引水隧洞與臨時(shí)設(shè)施施工方案-隧洞開(kāi)挖施工方法1.隧洞開(kāi)挖施工方法1.1.工程特性本工程承擔(dān)引水隧洞總長(zhǎng)5400m，隧洞樁號(hào)0+550.00m～5+950.00m（其中2+098.712～2+236.237為傾角50o的斜井），隧洞坡度以斜井為界限，斜井進(jìn)口上游i=0.003、斜井出口至下游i=0.00381；圍巖類別以Ⅲ類為主，Ⅳ、Ⅴ類次之；Ⅲ類圍巖斷面為4.1×5.6m（寬×高）、襯厚20cm的馬蹄形；Ⅳ、Ⅴ類襯砌為圓形，直徑4.5m，襯厚分別為：Ⅳ類圍巖40cm、Ⅴ類圍巖60cm。安寧河?xùn)|支斷裂帶采用鋼管襯砌，長(zhǎng)500m，內(nèi)徑4.0m，砼襯砌厚60cm。為完成本標(biāo)段的工程內(nèi)容，分別設(shè)計(jì)1#、2#及3#施工支洞，并于栗冶公路連接。1#及2#施工支洞已由我單位承擔(dān)施工，3#支洞設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為529m，斷面尺寸為4.5m×4.0m（寬×高）的直墻圓拱型。各施工支洞承擔(dān)的主洞工程量見(jiàn)下表各施工支洞承擔(dān)主洞工程量表項(xiàng)目單位1#2#3#支洞長(zhǎng)度m376399529主、支洞交點(diǎn)樁號(hào)m1+657.6733+113.6965+294.253支洞坡度%0.670.270.5控制段長(zhǎng)度上游1107.675877.459700下游578.5621480.557655.7471.2.施工方法及資源配置根據(jù)本隧洞的施工條件和工程特點(diǎn)，擬采用鉆爆法無(wú)軌運(yùn)輸施工方案，實(shí)施掘進(jìn)（鉆眼、裝、運(yùn)），支護(hù)（拌、運(yùn)、錨、噴射砼）、砼襯砌（拌、運(yùn)、灌、搗）一條龍機(jī)械化施工作業(yè)。在施工中貫徹“光面爆破是基礎(chǔ)，錨噴支護(hù)保安全，圍巖量測(cè)明情況，施工通風(fēng)出效率”的工作思路。按“新奧法”施工技術(shù)組織施工，采用光面爆破。施工中邊挖邊護(hù)，加強(qiáng)施工監(jiān)控量測(cè)和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，并根據(jù)量測(cè)反饋的圍巖變形信息，及時(shí)按工程師指示調(diào)整支護(hù)參數(shù)。開(kāi)挖采用YT-28氣腿式風(fēng)鉆鉆孔，人工裝藥、采用2#巖石硝銨炸藥，毫秒雷管、塑料導(dǎo)爆管非電起爆，光面爆破法施工；地質(zhì)條件較差部位施工遵循“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、早封閉”的施工原則。出碴采用裝載機(jī)配自卸運(yùn)輸車，直接運(yùn)輸至指定棄碴場(chǎng)。計(jì)劃每個(gè)施工區(qū)各投入自卸運(yùn)輸車6臺(tái)、裝載機(jī)2臺(tái)、挖掘機(jī)1臺(tái)。根據(jù)本隧洞開(kāi)挖斷面的特點(diǎn)，鉆孔采用自制鉆孔臺(tái)架人工鉆孔。每個(gè)作業(yè)區(qū)開(kāi)挖作業(yè)共分兩個(gè)作業(yè)組（即上、下游）、每個(gè)作業(yè)組按三班制施工。每個(gè)工區(qū)開(kāi)挖計(jì)劃投入人力共126人，其中含后勤及隊(duì)級(jí)管理人員。每個(gè)掌子面配YT-28氣腿式風(fēng)鉆20臺(tái)。1.3.施工工藝流程1.3.1.Ⅲ、Ⅳ類圍巖開(kāi)挖施工引水隧洞工程圍巖以Ⅲ類為主，巖石完整性較好。施工時(shí)采取全斷面一次爆破開(kāi)挖成型，爆破后視圍巖具體情況，采取隨機(jī)錨噴支護(hù)。Ⅳ類圍巖偏好地段，擬采用全斷面一次爆破開(kāi)挖成型，爆破后視具體情況進(jìn)行相應(yīng)的支護(hù)。此兩種情況下開(kāi)挖作業(yè)流程如下圖《隧洞Ⅲ、Ⅳ類圍巖開(kāi)挖作業(yè)流程》所示。隧洞Ⅲ、Ⅳ類圍巖開(kāi)挖作業(yè)流程相應(yīng)的施工作業(yè)循環(huán)時(shí)間項(xiàng)目名稱（Ⅲ/Ⅳ）持續(xù)時(shí)間（Ⅲ/Ⅳ）累計(jì)時(shí)間測(cè)量放樣60/60min60/60min鉆孔300/240min360/300min裝藥爆破60/60min420/360min通風(fēng)散煙60/60min480/420min安全處理及支護(hù)120/180min600/600min出碴120/120min720/720minⅢ、Ⅳ類圍巖采用2.5m長(zhǎng)鉆桿造孔，平均鉆孔深度分別為2.3m、2m每排炮進(jìn)尺分別為2m、1.7m；從上表看出每天完成2個(gè)循環(huán)，則每天進(jìn)尺分別為4m、3.4m，綜合不可預(yù)見(jiàn)因素對(duì)施工的影響，擬計(jì)劃安排每月進(jìn)尺100m。1.3.2.Ⅳ類破碎地段、Ⅴ類圍巖開(kāi)挖施工本標(biāo)段Ⅳ～Ⅴ類圍巖出現(xiàn)在過(guò)紫馬溝地段和表淺部圍巖，開(kāi)挖時(shí)一般地段采用全斷面法開(kāi)挖，但在施工時(shí)嚴(yán)格遵循“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、及時(shí)封閉”的施工原則，開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)錨噴支護(hù)。在遇到結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性差、成洞條件困難的特殊地段時(shí)，開(kāi)挖采用上下斷面臺(tái)階法施工；首先進(jìn)行上半斷面開(kāi)挖，開(kāi)挖后立即進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)完成后，再進(jìn)行下半斷面開(kāi)挖。必要時(shí)采用本部分4.6節(jié)不良地質(zhì)地段的施工方法（見(jiàn)后述）。其作業(yè)流程如下圖《隧洞Ⅳ類破碎地段、Ⅴ類圍巖開(kāi)挖作業(yè)流程（全斷面）》所示。隧洞Ⅳ類破碎地段、Ⅴ類圍巖開(kāi)挖作業(yè)流程Ⅳ、Ⅴ類圍巖一般地段開(kāi)挖作業(yè)循環(huán)時(shí)間見(jiàn)下表：Ⅳ、Ⅴ類圍巖一般地段開(kāi)挖作業(yè)循環(huán)時(shí)間項(xiàng)目名稱持續(xù)時(shí)間累計(jì)時(shí)間測(cè)量放樣60min60min鉆孔300min360min裝藥爆破60min420min通風(fēng)散煙60min480min安全處理及支護(hù)180min660min出碴120min780minⅣ、Ⅴ類圍巖采用平均鉆孔1.5m，每排炮平均進(jìn)尺1.2m；每天約完成2個(gè)循環(huán)，則每天進(jìn)尺2.4m，綜合涌水等不可預(yù)見(jiàn)因素對(duì)施工的影響，擬計(jì)劃安排每月進(jìn)尺60～70m。1.3.3.光面爆破施工工藝流程在隧道洞挖施工中，均采用光面爆破施工技術(shù)。它是一種主要控制周邊孔的間距和裝藥量來(lái)有效控制超欠挖的施工技術(shù)。施工中，周邊孔間距按40cm設(shè)置、采用竹片間隔裝藥。光面爆破施工工藝流程見(jiàn)下圖《光面爆破施工工藝流程框圖》。光面爆破施工工藝流程框圖1.4.施工工藝要點(diǎn)1.4.1.施工測(cè)量在隧洞開(kāi)挖時(shí)，除每隔20～50m設(shè)置中心樁及水準(zhǔn)基點(diǎn)外，每排炮鉆孔前，按設(shè)計(jì)斷面尺寸進(jìn)行施工放樣，采用紅鉛油劃出開(kāi)挖輪廓線并按鉆爆設(shè)計(jì)圖布設(shè)炮孔，同時(shí)在兩側(cè)邊墻及拱頂標(biāo)注腰線（水平線）和中心線作為指導(dǎo)開(kāi)挖的依據(jù)。1.4.2.施工控制測(cè)量1、洞內(nèi)控制測(cè)量采用以下兩種導(dǎo)線：（1）施工導(dǎo)線：在開(kāi)挖面向前推進(jìn)時(shí)，用以放樣指導(dǎo)開(kāi)挖的導(dǎo)線（中心線），每個(gè)20～50m設(shè)一砼固定樁。（2）復(fù)合導(dǎo)線：當(dāng)隧道掘進(jìn)100～300m時(shí)，為了檢查隧洞的方向是否與設(shè)計(jì)相符，設(shè)置邊長(zhǎng)50～300m精度較高的復(fù)合導(dǎo)線，與施工導(dǎo)線進(jìn)行閉合測(cè)量。2、測(cè)量作業(yè)實(shí)施計(jì)劃（1）選派具有豐富測(cè)量經(jīng)驗(yàn)的測(cè)量工程師負(fù)責(zé)隧洞測(cè)量。（2）洞內(nèi)聯(lián)測(cè)選在無(wú)風(fēng)、無(wú)煙塵、無(wú)干擾視線良好的情況下進(jìn)行。（3）洞外三角網(wǎng)或?qū)Ь€測(cè)量采用閉合環(huán)精密平差法測(cè)量并計(jì)算測(cè)量成果，高程按二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量、測(cè)量時(shí)選擇無(wú)風(fēng)及氣壓穩(wěn)定的天氣進(jìn)行。（4）測(cè)量成果堅(jiān)持換手復(fù)測(cè)制，洞內(nèi)控制測(cè)量采用閉合環(huán)方式。3、貫通測(cè)量隧洞貫通后，組織同一標(biāo)段及其它不同標(biāo)段測(cè)量人員一起到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行貫通測(cè)量，進(jìn)行平差后，按監(jiān)理工程師指示，共同協(xié)商誤差調(diào)整方案。1.4.3.鉆爆工藝采用全斷面光面爆破法開(kāi)挖，施工的關(guān)鍵工藝是光面爆破。光面爆破按照我公司“隧洞全斷面開(kāi)挖光面爆破工法”作業(yè)，此工法能夠有效地控制周邊開(kāi)挖輪廓，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，保持圍巖穩(wěn)定，有效控制超欠挖，提高工程質(zhì)量和進(jìn)度，確保施工安全。1.4.3.1.鉆爆設(shè)計(jì)Ⅲ類圍巖擬采用全斷面預(yù)留光爆層光面爆破法開(kāi)挖，Ⅳ～Ⅴ類圍巖一般采用“短進(jìn)尺、弱爆破，全斷面開(kāi)挖”的方法，特殊地質(zhì)地段采用上下斷面短臺(tái)階法開(kāi)挖，上、下斷面間隔3～4m，示意圖見(jiàn)下圖《短臺(tái)階法開(kāi)挖側(cè)面示意圖》。軟弱圍巖段開(kāi)挖堅(jiān)持“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)，穩(wěn)妥前進(jìn)，不留隱患，確保安全”的施工原則。短臺(tái)階法開(kāi)挖側(cè)面示意圖1、鉆爆設(shè)計(jì)的原則（1）炮孔布置適合鉆孔臺(tái)架鉆孔。（2）減少炸藥用量，提高炸藥的爆破效果。（3）采用光面爆破，盡量減小對(duì)圍巖的擾動(dòng)，控制好開(kāi)挖輪廓。（4）在保證安全的情況下，提高隧洞掘進(jìn)速度，縮短施工工期。2、爆破器材的選定炸藥：根據(jù)巖石強(qiáng)度不同選用不同爆速的炸藥，有水地段用乳化炸藥，其余均用2號(hào)巖石硝銨炸藥。雷管：采用毫秒雷管、塑料導(dǎo)爆管非電起爆。3、炮眼布置及裝藥結(jié)構(gòu)根據(jù)開(kāi)挖斷面大小，為施工方便，均采用楔形掏槽，Ⅲ類圍巖及Ⅳ類圍巖偏好地段擬鉆孔深2～2.3m，Ⅳ類地質(zhì)破碎地段及Ⅴ類圍巖擬鉆孔深1.7m；周邊光爆、孔距40cm。周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)采用兩種形式：掏槽孔、掘進(jìn)孔采用偶合裝藥，周邊孔采用不偶合裝藥結(jié)構(gòu)，使用φ25×200小直徑炸藥間隔綁扎裝藥結(jié)構(gòu)，炮眼直徑為40mm，不偶合系數(shù)一般在1.4～2.0范圍內(nèi)，在比較破碎的圍巖地段，采用雙傳爆線。另一種裝藥結(jié)構(gòu)為間隔裝藥結(jié)構(gòu)，裝藥后將炮泥堵塞在與炸藥相接的部位。根據(jù)本標(biāo)段的地質(zhì)及斷面類型的劃分情況，擬采用的鉆爆設(shè)計(jì)。1.4.3.2.爆破作業(yè)1、鉆孔鉆孔嚴(yán)格按照測(cè)量點(diǎn)出的炮眼位置及數(shù)量進(jìn)行施工，特別是周邊眼和掏槽眼的位置、間距及個(gè)數(shù)，未經(jīng)主管工程師的許可不得隨意改動(dòng)。準(zhǔn)確定位鑿巖機(jī)鉆桿，確保鉆孔位置及孔向，其中孔位偏差不大于5cm，孔向偏差不大于3o。同類炮眼鉆進(jìn)深度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，眼底保持在一個(gè)鉛垂面上。同時(shí)認(rèn)真進(jìn)行清孔，將所有炮孔中的殘碴積水排除干凈，用高壓風(fēng)吹凈塵沫。鉆孔完成后由質(zhì)檢人員對(duì)孔數(shù)、孔位、孔向及孔的清洗情況進(jìn)行檢查，不滿足要求的重新鉆孔。確保兩排炮錯(cuò)臺(tái)控制在10cm以內(nèi)，超挖控制在15cm以內(nèi)，無(wú)欠挖。為控制底板超挖，對(duì)于Ⅳ～Ⅴ類圍巖擬采取預(yù)留30cm左右的保護(hù)層，在底板砼施工時(shí)處理。2、裝藥爆破（1）成立光面爆破小組，實(shí)行定人、定位、定標(biāo)準(zhǔn)、定段別的崗位責(zé)任制，不準(zhǔn)亂裝藥。（2）裝藥時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥量施作。（3）掏槽眼和輔助眼采用連續(xù)裝藥，周邊眼采用間隔裝藥或不偶合裝藥，底部裝加強(qiáng)藥卷。（4）炮眼均采用炮泥堵塞密實(shí)，堵塞長(zhǎng)度不小于最小抵抗線。（5）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)實(shí)施起爆，注意導(dǎo)爆索的連接方向和聯(lián)接點(diǎn)的牢固性。1.4.4.通風(fēng)降塵通風(fēng)降塵采用我公司引進(jìn)同類施工單位已經(jīng)有成熟經(jīng)驗(yàn)的風(fēng)水混合型水幕降塵器并經(jīng)我公司通過(guò)使用進(jìn)行了改進(jìn)的設(shè)備。在掌子面附近設(shè)置風(fēng)水混合型水幕降塵器。此設(shè)備的工作原理是利用風(fēng)水混合型水幕降塵器使水充分霧化，迫使粉塵迅速降塵。從而可以加快粉塵的沉降速度。水幕降塵器設(shè)置在邊拱上，放炮前10min打開(kāi)水幕開(kāi)關(guān)，放炮20min后關(guān)閉。水幕降塵器