石方洞挖与支护施工方法.docx

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1、第6章石方洞挖与支护施工方法6.1工程概况固增水电站系木里河干流（上通坝阿布地）河段“一库六级”（自上而下依次为上通坝、卡基娃、沙湾、俄公堡、固增及立洲水电站）开发方案中的第五级，位于四川省木里县固增乡，为低闸引水式电站。闸址位于小沟河口下游约40Om处，引水隧洞位于木里河左岸，厂址位于曼念吉岗沟口下游200m处的木里河左岸I级阶地。闸址距木里县城约120km,距西昌市约312km,与电站交通运输有关的线路主要有国道G108线、省道S306线、S305线、S216线、S307线和成（都）昆（明）铁路。引水隧洞布置在左岸,隧洞长约10.91km,进口底高程2198.00m,坡降i=2.02%。,

2、断面为圆形，衬砌后直径8.00m,全线钢筋混凝土衬砌，山、IV、V类围岩段衬砌厚度分别为40cm、50cm、60cm,全线顶拱120范围内进行回填灌浆，IV、V类围岩洞段周边进行固结灌浆。本标段为引水隧洞II标，由2#施工支洞进入主洞施工，施工洞段为（引）1+888.00（引）3+630.0Om全长1742.00m。6.2施工程序引水隧洞开挖及支护施工程序框图见图6.27。引水隧洞开挖及支护施工工序流程见图6.2-2o超前勘探孔、排施工准备检查验收图6.2-1引水隧洞开挖及支护施工程序框图试验室喷板试验喷射碎拌和通风及施工排喷碎运输施工准备测量放线造孔撬挖出渣锚喷支护养护图6.2-2引水隧洞开

3、挖及支护施工工序流程图6.3施工准备6.3.1供风引水洞单面用风量为60m3min,考虑到上下游工作面用风量的部分重叠及空压机的完好情况，在支洞口布置IOoIn/min电动空压机站，用中15Omnl钢管向工作面供风。6.3.2供电及照明前期由设于支洞口的变压器接动力线供电；进入主洞后，在距主支交汇上游侧50m左右处设一台500KVA箱式变压器，扩挖断面（3mX2mX2.5m、长X宽X高），从洞口高压线接50三2高压电缆至洞内变压器供洞内用电使用。动力线：从变压器用751111112铝芯绝缘线，接配电盘后为喷射机、轴流风机、空压机及水泵等供电。照明线：照明线用25m112塑胶线架设进洞接配电盘，

4、然后接线，成洞段每20m设一个100W灯泡照明，掌子面用两盏100oW碘鸨灯照明。6.3.4供水从支洞洞口附近水池接中120mm钢管引水至洞内工作面，为风钻等供水。主洞洞挖、支护施工时管线布置示意图见图6.3-1。图6.3-1洞挖、支护施工时支洞内管线布置示意图6. 3.5弃渣场洞挖渣料运至业主指定的渣场，分层堆放。弃料前应在渣场周边挖好排水沟，并设置照明，弃渣时应分区弃料。6.4引水隧洞开挖施工6.4.1施工方案引水隧洞采用“新奥法”施工，全断面光面爆破开挖，车载架+YT-28型手风钻钻孔，契型掏槽，非电毫秒塑料导爆管起爆，ZLC50装载机装15t自卸汽车出渣。引水隧洞采取从施工支洞向上、下

5、游同时开挖的方法施工。为方便出磴，为满足施工机械洞内交通，洞内每隔200m左右选择岩石较好洞段设调车洞。调车洞高4.0m,长10.0m,深入洞内3.0m,两边修正成圆弧状。调头洞工程量：开挖840.On?,回填C15埋石混凝土840.Om3。施工中不同类别的围岩，应采取相应的锚杆、喷碎、型钢拱架、格栅钢架、注浆小导管等支护措施。围岩破碎段按“短进尺、弱爆破、勤观察、强支护”原则施工,并在施工过程中加强围岩的变形观测，为支护设计及施工提供指导性依据。6.4.2洞挖施工方法测量接收监理工程师移交的平面及高程控制网点，进行校核测量，并根据施工精度要求，测设洞挖施工的控制网，将控制网资料报监理审批。洞

6、挖施工时测放洞轴线、开挖轮廓线及高程线，并在洞挖过程中加强断面控制，防止严重超欠挖发生。洞挖结束后，及时准确地提供竣工验收资料。(2)钻孔利用车载架+12台YT-28型手风钻进行钻孔，钻孔深度：IV类围岩段L=2.5m,V类围岩段L=2.Omo施工中应保证钻孔质量，控制炮眼间距，误差不得大于5cm,严格控制周边顶孔钻孔位置、钻孔角度及钻孔方向，做到位置准确、角度合适、方向不偏，实施定人、定位钻孔，周边孔、掏槽孔由经验丰富的钻工承担。加强检查，对不合格的边顶孔，坚持堵塞重打，杜绝边顶部严重超挖。(3)装药、联网爆破光爆孔选用2#光爆炸药，药卷直径中25,其余孔选用直径36的2#岩石硝钱炸药，利用

7、钻架平台人工装药。光爆孔用导爆索+药卷+竹片捆绑装药(V类围岩段光爆孔采用线状间隔不耦合装药)，掏槽孔、崩落孔及底边孔均采用连续装药结构，非电塑料导爆管分段起爆，电雷管引爆。遇水洞段均采用2#岩石乳化炸药。引水隧洞一般W类围岩段炮孔布置见图6.4-1,炮孔特性见表6.4-1,工序循环作业时间见表6.4-2。IIKV类围岩在其基础上进行调整。A-A横剖图 (适用于Iv类用岩)孔类孔深(B)孔径(m)数量孔距(cn)抵抗线(cm)药径(Inm)单孔药量(kg)起爆段单耗kgm3掏槽孔1.83/3.26426/8321.05/2.11、31.05辅助孔2.842858090321.35/1.25、7

8、、9、11、13边底孔2.842146070321.3513边顶孔2.842444570220.515注：布孔157个,断面积66.5m,循环进尺2.4m,单耗1.05kgm表 6.4-1IV类围岩炮孔特性表表6.4-2IV类围岩开挖支护循环作业时间表J、时项目、X小时123456789101112131415测量、准备0.5钻孑L4.5装药1.5爆破、排烟1出渣3.5锚喷515小时一个循环，进尺2.4m,月进尺115In通风排烟及安全撬挖每茬炮爆破后，立即进行通风排烟，通风排烟后，恢复并加强掌子面的照明，让经验丰富的撬挖工清撬开挖面上残留的松动岩块，确保进入洞内的人员和设备的安全。为改善洞内

9、工作条件、减少装渣时的扬尘，除采用轴流风机通风外，爆破后还采用水幕降尘法降尘。(5)出渣引水洞洞身开挖石渣，采用ZLC50侧卸装载机装15t自卸汽车，运至业主指定渣场堆放。为方便机械施工、保证足够的工作宽度，除每进尺20Om左右增设汽车调头洞外，引水洞底部预留1.51.7m厚的石渣作为临时道路(宽约6.6m),清底时采用CAT220液压反铲装车，在隧洞底板衬砌前，随底板砂衬砌的推进而清除预留部分石渣。洞身开挖出渣示意图见图6.4-20图6.4-2引水洞洞身出渣示意图6.5初期支护施工6.5.1支护型式采取临时支护与永久支护相结合的支护型式，支护型式为：（Dnl类：顶拱180范围内，随机锚杆+随

10、机挂网+喷碎。随机锚杆为625、L=4.5m,喷C20碎5IOCnb随机网片为66.5、1515cm0（2）IV类：顶拱240范围内，（顶拱120范围内超前锚杆）+（弱光面爆破）+（格栅钢架）+挂网喷碎支护。超前锚杆为e28、L=6m,喷碎IOeln；锚杆为25L=4.5m,28L=6m梅花型布置间排距1.5m；网片为66.5、15X15cm0（3）V类：顶拱240。范围内，（顶拱120范围内小导管注浆）+（弱光面爆破）+（钢支撑）+喷锚支护。小导管为42三L=4m:喷砂15cm；锚杆为25,L=4.5m,628、L=6m梅花型布置间排距Lom；网片为66.5、15X15CnU其支护型式见图6

11、.5-1：V类围岩加强段系统锚杆包25un,系统锚杆25mm,IV类围岩顶拱180范围内随机锚杆925,L=4.5mIn类围岩图6.5-1支护型式示意图6.5.2锚喷支护施工程序锚喷支护施工程序框图见图6.5-2。图6.5-2锚喷支护施工程序框图6.5.3支护施工方法（1）喷碎（碎）喷射碎拌和场地设在施工支洞口附近，设1台JDY350型强制式拌和机现场拌制，5t自卸汽车运至工作面。碎配合比由试验提供并经喷板试验确定。喷碎的细骨料为细度模数为2.52.8的中粗砂，粗骨料为粒径小于15mm的碎石；为提高碎强度并减少回弹量，拟在喷碎中掺硅粉及稠度稳定剂，硅粉掺量为水泥量的领8%（喷碎强度可提高一倍，

12、边墙回弹量5%,可减小爆破对喷碎的影响），稠度稳定剂掺量为11.5%,速凝剂掺量为23机佳密克丝钢纤维掺加量为40kgm3,聚丙烯纤维掺加量为0.9kgm3）喷碎前，用人工撬除危石及松动石块，剔除断层及有害夹层中碎石和软弱夹层，引排出滴、渗、淋水，用高压风水枪清洗岩面附着的岩屑，岩粉及其它污物，经验收后进行喷碎。引水洞工作面采用TK961型湿喷机进行人工喷护，一次喷射厚度以57cm为宜，喷厚较大时应分层喷射，后一层应在前一层砂终凝后进行，若终凝Ih后再行喷射，应先用风水清洗喷层面。喷射碎终凝2h后，应喷水养护，养护时间一般不得少于7昼夜。碎终凝至下一循环放炮时间不应少于3h。（2）锚杆施工采用

13、车载架+YT28手风钻钻锚杆孔（孔深大于5m时用YG40凿岩钻机造孔），钻孔完毕用高压风将孔吹干净，用注浆泵灌注砂浆。注浆时，注浆管应插至距孔底50IoOnml处，并随砂浆的注入缓慢匀速拔出；杆体插入后，若孔口无砂浆溢出，应及时补注，锚杆安装后，不得随意敲击，不得悬挂重物。锚杆施工完后，按规定进行拉拔试验。挂网用中6.5钢筋在锚杆外露距洞壁5cm部位焊接骨架筋，人工在骨架筋的基础上绑扎钢筋网，要求钢筋网牢固、不变形，在钢筋网上焊埋控制喷射碎厚度的标尺。钢筋网架设完毕后，用高压风水冲洗受喷面（若岩体有软弱夹层时不能使用水冲洗时，该用高压风吹洗喷护面），清除灰尘、泥屑等杂物。型钢拱架施工在V类围岩

14、加强型支护中，采用短进尺、弱爆破开挖，出渣后，先喷5cm厚钢纤维混凝土，再架立型钢拱架，并进行系统锚杆施工，与钢架焊连，填塞稳定及加固钢架，钢架间岩面喷射混凝土，最后分2次喷砂包裹钢架。型钢拱架为：型钢型号20b,断面200X102mi;由全液压冷弯机YYLWJ-3.5B加工制作而成，型钢拱架排距间距1.0m。两根钢架之间焊接纵向连接筋，连接筋为25mm钢筋，环向间距Im0用25L=4m（240范围内间隔80双排，共8根）锁脚锚杆固定柱脚。型钢供架整体用机械吊装+人工就位、加固定位、再与系统锚杆焊连。确保型钢拱架支护施工质量的注意事项：钢架支脚应立于可靠基础上，不得立于浮渣上；钢架平面应与洞轴线