第6章地下洞室开挖及支护施工方法说明

第6章地下洞室开挖及支护施工方法说明本标段地下洞室开挖包括引水隧洞（桩号引0+0.000～引4+0.000m）80cm,衬砌混凝土等级为C20；1#、2#施工支洞洞长分别为281.5m灌浆隧洞位于坝址左岸,长度为36.04m,设计开挖洞径为3.8×4.3m，0+0.00～引4+0.00)及帷幕表6-1～3。表6-1引水隧洞开挖及支护工程量表序号工程项目单位工程量备注1石方洞挖m3203614III类围岩石方洞挖m3洞长52.2延m1.2m3199262洞长3917.1延m1.3m31827洞长30.7延m2支护2.1注浆锚杆根41φ25、L=3m2.2注浆锚杆根251φ25、L=6m2.3注浆锚杆根7808φ25、L=4.5m2.4喷射混凝土M375642.5挂网钢筋t88φ6@20cm×20cm2.6钢格栅t11402.7钢材t933调头洞洞挖3.1m31008表6-21#、2#施工支洞开挖及支护工程量表序号工程项目单位工程量备注1石方洞挖m314215洞长281.5延mm3洞长259.17延m1.2m31097洞长22.33延m2支护2.1锚杆根594φ20、L=3m2.2喷射混凝土M35612.3钢筋t1392.4钢材t253调头洞洞挖3.1m3361石方洞挖m314770洞长317.9延m1.1m312750洞长176.78延m1.2m32020洞长41.12延m2支护2.1锚杆根617φ20、L=3m2.2喷射混凝土M35832.3钢筋t1452.4钢材t253调头洞洞挖3.1m336表6-3灌浆隧洞开挖及支护工程量表序号工程项目单位工程量备注1m3558喷C20砼（厚度10cm）m31.2挂网钢筋(φ6@20cm×20cm）t1.11.3根36北向展布，由于断裂的逐级逆推，使地形向西逐渐升高。工程区岩石软硬区内出露地层主要为寒武系、奥陶系、二叠系、三叠系、侏罗系、白恶系等地层。寒武系与奥陶系仅于测区西南角见有出露，二叠系主要分布东侧，形成工程区河段右岸地表分水岭。第四系松散堆积物广布于河谷两岸及河床部位。量占37.5%。2#路。右下游施工便道岔口EL706m、右岸坝顶EL790m接线至2#施工支洞口EL674m，全长约1.6km。出渣通过右岸2#施工道路经郭家圷大桥运往弃渣场，运距约为5.1km；引平整，按设计要求进行渣场防护，并设置排水沟排水，以避雨水汇集冲刷。说明及附图》。⑴施工供风20m3/min电动空压机，用DN150mm钢管直接向工作面供风。⑵施工供水变压器。等供电。6.5.2通风洞内通风主要考虑施工人员用风及爆破后的通风排烟除尘等用风。按6.5.3排水6.5.4混凝土拌和将洞口场地平整后，留出格栅钢架加工所需钢筋、水泥、模板等材料的宽阔位置布设，采用棚房结构。洞口分别设值班房一间。4.00通风管排水沟40*40cm4.00通风管排水沟40*40cm预留岩渣供水管路预留岩渣供水管路0.900.90动力线路供气管路动力线路40*40cm\ 排水沟40*40cm\.图6-1泄洪洞洞内管线布置示意图 施工准备测量放点岩体判释超前勘探超前支护超前勘探超前支护 测量放孔上循上循环下下循环 装药布线人员设备排气、出渣掌子面处理随机锚杆喷护C20砼格栅钢架支撑、挂网喷护图6-2地下洞室施工工艺流程图为了顺利进洞、确保洞口安全及方便洞口支护施工，洞脸石方明挖及边坡支护结束后，根据现情况进行洞口锁定，洞口锁拟参数为：在洞口轮廊外0.5m~1.5m处，封两排Ф25、单长L=4.5m、梅花型布置@=30cm的M20砂浆锚杆，采用手风钻钻孔，吹孔后用注浆器注浆，人工安装锚杆。达到强度后，采用弱爆破，短台阶光爆开挖。根据地质情况，并类比工程实例，最终确定的洞身段不同围岩类别开挖及支护施工方法实施方法如下：#、2#施工支洞Ⅳ、Ⅴ类围岩采用短台阶法开挖，台阶上部高5.0m，下台阶高2.0m,台阶长3.0m。采用手风钻造孔，台阶上部石方弃渣用PW120(斗容0.5m3)反铲扒除，装5t自卸车；1#、2#施工支洞Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖施工方法见图6.5.3-1。洞内混凝土喷护采用TK961湿式喷射机。根据各类围岩循环进尺及工序循环时间计算,Ⅴ类围岩月进尺70m,Ⅳ类围岩月进尺110m。具体参见投附-SP-C1-06-01《施工支洞开挖及支护施工方法》PC120-6反铲5t自卸车挖前做好超前地质勘探和施工地质预报工作。A施工程序超前勘探→开挖→喷护→型钢钢架→锚杆→喷护B超前勘探向除遇复杂地质情况外，钻孔应平行洞轴线。#施工支洞上台阶采用简易组合钻架配合手风钻造孔,下台阶直接用手风钻造孔，Ⅴ类围岩局部用人工或风镐开挖，上台阶采用楔形掏槽,上下台阶周边轮廓线采用光面爆破控制，非电毫秒塑料导爆管起爆网络。炸药采用2#岩石硝胺炸药。为降低和减少对围岩扰动破坏,上下台阶同时联网同时起爆。起孔孔药总药分孔径数量W孔距药径爆单耗孔类深量量段mm个cmcmmm段kg/m3cmkgkg别上台阶掏槽孔180424260160321.04154.051.1崩落孔15042357090320.835底孔15042770100320.937周边孔15042345040200.425下台阶主爆孔15042870100321.2528.911.1底孔150421070100321.57周边孔15042105040200.427注：断面52.63m2，布孔108个，循环进尺1.5m，爆破方量73.68m3。紧跟工作面，每茬炮后上下台阶分别支护，上台阶对边顶拱立即喷一层厚进行混凝土喷护。喷护时，对于有渗水的部位，采用水玻璃、干喷和设导δ=8mm连接板/30×2020#型钢Ⅱ型钢架/20#型钢δ=8mm连接板30×20 引排等办法处理。小时2468101214161820测量、准备1钻孔4装药2撤退0.5爆破、排烟0.53支护3地质素描1注:15h一个循环,进尺1.5m,日进尺2.3m,月进尺70m；进尺2.0m，开挖时,及时做好超前地质勘探和施工地质预报工作。A施工程序超前勘探→开挖→喷护→格栅钢架→锚杆→喷护B超前勘探见“6.5.3⑴①B超前勘探”。施工时做好爆破试验，并且不断优化调整爆破参数。分段孔类孔深cm孔径mm数量个Wcm孔距cm药径mm孔药量kg起爆段别总药量kg单耗kg/m3上台阶掏槽孔23042460160322.0191.261.3崩落孔20042357090321.615底孔20042770100321.87周边孔20042345040200.565下台阶主爆孔20042870100321.9545.551.1底孔200421070100322.47周边孔20042105040200.567注：断面52.63m2，布孔108个，循环进尺2.0m，爆破方量105.26m3。 pA型钢架/\/30×20pA型钢架/\A型钢架A型钢架4¦5钢筋4¦5钢筋 锁脚锚杆 锁脚锚杆30×20 B型钢架 B型钢架 垫脚板 /锁脚锚杆小时2468101214161820测量、准备1钻孔4装药2撤退0.5爆破、排烟0.52支护2地质素描1注:13h一个循环,进尺2.0m,日进尺3.7m,月进尺110m；用PW100液压反铲扒除；Ⅲ类围岩采用全断面开挖。出碴采用PW120(斗容具体参见投附-SP-C1-06-02~03《引水隧洞洞挖及支护施工方法》用格栅钢架+锚喷网的安全临时支护措施。A.施工程序超前勘探→开挖→喷护→型钢钢架→锚杆挂网→喷护B.超前勘探在Ⅴ类围岩中开挖施工前进行超前勘探，了解尚未开挖岩体地质情况，根据地质变化情况，及时调整支护方案。勘探孔用XY-2PC钻造孔,孔深20m,勘探孔孔向除特殊情况外，应平行洞轴线。C.钻爆开挖引水隧洞Ⅴ类围岩用6台YT28手风钻分上下台阶钻孔,局部用人工或风镐开挖。周边光面爆破，上台阶中间采用楔形掏槽，非电毫秒塑料导爆管起爆网络,选用2#岩石硝胺炸药。为降低和减少对围岩扰动破坏,上下台阶同时联网同时起爆。破炮孔布置及掏槽孔结构见图6-8,爆破孔网参数见表6-8。注:图中孔旁数字为起爆段数,图6-8引水隧洞Ⅴ类围岩爆破布孔图分段孔类孔深cm孔径mm数量个Wcm孔距cm药径mm孔药量kg起爆段别总药量kg单耗kg/m3上台阶掏槽孔18042450160321.58154.731.1崩落孔15042507090320.725底孔15042870100320.817周边孔15042415040200.425下台阶主爆孔150422070100320.69531.351.1周边孔15042265040200.427注：断面58.74m2，布孔149个，循环进尺1.5m，爆破方量73.43m3。小时2468101214161820测量、准备1钻孔4装药2撤退0.5爆破、排烟0.55支护4地质素描1注:18h一个循环,进尺1.5m,日进尺2.0m,月进尺60m；⑤.支护Ⅴ类围岩开挖支护采取系统锚杆挂网喷混凝土和格栅钢架支护。要求支护紧跟工作面，每茬炮后上下台阶分别支护，上台阶对边顶拱立即喷一层厚度5cm混凝土,尽快封闭围岩，然后安装格栅钢架。格栅钢架用型钢制作，型钢拱架间距80cm。型钢拱架采用20#工字钢制作，其分节长度、连接方式和固定锚筋参见示意图6-10。 865图6-9引水隧洞Ⅴ类围岩格栅钢架结构图施工程序为：施工准备→受喷面清、撬→喷第一层混凝土→格栅钢架、系统锚杆和钢筋网安设→喷第二层混凝土→检查验收→养护。其工艺流程见图6-11。细骨 粗骨受喷面受喷面外加水外加水空压机图6-10喷混凝土工艺流程图喷射作业前，清理表面浮石、松动岩块，用高压风吹扫岩面。采用JDY-350型拌和机拌制混合料，5t自卸汽车将拌制好的湿料运至洞内工作面，在受喷面预设标志钎，控制喷混凝土厚度。人工为TK961湿喷机上料，利用简易钻架平台进行或直接喷射施工，喷射混凝土应自下而上螺旋式进行，避免回弹料污染受喷面。分层喷射时后一层应在前层终凝后1h内进行，否则应清洗喷射面。喷射作业应紧跟开挖工作面，混凝土终凝至下一次循环放炮时间不应少于3h。喷射混凝土终凝2小时后即开始喷水养护，并且不少于14d。引水隧洞Ⅴ类围岩支护见图6-12。图6-11引水隧洞Ⅴ类围岩支护图引水隧洞类围岩洞段地质条件与类围岩相近，故洞挖本着“弱爆破短进尺、强支护、勤观察”和跟进支护的原则施工。采用手风钻钻爆开挖循环进尺2.0m，开挖时，及时做好地质勘探和施工地质预报工作。A.施工程序超前勘探→开挖→喷护→格栅钢架→锚杆挂网→喷护B.超前勘探体见“6.5.3⑴①B超前勘探”。C.钻爆开挖参数见表6-10。分段孔类孔深cm孔径mm数量个Wcm孔距cm药径mm孔药量kg起爆段别总药量kg单耗kg/m3上台阶掏槽孔23042470142321.87191.521.3崩落孔200423475100320.885底孔20042775110321.687周边孔20042355545200.565下台阶主爆孔200421475110322.2543.681.3周边孔20042225545200.567注：断面53.43m2，布孔116个，循环进尺2.0m，爆破方量106.86m3。小时2468101214161820测量、准备1钻孔4装药2撤退0.5爆破、排烟0.52支护2地质素描1注:13h一个循环,进尺2.0m,日进尺3.7m,月进尺110mD.支护Ⅳ类围岩开挖支护采取系统锚杆挂网喷混凝土和格栅钢架支护。要求支护紧跟工作面，每茬炮后上下台阶分别支护，上台阶对边顶拱立即喷一层厚度3~5cm混凝土,尽快封闭围岩，然后安装格栅钢架。为便于格栅钢架安装,每榀分A、B四个单元,格栅钢架在加工厂加工后运至现场后人工安装。首先安装加固台阶上部两个A单元格栅钢架；下部台阶只是用两个B单元对上台阶格栅钢架（B）进行延长加固。格栅钢架支在垫板上，上下台阶两边分别两边用φ25，L=3.0m的锁脚锚杆固定。单元间用8mm厚A3钢板加工而成,φ22螺栓连接。格栅钢架之间用φ20钢筋焊接。上部周边用铁件与岩体楔紧，保证钢架持力。安装后进行系统锚杆和钢筋网安设，系统锚杆为砂浆锚杆，格栅钢架安装完毕进行系统锚杆和钢筋网在顶拱270°范围内安设。系统锚杆为砂浆锚杆，长为4.5m，直径φ25，排距1.5m。采用手风钻造孔,专用注浆器灌注砂浆；钢筋采用φ6@15×15cm。钢筋网焊接在锚杆上固定。最后喷护混凝土厚度达10cm。混凝土采用常规湿式喷法分层喷护施工。535290?785535290?785825图6-13引水隧洞Ⅳ类围岩格栅钢架结构图由车载架子配合6台YT28手风钻钻孔爆破,用PW120(斗容0.5m3)装5t自①施工程序孔孔深孔径数量W孔距药径孔药量起爆总药单耗类cmmm个cmcmmmkg段别量kgkg/m3掏槽孔28042480120324.41217.81.5周边孔25042496050200.73崩落孔250424690120323.65～7注：断面48.4m2，布孔99个，循环进尺2.5m，爆破方量121.25m3。小时20测量、准备 1钻孔4装药2撤退0.5爆破、排烟0.53支护2地质素描注:14h一个循环,进尺2.5m,日进尺4.3m,月进尺130m。6.8.1洞挖及支护施工工艺流程6.8.2施工方法6.8.2.1施工布置灌浆隧洞风、水、电系统可利用布置在大坝开挖和混凝土浇筑所使用6.8.2.2开挖方法φ20，L=3.0m@3*3m梅花形布置。回填灌浆密实。隧洞监控量测是“新奥法”隧洞施工的重要组成部分，它不仅能指导施工，预报险情，确保施工安全，而且通过现场监测获得围岩的动态信息，为支护设计提供依据。（2）了解支护结构效果，及时采取措施，安全施工；（3）修正设计参数，保证隧洞既稳定又安全。则上在同一断面上进行。量测断面的间距与隧洞长度、围岩条件、开挖方法等多种因素有关，实际量测时，按技术规范及监理工程师要求进行。量