石方洞挖及支护工程.docx

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1、第7章石方洞挖及支护工程7.1 概述1 .1.1工程概况碧月河四级水电站首部枢纽拦河坝施工导流采用隧洞导流方案，导流隧洞位于左岸。导流隧洞长约667.37m,导流洞进口底高程1955.0m,出口底高程1948.0m,纵坡0.0105,断面形式为城门洞型，高8m,宽6m。隧洞围岩类型以In类为主，局部为IV类、V类。导流洞采用全断面混凝土衬砌。导流隧洞进口设闸门井，用于下闸封堵隧洞。导流洞后期改建为排沙放空洞。排沙放空洞前部采用龙抬头形式，后部利用导流洞，断面尺寸与导流洞相同。排沙放空洞采用全断面混凝土衬砌。7 .1.2地质条件导流隧洞布置在河流左岸，进口位于大坝上游约200In的岸边，底高程1

2、955.0m；出口位于大坝下游约30Om的岸边，底高程1948.0m。导流隧洞区山体雄厚，地形坡度约45。50,隧洞埋深一般10145m。隧洞沿线大部分基岩裸露，基岩主要为第三系古新统云龙组(Ey)的粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩及钙质泥岩，地层总体产状NW290SWZ70o局部地表覆盖有l3m厚的残坡积含碎石粉质粘土，强风化岩体下限埋深515m不等。隧洞区地质构造以节理、裂隙为主；地下水以基岩裂隙水为主，强风化岩体中透水性较强，往深处逐渐变弱，地下水对混凝土的腐蚀性尚不明确，需待地下水分析成果出来后再行评价；除在坝轴线附近左岸坡脚发育有一处崩塌堆积(Qf)体外，其它部位未见滑坡、崩塌、危岩等其它不良

3、地质现象。根据进、出口段地表调查及统计，主要发育三组节理裂隙：NW290o305/SWZ7075,为层面，卸荷张开宽1IOCnb岩屑充填，延伸长大于20m,裂隙密度13条/m；NE15o30SEZ80o,卸荷张开宽15cm,岩屑半充填，延伸长46m,裂隙密度34条/m,EWNZ35o46,卸荷张开宽13cm,岩屑半充填，延伸长大于Ionb裂隙密度34条/m。导流洞围岩初步分段评价：030m：围岩类别为IV类，fK：l-3,K0：2-5MPa.cml;30640m：围岩类别整体为山类，局部裂隙切割密集带处为WV类，fK：24,K0:515MPa.Cml。此洞段将穿过浅埋段，隧洞开挖将有淋水或滴水

4、现象；640667.37m：围岩类别为IV类，f:13,K0:2-5MPa.cm108 .1.3洞挖及支护主要工程量导流洞、排沙放空洞洞挖及支护主要工程量见表7-1。表7-1导流洞、排沙放空洞洞挖及支护主要工程量表序号项目单位导流洞排沙放空洞备注1石方洞挖m34232285282砂浆锚杆425L=3m根62976823挂网喷C20混凝土10cmm320803354挂网喷C20混凝土15mm32080SO5钢筋网820CmX20CnIt11.36C25衬砌混凝土m330667C25衬砌混凝土（掺UF500纤维素纤维）m3613311548排水孔m14589回填灌浆m24730286810固结灌浆

5、m6542136411钢筋t118012212封堵混凝土C20m3143013652型橡胶止水带m155914821BF遇水膨胀止水条m109115止水铜片（厚1mm）m28216闭孔泡沫板（厚1cm）m258612217洞内淤泥清理mi100018预埋DN80钢管m3419 .2洞挖施工程序及施工方案1 .2.1洞挖施工程序洞挖施工程序见图7.2-lo7 .2.2洞挖施工方案（1）洞挖 导流洞进口段与排水放空洞同时开挖，排沙放空洞开挖至0+70桩号处停止,剩余部分在导流洞上游段0+00+162.69段开挖完成后开始开挖，渣料由导流运至渣场。 利用多臂钻钻孔，采用全断面开挖方式进行光面爆破开挖

6、，乳化炸药非电微差爆破。(2)临时支护IILIV类围岩支护施工与开挖面钻孔同时进行，但相距30m以上。采用临时支护与永久支护相结合的方式进行支护：HI类围岩：用喷砂+随机锚杆进行支护；IV类围岩：锚网喷+系统锚杆进行支护。V类围岩：钢支撑+喷锚网进行支护或用厚50Cm的C20钢筋混凝土衬砌。图7.2-1洞挖施工程序图7. 3施工准备7.3 .1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。

7、7.3.2 风水电供应(1)供风考虑到导流洞开挖强度，在导流洞进口、排沙放空洞各布置一个21.2m3Inin的空压机站，在导流洞出口布置一个41.4m3IIIin的空压机站，用615Onlm钢管进支洞,4)200Inm钢管向工作面供风。(2)供水拟在导流洞进口、排沙放空洞及导流洞出口附近各设一座50m3高位水池，为风钻等供水。(3)供电从洞口附近的变压器接线引入洞内。7.3.3 临时拌合站导流洞进口、排沙放空洞临时拌和站设置在洞口附近的生产场地内。导流洞出口临时拌和站设置在导流洞出口附件的生产场地内。以上部位拌合站均采用JDY-350A型强制性拌合站。7.3.4 渣场根据招标文件，本标段共设2

8、个渣场：进口渣场：导流洞进口、排沙放空洞开挖渣料弃于该渣场；出口渣场：导流洞出口开挖渣料弃于该渣场；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。风、水、电和弃渣场等具体布置详见第2章施工总平面布置图。7.4 导流洞、排沙放空洞洞挖及支护7.4.1开挖支护施工方案导流洞、排沙放空洞采用“新奥法”施工，全断面光面爆破开挖，多臂钻钻孔，楔型掏槽，乳化炸药及光爆炸药、非电毫秒塑料导爆管起爆，ZL50装载机装IOt自卸汽车运渣至渣场，喷锚网紧跟支护。本标段工期较紧张，因此导流洞采取从上、下游同时开挖的方法施工；由于洞径较小，为方便施工，采用全断面光面爆破开挖。施工中根据开挖揭露的围岩类别

9、，采取相应围岩类别的锚杆、挂网、喷砂、钢支撑等支护措施。7.4.2洞挖施工方法(1)钻孔各施工面采用多臂钻进行钻孔，楔型掏槽，钻孔深度：II、In类围岩段L=3.5m,IV、V类围岩段L=2.5m,对于围岩特差易发生塌方地段，可以按孔深L=Im进行控制。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。(2)装药爆破利用组合钻架工作平台，人工装乳化炸药及2#光爆炸药，非电塑料导爆管微差爆破。顶

10、部光爆孔采用22mm、2#光爆药卷弱爆破装药(IV、V类围岩中，2#光爆药卷与导爆索竹片捆绑，线状间隔不耦合装药，塑料导爆管引爆导爆索同时起爆)，掏槽孔、崩落孔和底孔采用32mm乳化炸药，连续装药结构，塑料导爆管分段起爆，采用电雷管引爆。爆破参数详见附图BYH-SG002-2010(11)-07-02排沙放空洞爆破布孔示意图。(3)通风排烟及安全撬挖每茬炮爆破后，立即进行通风排烟30min,通风设备利用布于洞口的供风站供风，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，确保施工安全。为改善洞内工作条件、减少装渣及运输时的扬尘，除采用轴流风机通风外，爆破后还采用水幕

11、降尘法进行洞内降尘。(4)出渣采用ZL50装载机装IOt自卸汽车运渣至渣场。出渣方式见附图8丫上56002-2010(11)-07-01导流洞洞挖施工方法示意图。7.4.3导流洞、排沙放空洞支护施工根据招标文件提供的地质资料，本标段II类、In类、IV类、V类围岩不等，在洞挖施工过程中应根据引水隧洞不同工程地质条件，适时采用锚杆、挂网、喷碎及钢架等进行临时支护。7.4.3.1支护施工工序H类围岩段：岩石结构比较好，不用支护。In类围岩段：系统锚杆f顶拱180。挂网喷碎IOCm厚。IV类围岩段：视情况可喷砂5cm厚f系统锚杆f挂网f喷砂至设计厚度。V类围岩段：视情况可喷碎5cm厚一钢支撑一系统锚

12、杆一挂网一喷碎至设计厚度。7.4.3.2支护施工方法(1)锚杆和挂网施工中严格按如下顺序进行：造孔一清孔一注浆一锚杆设置一挂网。锚杆施工采用多臂钻钻锚杆孔，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50100n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。锚杆施工完毕后，按规定进行拉拔试验。挂网用中8mm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，并在钢筋网上焊埋控制喷射险厚度的标尺。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，可用高压

13、风吹洗喷护面)，清除灰尘、泥屑等杂物。(2)喷碎喷射碎拌和场地设于各支洞口附近，各设1台JDY350型强制式拌和机现场拌制，用矿斗车运至工作面。碎配合比由试验室提供并经喷板试验确定。喷碎的细骨料为细度模数为2.528的中粗砂，粗骨料为粒径小于15InnI的碎石，速凝剂掺量为23%。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。采用组合钻架+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，后一层应在前一层碎终凝后进行，若终凝Ih后再行喷射，应先用风水清洗

14、喷层面。喷射碎终凝2h后，应喷水养护，养护时间不得少于7昼夜。役终凝至下一循环放炮时间不应少于3ho(3)钢支撑施工在V类围岩中，采用短进尺、弱爆破开挖，出渣后，可视具体情况先喷5cm厚C20碎，再架立钢支撑，并进行系统锚杆施工，与钢支撑焊接，填塞稳定及加固钢支撑，钢支撑间岩面铺挂钢筋网，最后分23次喷15Cln厚砂包裹钢支撑。钢支撑由116工字钢加工制作而成，钢架排距1L5m。两根钢架之间焊接纵向连接筋，连接筋为25mm的II级钢筋，环向间距1m。钢支撑各节组装顺序为先下后上，用挖掘机+多臂钻+人工安装就位，与系统锚杆焊连，再加固、定位，并用铁件及碎楔块进行背后局部充填。确保钢架支护施工质量

15、的注意事项：钢架应与系统锚杆焊接，钢架之间连接牢固；钢架平面应与洞轴线垂直；钢架与岩面间的空隙，应该用铁件或硬岩块按点接触方式填塞挤紧，但不应全部填塞。7.5通风、排水7.5.1施工通风为改善工作条件、排除有害气体、供给新鲜空气，应做好通风工作。施工通风的设计条件：一辆ZL50装载机、一辆PC220-7液压反铲、每个工作面洞内工作人员10人。在导流洞上下游及排水放空洞各设置1台双级对旋低噪声轴流风机(2X55kw),配80CInPVC拉链式软风筒为支洞通风。7.5.2排水本标导流洞洞底纵坡为1.05%,因此排水方式为：上游段每200m设一集水坑，用4寸水泵抽出洞外，下游段采取自流方式，在导流洞出口