隧道开挖支护单项施工措施

1、雅聋江锦屏二级水电站东端1#、2#引水隧洞工程2#引水隧洞开挖支护单项施工措施合同编号：JP IC 200709 , C4中铁十八局集团中水七局联合体二OO七年七月2#引水隧洞开挖支护单项施工措施第一章概述1,工程概况锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅碧江干流锦屏大河弯上，是雅碧江干流上的重要梯级电站，具引水系统采用4洞8机布置形式，2#引水隧洞是4条引水隧洞之一，起点里程引（2）4+700,终点 里程引 16+629,086，总长11929.086R1沿线上覆岩体一般埋深 15002000m 最大埋深约为2525m具有埋深大、洞线长、洞径大的特点。2#引水隧

2、洞围岩以H、田类为主，局部IV、V类，水文地质条件复杂，高地 应力岩爆、高压大流量突涌水等问题尤为突出。2#引水隧洞采用钻爆法与TBMS进相结合的施工方法：前期采用钻爆法开挖， 在1#引水隧洞贯通后利用TBM成行开挖。第二章施工准备.施工总体布置施工用高压风在东引2#施工支洞内布置14台空压机（ 203/min）,每掘进1500m将空压机 移动一次，风管直径为150mm施工用水采用建高压水池，抽水机直接从 B辅助洞取水，经由东引2#施工支洞至2# 引水隧洞；洞内采用主水管直径为 100mm施工用电主电缆从辅助洞跨过大水沟接入东引 2#施工支洞洞口，然后通过1560平台 到达东引1#施工支洞洞口

3、的变电站。施工交通先期出渣及材料的运输全部通过东引 1#、2#施工支洞进行，采用无轨运输出 渣；皮带机安装后采用移动式破碎机进行石渣破碎，通过横洞将石渣送至1#引水隧洞的皮带机上运出洞外。营地项目部及各施工队营地设于 4%地。2#引水隧洞开挖支护单项施工措施第三章总体方案2#引水隧洞前期采用钻爆法施工，353E台车及人工手持风枪钻孔。在1#引水 隧洞开挖完毕后，将TBM贬至2#引水隧洞中进行组装，然后采用 TBMS进。钻孔 台车、喷混凝土台车及液压钢模台车进行全断面支护。总体施工方案详见下图：总体施工方案表工程名称里程段开挖方式出渣运输支护形式2# 引 水 隧 洞引(2)15+950 弓 1(

4、2)16+629钻爆法无轨运输马蹄形断面钻孔台车、喷混凝土支护 液压钢模台车衬砌引(2)10+170 引(2)15+950钻爆法皮带机马蹄形断面钻孔台车、喷混凝土支护 液压钢模台车衬砌引(2)4+800 引(2)10+170TBM 进皮带机圆形断面钻孔台车、喷混凝土支护 液压钢模台车衬砌引(2)4+700 引(2)4+800TBM 进钻爆法扩挖皮带机圆形断面钻孔台车、喷混凝土支护 液压钢模台车衬砌第四章主要项目施工方法钻爆法开挖开挖方法根据招标文件中的地质资料所示，引水隧洞中H、田、IV、V类围岩占洞身 全长的比例为36.7%、54.1%、8.3%、0.9%,同时由于隧洞高度超过钻孔台车施 工

5、高度，所以R、田、IV、V类围岩均采用台阶法开挖，断层破碎带采用CRDt开挖。台阶法开挖(1)适用范围2#引水隧洞钻爆法施工段(断层破碎带除外)采用上下台阶法开挖。台阶长 度40米左右，下台阶分左右两幅交替施工。(2)开挖方法采用光面爆破，353E台车钻孔，风动凿岩机辅助，采用无轨运输，自卸汽 车运输至弃砧场。(3)施工顺序2#引水隧洞开挖支护单项施工措施图7-1台阶法开挖示意图施工顺序说明:钻爆施工段台阶法施工程序施工顺序见下图所示。：上台阶开挖；n：上台阶初期支护;：开挖下台阶左部；IV:下台阶左部初期支护;：开挖下台阶右部;VI:下台阶右部初期支护。CRW 开挖(1)适用范围CRDt适用

6、于断层破碎带。由于引水洞开挖跨度较大，对围岩沉降变形控制 严格，采用CRDt开挖，每一步都要用临时仰拱封闭成环，兼有台阶法和双侧壁 导坑法的优点，有利于围岩稳定，保证施工安全。(2)施工顺序CRDt开挖支护程序见下图。施工顺序说明:I :施工左侧导坑超前支护。：开挖左侧导坑上半断面。田：左侧上导坑拱部初期支护，上导坑中隔墙临时初期支护，临时仰拱支护。：开挖左侧导坑下半断面。V:左侧下导坑边墙初期支护，中隔墙临时支护，仰拱混凝土。施工右侧导2#引水隧洞开挖支护单项施工措施坑超前支护。：开挖右侧上导坑。W:右侧上导坑拱部初期支护，右侧上导坑仰拱临时支护：开挖右侧导坑下半断面。K:右侧下导坑边墙初期

7、支护，仰拱混凝土。超前自钻式中空注浆小导管顶拱120。范围布置超前自钻式中空注浆小导管 边顶拱280范围喷CF30(5圭粉)钢纤维碎 卜顶拱280，范围布置格栅钢拱架全断面系统布置中空注浆锚杆CRD法施工顺序示意图完成上述工作后，对拱顶下沉量及净空收敛进行监测， 达到安全要求才允许 拆除中壁支撑。(3)施工注意事项导坑施工是隧洞施工中重要的一个环节，为保护围岩，尽量减少对围岩的扰动，施工中采用机械开挖、人工配合，尽量不使用爆破，以减少对围岩的扰动。由于围岩松软，在最短时间内用临时仰拱封闭断面，做到“自封闭”。各工作面要保持一个合理的距离：隧洞左侧导坑掌子面应先行右侧导坑掌 子面1216m以保证

8、导坑开挖的稳定。每侧导坑上下台阶 35nl下部开挖，注意上部支护结构的稳定，减小对上部围岩和支护的扰动和破 坏，尤其是边墙部开挖时必须采用两侧交错挖马口施作， 避免上部断面两侧拱脚 同时悬空。喷射碎紧随开挖学子面施作。每幅钢架分拱、墙两次架成，认真加固拱脚,2#引水隧洞开挖支护单项施工措施如采用扩大拱脚、打拱脚锚杆、加强纵向连接等方法，使上部初期支护与围岩形 成完整体系。钢架的拱脚或底脚不得置于虚磴上。侧导坑施工中按监控量测设计要求， 埋设洞内观测点，实施监控量测，并 及时反馈信息以指导施工和修改设计。完成隧洞开挖及初期支护后，根据量测结果进行模注二次衬砌的浇注。CRDfe施工的一个关键问题是

9、拆除中壁。在这一作业施工管理中，最重要 的问题是判定中壁拆除时间和中壁拆除后的安全性；要根据中壁拆除前的拱顶下沉量、净空收敛值来定，以及中壁拆除中、中壁拆除后的拱顶下沉增量作为管理 基准。开挖工艺为减小爆破对围岩的影响，维护围岩的稳定，本标段开挖采用光面爆破作业， 采用的参数参照水工建筑物地下开挖工程施工技术规范DL/T5099-1999附录F。周边眼的装药结构严格控制周边眼装药量，采用合理的装药结构，使炸药沿孔深均匀分布。施 工时采用不偶合装药结构，不偶合装药系数一般控制在1.42.0范围内。测量放样为确保2#引水隧洞钻爆法施工质量和进度， 加强施工测量控制，在钻爆法施 工中采用专业隧星测量

10、系统对施工测量进行控制。钻孔作业钻孔时，按照炮眼布置图，采用莱作全站仪对钻孔进行定位放样。围岩爆破根据岩石强度选用不同猛度爆速的炸药，有水地段及周边眼选用乳化炸药， 其余均用2号岩石硝俊炸药。采用塑料导爆管非电起爆。爆破作业操作控制根据技术规范，采用严格的光面爆破控制标准。按“一标准、两要求、三控 制、四保证”原则进行光面爆破施工。“一标准”即一个控制标准；“两要求”即钻眼作业要求和装药联线作业要 求；“三控制”即控制钻眼角度、深度、密度；控制装药量和装药结构；控制测2#引水隧洞开挖支护单项施工措施量放线精度；“四保证”即搞好思想保证，端正态度，纠正“宁超勿欠”等错误 思想；搞好技术保证，及时

11、根据爆破实际情况调整钻爆设计参数； 搞好施工保证， 落实岗位责任制，组织 QC小组活动，严格工序自检、互检、交接检；搞好经济 保证，落实经济责任制。装药作业采取定人、定位、定段别，做到装药按顺序进行；装药前，所有炮 眼全部用高压风吹洗；严格按爆破设计的装药结构和药量施作；严格按设计的联 接网络实施，控制导爆索的连接方向和连接点的牢固性。钻爆设计设计原则采用光面爆破。根据地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材等条件编制 爆破设计；根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深50cm；严格控制周边眼的装药量，采用间隔装

12、药， 使药量沿炮眼全长均匀分布；根据岩 石特性选择炸药，非电毫秒雷管起爆；采用毫秒微差有序起爆，周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差。钻爆参数选择通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照下表。爆破参数表孔型孔径(mm)孔深(m)孔数(个)孔距(cm)排距或抵抗线(cm)药径(mm)装药集 中度(kg/m)总药量 (kg)周边孔424.0505050320.720辅助孔424.06280(100)50320.788.8掏槽孔424.5308080320.554底孑L424.01390/320.523.41.3.3, 钻爆设计图2#引水隧洞上半断面开挖爆破孔设计见下图掏梢方式斜孔掏槽操作较简单，钻孔方

13、向易掌握，扩孔方便，故采用斜孔掏槽。2#引水隧洞开挖支护单项施工措施上3L生叱e式引相触”2#引水隧洞上半断面开挖爆破孔设计图装药结构周边眼：用小直径药卷间隔装药。其它眼：均采用连续装药结构。堵塞方式所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于30CR1主要技术措施光面爆破实现光面爆破的最佳效果，使开挖轮廓圆顺，线性超挖及炮眼痕迹保存率符 合光爆技术要求。合理选定钻爆参数，不断优化爆破设计。超欠挖控制措施派专人负责超欠挖控制，每次爆破由专业工程师值班检查，监督爆破全过程， 以确保钻爆作业按设计进行。采用光面爆破，减少对周边围岩的扰动，确保开挖成型质量。每循环用断面仪对开挖面进行检查，并根据检查

14、结果进行分析，及时将分析的信息反馈到施工中，不断优化设计，以进一步改进光面爆破质量。选择合理的爆破参数，周边眼采用光爆小药卷不藕合装药，选择合理周边眼 间距和光面层厚度，以确保光面爆破。施工时设备操作人员相对固定，以利于提高钻眼质量。2#引水隧洞开挖支护单项施工措施TBM（掘进）开挖施工组织本工程TBMS工采取三班制，两班掘进一班整备，掘进工班每班工作9小时, 整备工班工作6小时，每天上午8: 00-14: 00整备。工班配备主要人员见下表。工班工种人数（人）掘步-班工班长1TBMW 机1机械工程师1电器工程师1土木工程师1测量工1刀具组3锚杆组7喷射混凝土组6底部清渣、轨枕、轨道铺设组7风水

15、及供给保证组3连续皮带机组4排水组4人员小计40掘进二班同掘进一班40整备工班工班长1TBMW 机1机械工程师2电器工程师2土木工程师1测量工程师1刀具组8土木组6连续皮带机组8运输组8机械保养修理组8电器维护组4合计132施工准备接通隧洞内的照明接通TBMft机变压器的电源，使变压器投入使用。待变压器工作2#引水隧洞开挖支护单项施工措施平稳后，接通二次侧的电源输出开关，检查TBMT需的各种电压，并接通TBMR 后配套上的照明系统（此项工作在初始掘进施工时进行，除高压电缆接续施工外， 一般保持TB般压器连续工作）。同时检查TBM的漏电监测系统，确定接地的 绝缘值可以满足各个设备的工作要求。检查

16、气体、火灾监测系统监测的数据、结果。确定 TBM以进行 掘进作业。确认所有灯光、声音指示元件工作正常。所有调速旋钮均在零位。检查液压系统的液压油油位、润滑系统的润滑油位，如有必要马 上添加油料。确认给水、通风正常。接通TBMW控制电源，启动液压动力站、通风机、TBM自身的给水（加压）水泵。根据施工条件，确定是否启动排水水泵。确定连续皮带机、风、水、电管线延伸等各种辅助施工进入掘进 工况。检查测量导向的仪器工作正常，并提供正确的位置参数和导向参 数。根据测量导向系统提供的TBM勺位置参数，调整TBM勺姿态，确保方向偏差 （水平、垂直、圆周）在允许误差范围内，撑紧水平支撑靴达到满足掘进需要的 压力

17、。掘进工作TBM在掘进施工过程中，需根据工程地质图纸、石渣情况、上一 循环掘进参数、邻近超前隧洞的地质情况等，对学子面围岩状态作出准确判断， 据此选择相应的掘进模式及掘进参数。如有必要，可采用超前地质探测，进一步确定前方围岩状态。本 TBM配备的 超前钻孔探测装置以及采用的可随开挖进行预报的BEAMS前预报系统,可预测前方150m范围内围岩地质情况。为保证超前预报的准确性，施工中初步考虑每 次超前预报实施50100m的距离。选择掘进参数。根据判定的学子面的围岩状态，选择推力、撑靴 压力、刀盘转速等掘进参数。掘进过程中结合实际掘进参数的变化判断围岩的变 化，适时适当调整，同时结合我单位使用TBM

18、勺施工经验使掘进参数与围岩状况 的最佳匹配。顺序启动洞内连续皮带机、皮带连接桥皮带机、主机皮带机，并2#引水隧洞开挖支护单项施工措施确定其运转正常；顺序启动刀盘变频驱动电机； 启动主轴承的油润滑系统、各个 相对移动部位的润滑系统。启动掘进机各个部位的声电报警系统， 提示进入工作 状态。空载启动刀盘，启动除尘风机，水平支撑撑紧，收起后支撑。慢速推进刀盘靠紧掌子面，确定刀盘已经靠紧掌子面后选择合适 的推进速度、刀盘转数进行掘进作业。在刀盘和岩石表面接触之前启动刀盘喷水 系统对岩石喷水。操作人员在控制室时刻监控 TBMS进时各种参数的变化、石渣状 态等。掘进时根据TBM勺设备掘进参数和预计的前方围岩

19、的情况选择适当的掘进 参数，包括刀盘转速、推进力、变频电机频率、推进速度、皮带机转速等。并根 据围岩的状况变化及时的进行调整。专职安全员进行各设备的运行检查，保证设 备运行安全。换步、调向。掘进行程完成之后，停止推进并将刀盘后退约35cm停止刀盘旋转，伸出后支撑撑紧洞壁，收回水平撑靴油缸使支撑靴板离开 洞壁，收缩推进油缸将水平支撑向前移动一个行程。撑靴再次撑紧洞壁，利用连接桥和后配套连接油缸拖拉后配套到位，进行换步，重复掘进准备工作，开始下一掘进行程。本标段采用的TBMS向过程可以在换步完成后利用水平撑靴支撑洞壁进行 调整，也可以在掘进过程中进行微小的调整。TBM主司机应该在换步过程中，根据测

20、量导向系统所显示的上一循环结束时 TBM的方位，本掘进循环调向参考值调整 TBM勺姿态，确保掘进方向控制在允许 的范围之内。如有必要，可以适时在掘进施工过程中进行调整。掘进机施工流程如下图2#引水隧洞开挖支护单项施工措施掘进施工流程图支护方法2#引水隧洞主要的支护形式有：喷射混凝土、中空注浆锚杆、混凝土衬砌等。喷射混凝土在喷射混凝土之前要按照规范和标准对开挖断面进行检验，按湿喷工艺施 Xo施工机械采用喷射机械手。见下图。开挖作业面I- J-.-1W 2 -3V;甘 比 -Hr*.?.I.JJLJ _-Tr-?r%至-i1.L-7:n;J旦 H.,-./片.片只 T-4!-电田中客工JL TJd

21、J= I 二 与因方连不,. 2 ，?苴11MLI B1ILF，$-T m Lt. i - -.A- - 1.=) ,-.=1., XF也手.无的?.工 p.?,vtr.ly a锚喷支护及注浆作业线2#引水隧洞开挖支护单项施工措施3.1.1,工艺流程3.1.2, 施工要点湿式喷射混凝土工艺流程见下图湿式喷射混凝土工艺流程图选用普通硅酸盐水泥，细度模数大于2.5的硬质洁净砂或粗砂，粒径512mm 连续级配碎（卵）石，化验合格的拌和用水；喷射混凝土严格按设计配合比进行拌 和；喷射前，认真检查隧洞断面尺寸，对欠挖部分及所有开裂、破碎、出水点、 崩解的破损岩石进行清理和处理， 清除浮石和墙角虚渣，并用

22、高压水或风冲洗岩 面；喷头距岩面距离以1.5m2.0m为宜，喷头垂直受喷面，喷初期支护钢支撑、 钢筋网时，可将喷头稍加偏斜，角度大于 70。喷射路线应先边墙后拱部，分 区、分段 S形运动，喷头作连续不断的圆周运动，后一圈压前一圈1/3,螺旋状喷射；喷射混凝土作业采取分段、分块，先墙后拱、自下而上的顺序进行。 喷射时，喷嘴做反复缓慢的螺旋形运动，螺旋直径约2030cm,以保证混凝土喷射密实。同时掌握风压、水压及喷射距离，减少回弹量。喷射混凝土终凝2h后，进行喷水养护，养护时间不少于 7d;喷射混凝土开挖时，下次爆破距喷射 混凝土完成时间的间隔，不得小于 4h;有水地段喷射混凝土采取如下措施：一是

23、当涌水点不多时，可设导管引排水后再喷射混凝土；当涌水量范围较大 时，可设树枝状排水导管后再喷射混凝土 ； 二是当涌水严重时可设置泄水孔， 边 排水边喷混凝土。三是当岩面普遍渗水时，可先喷砂浆，并加大速凝剂掺量，初 喷后再按原配合比施工。当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施，将水引导疏出后再喷混凝土。2#引水隧洞开挖支护单项施工措施中空注浆锚杆施工方法采用台车钻孔，安装中空注浆锚杆后注浆，注浆设备采用专用高压注浆泵施工工艺流程锚杆施工工艺流程图工艺要点锚杆孔开孔前做好量测工作，按设计布孔，开孔偏差不大于10cm锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求， 垂直于开挖面，局部加固锚杆的孔

24、轴方向与可 能滑动面的倾向相反，交角大于 45。孔深度必须达到施工图纸的规定，孔深 偏差值不大于 5cni用高压风冲洗、清扫锚杆孔，确保孔内不留石粉。砂浆采用高浓度砂浆，配合比通过试验确定，并坚持随拌随用的原则，对超 过初凝时间的砂浆做报废处理。止浆塞塞入牢固以确保能承受锚杆及注满锚杆孔 砂浆的重量。在孔口未出浆前，不得停止注浆。2#引水隧洞开挖支护单项施工措施边顶拱混凝土衬砌施工范围2#引水隧洞的边顶拱混凝土衬砌段主要包括钻爆法施工段、TBM施工段。衬砌段总长约3805m钻爆法施工段边顶拱混凝土衬砌施工方法2#隧洞钻爆段边顶拱混凝土衬砌采用一台衬砌台车，台车设计见附图1。衬砌台车在2#引水隧

25、洞洞内利用固定吊点安装电的产拼装，由出水口向进水口方向 进行边顶拱混凝土衬砌施工。混凝土前期由混凝土拌和站供应，后期由高线混凝土系统供应。前期混凝土 采用无轨运输，后期采用轨行式混凝土输送车运输，混凝土输送泵泵送入模。钢筋在钢筋棚加工，现场采用简易钢筋台车人工作业焊接成型。混凝土振捣 采用附着式振捣器和插入式振动器振捣。工艺流程边顶拱混凝土衬砌施工工艺流程附图 2。附图2边拱混凝土衬砌施工工艺流程图在钢筋绑扎段先测量放线，边顶部位先定 9个点，施作1m深锚杆，达到强 度后，按测量放点焊纵向钢筋固定圆的位置， 使钢筋成形，再按设计间距依次绑 扎环向钢筋、纵向钢筋，接头按规范要求错开，直到全部结束

26、。洞外钢筋加工棚弯曲加工一定长度弧形及直墙钢筋。2#引水隧洞开挖支护单项施工措施洞内用钢筋台车按设计标准焊接钢筋，确保接头在同一截面50%台车就位铺设台车走行轨，钢轨采用 50kg/m标准轨，清除台车表面残留混凝土，涂 涮脱模剂，调整轨面标高，然后移动台车就位，调整台车的中线、标高，直到净 空完全符合设计要求。派专职技术人员进行台车检查，严格检查台车中线、标高及净空是否满足设 计断面的要求，各尺寸精度指标为：台车拱顶标高： +10mm台车的中线与导流 洞中线偏移值误差：10mrp净空各尺寸误差：+20mrp模板面局部不平：2mm衬砌台车加固，走行轨用I20工字钢对撑加固，台车用支点斜撑和对撑加

27、固。 拱模及边模均用钢管或木撑与岩面顶紧。定位采用STZ型激光准直仪导向。按设计图纸用PVCt预埋好回填灌浆孔，固结灌浆孔，排水孔等。按实际开挖断面牢固安装刚性挡头板并按设计安装止水条、止水带等。混凝土浇注质检人员检查合格，工程师复检，合格后下发混凝土开盘通知单。选择质量合格的原材料，用拌和站集中拌和混凝土。采用无轨或轨行式混凝土搅拌车运输。混凝土灌注采用60n3/h的混凝土输送泵泵送入仓。混凝土采用分层、对称浇注，每层浇筑厚度不得大于30cm两侧高度差控制在50cm以内，输送管管口至浇筑面垂距控制在 1.5m以内，以防混凝土离析。 浇注过程要连续，避免停歇造成“冷缝”，间歇时间一般不得超过

28、45min,否则 按施工缝处理。当混凝土浇至作业窗下50cm时，刮净窗口附近的脏物，涂刷脱模剂，关闭 窗口，窗口与面板接缝处涂腻子予以保证紧密结合，不漏浆。封顶采用顶模中心封顶器接输送管， 按从里向外的顺序逐渐封顶。当挡头板 上观察孔有浆溢出，即封顶完成。拆模：当最后一盘封顶混凝土试件现场试压达 5MPa寸，即可拆模。拆模时, 要小心谨慎，以免缺棱掉角现象发生。养生：衬砌浇筑1020h后即开始养生，采用覆盖洒水养生法， 养生时间不 少于14天2#引水隧洞开挖支护单项施工措施TBM1工段边顶拱混凝土衬砌施工方法2#隧洞TBM施工段采用两台衬砌台车彳业，台车设计见附图 3。衬砌台车组 装在TBM&装洞进行。衬砌混凝土前期由洞外混凝土拌和站集中供应，后期由高线混凝土系统提 供，严格按照现场试验室提供并经工程师批准的混凝土配料单进行配料。衬砌混凝土采用有轨运输，每台牵引机车带三台混凝土罐车，以利于长距离 运送混凝土。混凝土出拌和机后，迅速运达浇筑地点，运输中避免出现分离、漏 浆、严重泌水、过多温度回升和坍落度损失现象。 混凝土的自由下落高度不超过 1.5m。罐车在前进时，匀速转动，避免混凝土初凝。混凝土入仓用输送泵直接泵 送入模。工艺流程边顶拱混凝土衬砌施工工艺流程见附图 2。混凝土浇注混凝土浇筑前应复查台车模板中线、高程、仓内尺寸是否符合设计要求；台 车及挡头模板安装定位是