，钻孔深度和方向；并严格控制装药结构和装药量，确保开挖质量。9、对于开挖形成的断面，在现场具备测量条件时，测量队要立即进行断面测量，对超欠挖情况进行统计并及时提交作业队安排处理。10、系统锚杆造孔时必须对每个待造孔的孔深用不同颜色的油漆记号进行标识，避免出错。11、锚杆注装过程中质检员重点旁站检查：锚杆长度、直径是否按图纸施工；砂浆配合比是否按试验的配合比进行拌制；原材料（包括砂、水泥）是否符合要求。12、砼喷射前，在岩面上用钢筋条做好标记，以此检查喷砼的厚度