1、第五章 引水隧洞施工方法一、引水隧洞施工方法(一)、引水隧洞概况1、引水隧洞的基本结构引水隧洞为本标的主体工程，施工范围：隧0+050隧1+250m，设计内空直径7.3m的圆形洞(采用有压圆形断面)，隧洞衬砌型式采用C20钢筋砼衬砌，1类围岩的衬砌厚度为30cm，单层配筋，主筋直径为20mm；2类围岩的衬砌厚度为40cm，双层配筋，主筋直径为20mm；类围岩的衬砌厚度为60cm，双层配筋，其中：1类围岩段主筋直径为28mm、2类围岩段全断面固结灌浆，每排8孔，排距3m，孔深5.0m；类围岩的衬砌厚度为80cm，双层配筋，主筋直径为28mm，全断面固结灌浆，每排8孔，排距3m，孔深6.0m。引水
2、隧洞沿线洞顶120范围内采用回填灌浆，灌浆孔间排距2m，深入围岩20cm，灌浆压力为0.3MPa。隧洞钢筋砼衬砌每10m长设永久缝，缝内设止水并嵌设2cm厚沥青三杉木板。2、引水隧洞工程地质条件引水隧洞工程的分段地质条件及评价如下：第一段：桩号0+0500+110，为隧洞进水口，位于右岸坡脚地带。设计进水口底板建基高程为817.5m，建基面以下为P1m+q灰岩，大多新鲜，承载能力满足设计要求，可作为持力层。隧洞进口洞脸边坡高约50m，地形坡度40，坡面覆盖厚511m的崩坡积块碎石土，施工开挖后整体稳定性差，故建议清除处理。隧洞进口于桩号0+110处弱风化岩体中挂口成洞，洞脸边坡开挖坡比建议为1
3、:0.51:0.75。第二段：桩号0+1100+180，为隧洞进口段，垂直埋深2048m，侧向水平埋深约50m。洞身围岩为P1m+q灰岩，岩石层面及裂隙走向与洞轴线交角3778，N1软弱带于桩号0+177处通过，两组裂隙与岩石层面组合后在洞顶和洞壁均可构成不稳定楔形块体。洞身围岩弱风化新鲜，洞顶高程低于河水面1.5m，地下水对施工有不利影响。本段位于小关子冲断层下盘，受断层影响岩体中微裂隙较发育，岩体多呈碎裂状结构，围岩分类主要为1类，洞顶和洞壁都存在掉块或坍塌可能，稳定性差，建议及时采取排水、支护措施。第三段：桩号0+1800+670，本段位于木苏坪冲沟上游，垂直埋深50135m，侧向水平埋
4、深50160m。洞身围岩桩号0+1800+590段为P2玄武岩，桩号0+5900+670段为T1f粉砂岩夹薄层泥岩，岩层产状N30E/NW55，岩体发育NE向构造裂隙。本段围岩主要为次块状、块层状结构，局部为镶嵌状，地下水位高于洞顶1235m，呈小股状及滴流状渗出，对施工有影响，围岩分类属1类，虽具备成洞条件，但洞顶、洞壁层面与裂隙组合后对可能存在楔形不稳定块体的坍塌和掉块，施工中应采取支护和排水措施。第四段：桩号0+6700+900。其中桩号0+6700+770段为木苏坪冲沟跨沟段，沟底高程871m，埋深46m。沟底覆盖坡洪积块碎石土厚21m；下伏基岩为T1f砂、泥岩夹泥灰岩薄层，完整性差，
5、透水性弱中等，岩石强、弱风化带厚度分别为9m和14m，洞顶以上基岩厚度32m，新鲜岩体厚度924m，围岩分类为2类。桩号0+7700+900位于冲沟右侧斜坡地带，埋深70115m，洞身围岩新鲜，为T1f粉砂质泥岩夹砂岩、白云岩薄层，岩性软弱，围岩新鲜，薄层状结构为主，属1类。木苏坪冲沟内常年有水，地下水位高于洞顶约36m，围岩稳定性差，有可能产生坍塌和涌水等问题，建议加强施工排水和临时支护，并及时衬砌成洞。第五段：桩号0+9001+250，垂直埋深120250m，侧向水平埋深500550m。洞身围岩为T1j白云岩、泥质白云岩夹灰岩，岩层产走向与洞轴线直交，岩体中发育产状为NNE和NNW向两组构
6、造裂隙，在洞顶形成三角形不稳定块体、与岩石层面相互组合后分别在左、右洞壁构成不稳定块体。洞身围岩新鲜，块层状结构，地下水位高于洞顶3752m，围岩分类为1类，成洞条件一般好，但地下水对施工有影响，局部可能存在渗水、掉块等问题，建议采取相应的工程处理措施。本段隧洞通过地段山体较宽厚，地下水较丰富，地下水位高于洞顶1350m，岩层走向与洞轴线呈大角度相交或直交，均陡倾上游。具备成洞条件，但大部份地段洞顶洞壁存在结构面的不利组合，有掉块和小范围坍塌的可能，地下水对施工有不利影响。因此，建议适时支护并衬砌处理，加强排水措施。炭质页岩及煤层洞段含瓦斯成份，施工中加强通风排烟和瓦斯监测，并对围岩加固支护、
7、衬砌。引水隧洞围岩分类及力学参数建议值表见表5-1。表5-1 引水隧洞围岩分类及力学参数建议值表围岩类别岩体结构类 型岩 体 力 学 参 数 建 议 值 分 布 桩 号 各类围岩占总长度弹模 Es(Gpa)变模 Eo(Gpa)内摩擦角()凝聚力C(MPa)泊松比单位弹性抗力系数Ko(MPa/cm)坚固系数fk累计长度(m)的百分比(%) 1次块状、块层状、镶嵌碎裂状7.08.0 5.06.0 3638 0.60.8 0.260.28 3050 4.55.5 0+1800+6700+9001+250 840 2互层状结构为主，局部薄层状5.05.0 4.04.5 3435 0.40.5 0.28
8、0.30 2030 3.54.5 1 薄层状、碎裂状结构 1.51.8 1.01.2 3032 0.20.3 0.300.32 1015 2.53.5 0+1100+1800+7700+900 200 2 碎裂状、互层状结构 1.01.2 0.60.8 2830 0.10.2 0.320.35 810 1.52.5 0+6700+770 100碎裂状、散体结构，局部块状结构0.20.4 0.10.2 1820 0.030.05 0.40.5 12 1.01.5(二)、引水隧洞工程的总体施工方案1、施工的基本原则1.1、控制开挖施工方法，坚持安全性原则以安全为前提，选择好施工方法、施工顺序，处理
9、好支洞和引水隧洞的交叉地段，抓好断层破碎带施工，维持围岩稳定和人机安全。达到“生产必须安全，安全促进生产”的效果。围岩稳定和开挖顺序、方法密切相关，优化爆破参数、精选施工方法，不同地质段的开挖方法应根据工程地质、施工准备等因素确定，各种条件不同应采用不同钻爆参数及方法。1.2、合理安排施工，坚持系统性原则支洞是整个工程的咽喉所在，整个工程的出碴、通风、进料排水均通过支洞，在考虑总体施工组织安排时，应将其放在首位。1.3、加强对围岩和支护的监测，坚持信息化施工的原则由于本标段地质情况的千变万化的特点，因此在施工过程中需要加强对围岩和支护的监测，了解施工过程中的变化，因此我们将通过以下项目进行监测
10、：、洞内外观察和地表沉降；、拱顶下沉量测；、周边净空水平收敛位移量测；、渗透压力量测；、裂缝量测；、混凝土应变；、衬砌钢筋应力；、混凝土自由体积应变；、围岩松弛区量测；、爆破震动量测。通过对监测资料的分析，合理的调整支护参数，达到施工的安全，完全适应动态设计、动态施工的需要。1.4、加强过程监控，坚持质量受控的原则为确保该项工程实现工程质量一次验收合格率100%，优良率95%，并达到优良工程目标，必须从施工准备、施工过程中严格把关。比如喷射混凝土的强度质量监控，要从施工工艺、预防措施上下功夫，严格每一道工序，并通过先进的检测手段了解其时间状态，及时修改工艺，确保质量目标的实现。2、处理好施工中
11、各方面的关系2.1、软弱岩层的施工由于地质情况复杂，根据岩石施工力学原理，为了减少爆破开挖对围岩结构体的重复扰动，开挖要严格按优化的施工顺序进行，维持围岩的自稳性，保证施工期间围岩的安全。为保证施工的连续性，减少交叉作业的影响，除需要加强施工组织管理，还要安排好施工工序，保证按工期要求完成。2.2、总体进度和辅助施工的关系要处理好隧洞开挖支护与控制测量、监控量测、地下水综合治理、通风排烟等主体工作与辅助工作的关系。控制测量、监控量测、地下水综合治理、通风排烟等是为开挖支护以及输水使用服务的，而良好的开挖支护施工顺序和施工质量又有助于上述工作的顺利进行。在工期紧的情况下，更要作好辅助工作应尽量不
12、影响或少影响主体工作的实施。2.3、资源配置和工期效益之间的关系要根据工程特点，均衡、合理的进行资源的配置，要在确保工期要求的条件下，合理配置各种资源，创造效益的最大化。优化施工方案、合理的机具设备选型和材料供应是保证工期、创造效益最大化的前提，根据需要投入机械设备。3、引水隧洞开挖和支护引水隧洞开挖采用钻爆法施工，人工风枪钻孔，光面爆破，无轨运输出碴。引水隧洞为便于出碴运输，引水隧洞预留一定厚度的底板层作为出碴道路。采用自制钻孔台架，风枪钻孔，钻爆法施工。施工工艺因围岩的类别不同分别采用不同的施工方法，类围岩段采用预留底板层，上部全断面开挖；类围岩段采用预留底板层，上部全断面开挖；类围岩段采
13、用上部断面分两步正台阶开挖。详细见各类围岩的开挖方法。上部开挖至本标段分界里程后，从分界处退行进行预留底板层的开挖和支护。为了保证光面爆破质量，减小对围岩的扰动，采用非电毫秒雷管起爆系统起爆，最大时差超过100毫秒。钻孔采用YT28型风钻，出碴采用侧卸装载机装碴，配合自卸汽车运输。引水隧洞的初期支护主要采用锚杆、喷混凝土、挂钢筋网、钢支撑；超前支护采用超前锚杆或超前导管。初期支护应紧跟开挖进行；初期支护要根据围岩类别的变化，岩体结构的变化进行调整，作好超前地质预报，要特别预防断层和涌水等突发情况的出现，减小这些情况对施工的影响。每延米临时支护工程量如表5-2。表 5-2 每延米临时支护工程量数
14、 量序号 项目名称 单位 2 类围岩 类围岩 V 类围岩1 钢格栅 榀 12 22 锚杆=2m 根 2 63 25 锚杆=3m 根 204 6.5 钢筋网 Kg 25.5 27.35 素喷 C20 砼厚 m2 1.276 网喷 C20 砼 m2 2.67 4.197 石方开挖 m3 1.27 2.67 4.194、引水隧洞砼衬砌引水隧洞的混凝土衬砌工程，在保证初期支护质量的前提下，全部引水隧洞开挖完成，清除开挖面后采用全圆针梁式衬砌钢模台车整体性浇注衬砌。钢筋绑扎与架立、预埋件的安装采用专门设计的作业平台，砼设混凝土拌和站集中拌合，4m 3混凝土搅拌运输车运送，HBT60D混凝土输送泵送料入仓
15、，插入式振捣器和附着式振捣器配合振捣。5、灌浆工程灌浆工程主要包括回填灌浆和固结灌浆，都是安排在混凝土衬砌完成以后进行施工的。回填灌浆是为保证衬砌混凝土拱部与围岩能密贴，减小混凝土出现受拉区的可能，主要设计在拱部120 o范围内，采用预埋直径5cm钢管留孔，注浆前采用手风严格装药操作按规定起爆装药前必须吹眼，严格按计划装药，严格按起爆顺序装雷管。正确连线，捣实药卷，必须堵炮泥。用经纬仪准确定出开挖轮廓线、周边眼和掏槽眼位置清理好掌子面、钻孔台架就位严格钻眼操作准确定位开钻，定期检查和更换钻杆、钻头，正确的钻杆倾斜度、钻眼深度，保证平行钻眼，正确掌握外插角。钻通孔深入围岩10cm，根据规范和技术
16、文件要求进行灌浆。固结灌浆是为了加固隧洞外部的围岩，保持围岩的稳定，回填灌浆完成后，采用设计要求间距，采用风枪钻直径5cm，设计长度的径向灌浆孔，用高压水清洗钻孔，用3SNS灌浆机按固结灌浆工艺要求进行灌浆施工。(三)、开挖方法1、开挖施工方法1.1、钻爆法施工的一般方法如下：1.1.1、测量放样：测放断面线，根据设计尺寸放周边线、炮眼及锚杆孔位。1.1.2、钻爆施工：风枪按孔位钻孔，满足孔深、方向要求。清孔、装药、联线，实施光面爆破。1.1.3、通风、排烟、降尘：用轴流通风机进行压入式和吸出式排烟、通风，用喷雾器喷雾水幕降尘器降尘。1.1.4、出碴运输：人工清除危石后，全断面用侧卸装载机装碴
17、，正台阶开挖用挖掘机扒上台阶碴，用装载机在下台阶装碴，自卸汽车出碴。1.1.5、喷锚支护：在打掘进孔同时，先行打设前一循环的锚杆，如遇到类围岩或断层带，增设超前导管。采用移动式作业平台，人工布设锚杆及挂网，并用湿喷机喷射砼。钻爆作业施工工艺流程图如图5-3。钻爆设计针对施工现状和围岩变化不断修正，优化爆破设计，每次爆破后，进行爆破效果评估，包括残眼率、炮眼利用率、药量大小、装药结构、爆破深度、抛碴距离以及碴块大小等。通过统计、评估、优化爆破设计，尽可能发挥围岩的自承能力，并检验超前支护效果。钻眼前定出开挖断面中线、水平线和断面轮廓，采用座标法标出炮眼位置，经检查符合钻爆设计要求后开始钻眼。掏槽
18、眼、辅助眼、周边眼的深度、角度、间距按爆破设计要求和施工技术规范严格控制，确保钻孔质量。钻爆作业开挖根据断面宽度采用风钻钻孔，非电毫秒雷管起爆。图 5-3 钻爆作业施工工艺流程图装药前将炮眼内泥浆、石屑用高压风、水吹洗干净，炮眼装药后及时用炮泥堵塞密封，周边眼的堵塞长度大于20cm。采用导爆管引爆。爆破前，所有人员、机具设备、施工用管线撤至安全地点。爆破后对开挖断面欠挖或超挖量、周边眼痕迹保存率、两茬眼衔接时出现的台阶形误差等效果进行检查，为优化爆破设计提供参数。光面爆破质量标准为：残留炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布。炮孔痕迹保留率：类围岩不少于85%，类围岩不少于60%，类围岩不少于40%。
19、1.2、光面爆破工艺流程、注意事项及技术标准光面爆破工艺流程、注意事项及技术标准见下表5-4：1.3、爆破安全保证措施1.3.1、选用导爆管非电起爆系统，该系统能根据需要选择分段起爆数和微差间隔时间，使爆破震动降低到最低限度。1.3.2、采用微震动爆破技术，多循环、短进尺、弱装药、孔内分段微差延时起爆、减少最大分段药量。1.3.3、加强爆破震动监测，根据监测信息及时反馈，调整钻爆参数。表 5-4 光面爆破工艺流程、注意事项及技术标准工艺流程 放样布眼 定位开眼 钻眼 清孔注意事项用红铅油准确绘出开挖面轮廓线及炮眼位置。正确钻孔，注意掏槽眼倾斜度，周边眼外插角。钻孔按炮眼孔位，熟练操作专人检查指
20、导及时调整深度和角度。采用炮钩及小直径高压风管清炮孔技术措施 误差不得超过5cm 开眼误差在35cm 周边外插角2 交界处台阶1 不漏碴，不留石屑装药 联起爆网络 瞎炮处理 检查分片分组按药量自上而下进行雷管对号入座，炮泥堵口。导爆管不能打结和拉细，注意联结次数，专人检查查明原因，迅速果断按规定处理堵塞长度20cm 引爆雷管距一镞导爆管自由端10cm 以确保安全为标准炮眼痕迹保存率规范要求，围岩粉碎，炮眼利用率1.3.4、设立专门爆破领导组织机构，成立爆破专业施工队，专职负责爆破施工。1.3.5、加强对爆破器材的管理和规范施工检查。1.4、装碴每个开挖工作面采用1台侧卸装碴机匹配8台自卸汽车，
21、考虑到隧洞开挖净空，采用红岩EQ3141G7D，载重为8T自卸汽车运碴。出碴布置见图5-5。图 5-5 引水隧洞出碴示意图2、爆破参数2.1、引水隧洞类围岩的钻爆设计2.1.1、引水隧洞类围岩开挖循环时间引水隧洞类围岩开挖采用自制钻孔台架风枪钻孔，出碴采用侧卸式装载机装碴，自卸汽车运输，类围岩的开挖，根据设计断面以及临时支护形式，实际洞挖直径为8.2m，为方便洞内出碴和材料运输，下部预留1.5m厚度，预留下部顶面宽度6.29m，以满足洞内双车道运行路线。上部开挖断面，一次性开挖到位，循环时间主要由钻爆时间决定。循环进尺3m，钻孔深3.5m。类围岩开挖循环时间见表5-6。2.1.2、引水隧洞类围
22、岩开挖钻爆参数光面爆破的不偶合系数D=dk/d1=(1-)(P0/c 1/r+式中：D-不偶合系数；dk-炮眼直径mm；d1-炸药直径mm；-爆生气体分子容许系数；取=0.395P0-爆生气体的初始压力Pa；取P0=1766Pac-岩石三轴抗压强度Pa；取c=800Par-绝热指数。取r=1.205D=(1-0.395)(1766/800) 1/r+0.395=1.25d1=dk/D=40/1.25=32mm光面爆破周边眼间距E=33.854kp.d1式中：k p-岩石抗破坏屈服系；取k p=0.48d1-炸药直径cm。E=33.854kp.d1=33.8540.483.2=52cm，则取50
23、cm为周边眼间距。光面爆破抵抗线的计算W=1.25E式中：E-炮眼间距；cmW-最小抵抗线。cmW=1.25E=1.2552.5=65cm光面爆破炮眼装填系数的计算=(E.W.+ e.E.L)/(c.d k+e.E)/L 式中：-光面爆破炮眼装填系数；-岩石抗剪强度Pa；取=42.3kg/cm 2 e-岩石抗拉强度Pa；取e=30kg/cm 2 L-炮眼深度；cm其它代号同前。=(E.W.+ e.E.L)/(c.d k+e.E)/L=(506542.3+3050300)/(8004+3050)/300=0.417光面爆破单孔装药量的计算Qk=.d 12.L.0/4式中：Q k-单孔装药量g；0
24、-炸药的密度g/cm 3；取0=0.95g/cm 3其它代号同前。Qk=.d 12.L.0/4=3.2 20.4173000.95/4=956g则每米炮眼装药量为：956g/3m=319g/m引水隧洞类围岩开挖钻孔布置图见图5-7，类围岩上部开挖爆破参数表见表5-8，类围岩下部开挖爆破参数表见表5-9。2.2、引水隧洞类围岩的开挖2.2.1、引水隧洞类围岩开挖循环时间引水隧洞类围岩开挖采用自制钻孔台架风枪钻孔，侧卸式装载机装碴，自卸汽车运输。根据设计断面以及临时支护形式，实际洞挖直径为8.7m，为方便洞内出碴和材料运输，下部预留1.5m厚度，预留下部顶面宽度6.48m，以满足洞内双车道运行线路
25、要求。上部开挖断面一次性开挖到位，循环时间主要由钻爆时间决定。循环进尺2.5m，钻孔深3.0m。类围岩开挖作业循环时间表见图5-10。2.2.2、引水隧洞类围岩开挖钻爆参数引水隧洞类围岩开挖钻孔布置图见图5-11，类围岩上部开挖爆破参数表见表5-12、类围岩下部开挖爆破参数表见表5-13。2.3、引水隧洞类围岩的开挖引水隧洞V类围岩开挖前需进行超前支护，根据设计断面以及临时支护形式，实际洞挖直径为9.2m，为方便洞内出碴和材料运输，下部预留1.5m厚度，预留下部顶面宽度6.66m，以满足洞内双车道运行线路要求。上部开挖高度为7.7m，介于围岩地质情况，上部断面分两步正台阶开挖，上台阶开挖高度3
26、.7m，下台阶开挖高度4m，上下台阶相距5m。引水隧洞类围岩开挖钻孔布置图见图5-14，类围岩上部开挖爆破参数表见表5-15、类围岩中部开挖爆破参数表见表5-16、类围岩下部开挖爆破参数表见表5-17。类围岩地质情况：岩体较为破碎，自稳性差，该类围岩开挖不宜采用大的爆破施工，并需在开挖前先施作超前支护系统对开挖轮廓外边界岩体进行加固处理，超前支护采用25超前锚杆或42超前注浆导管。上台阶软弱破碎岩体开挖采用风镐直接开挖，对于较硬岩体机械直接开挖较为困难时，采用小型弱爆破开挖；下台阶开挖视岩体情况直接采用挖掘机开挖或采用弱爆破开挖。采用弱爆破施工时根据围岩具体情况制定爆破参数，通过爆破效果反馈及
27、时调整爆破参数，以确保施工安全和开挖质量。循环时间主要由上台阶支护时间决定。采用爆破时，钻孔深度控制在2.2m以内，有效爆破进尺1.8m，每循环15h，每天循环次数1.5次，月进尺80m，考虑长期效率0.5，则平均月进尺40m。出碴采用挖掘机将上台阶碴扒到下台阶，侧卸装载机或挖掘机直接装碴，自卸汽车运输。V类围岩段开挖支护示意图见图5-18。表5-8 类围岩上部开挖爆破参数表掏槽眼 辅助眼 周边眼 底眼炮孔间距（cm） 10 60 50 50炮孔深度（m） 3.5 3.3 3.3 3.5炮孔直径（mm） 40 40 40 40炮孔数量（个） 6 87 37 11装药集中度(kg/m) 0.5
28、0.4 0.32 0.4总装药量（kg） 4.5 104.4 35.5 13.2不耦合系数 1.25单位耗药量（kg/m 3） 1.168循环进尺（m） 3.0图5-7 引水隧洞类围岩开挖钻孔布置图表5-6 类围岩开挖作业循环时间表循环时间（h)工序名称1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14测量放线 钻孔0.5h3.5h 装药起爆 1.0h通风排烟 1.0h 排险 1.0h出碴 4.0h 临时支护 2.0h 合计每循环作业时间13h，预计进尺3.0m，月进尺166m，考虑长期效率0.7，月进尺116m。表5-9 类围岩下部开挖爆破参数表掏槽眼 辅助眼 周边眼 底眼炮孔
29、间距（cm） 60 50炮孔深度（m） 3.3 3.5炮孔直径（mm） 40 40炮孔数量（个） 7 13装药集中度(kg/m) 0.4 0.3总装药量（kg） 8.4 11.7不耦合系数 1.6单位耗药量（kg/m3） 1.02循环进尺（m） 3.0图5-10 类围岩开挖作业循环时间表循环时间（h)工序名称1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14测量放线 钻孔1h3.0h 装药起爆 1.0h通风排烟 1h 排险 1h初喷砼封闭岩面 1h 出碴 3.5h 临时支护 2.5h合计每循环作业时间14h，预计进尺2.5m，月进尺128m，考虑长期效率0.7，月进尺90m。图5
30、-11 引水隧洞类围岩开挖钻孔布置图表5-12 类围岩上部开挖爆破参数表掏槽眼 辅助眼 周边眼 底眼炮孔间距（cm） 10 60 45 45炮孔深度（m） 3.0 2.8 2.8 3.0炮孔直径（mm） 40 40 40 40炮孔数量（个） 6 76 43 13装药集中度(kg/m) 0.5 0.4 0.3 0.4总装药量（kg） 3.75 76 25.8 13不耦合系数 1.6单位耗药量（kg/m 3） 0.95循环进尺（m） 2.5表5-13 类围岩下部开挖爆破参数表掏槽眼 辅助眼 周边眼 底眼炮孔间距（cm） 60 45炮孔深度（m） 2.8 3.0炮孔直径（mm） 40 40炮孔数量（
31、个） 6 15装药集中度(kg/m) 0.4 0.3总装药量（kg） 6 11.25不耦合系数 1.6单位耗药量（kg/m 3） 1.02循环进尺（m） 2.5表5-15 类围岩上部开挖爆破参数表掏槽眼 辅助眼 周边眼 底眼炮孔间距（cm） 10 60 45 45炮孔深度（m） 2.2 2.0 2.0 2.0炮孔直径（mm） 40 40 40 40炮孔数量（个） 6 30 31 20装药集中度(kg/m) 0.4 0.35 0.3 0.35总装药量（kg） 2.16 18.9 16.74 12.6不耦合系数 1.6单位耗药量（kg/m 3） 1.28循环进尺（m） 1.8表5-16 类围岩中部
32、开挖爆破参数表掏槽眼 辅助眼 周边眼 底眼炮孔间距（cm） 60 40 40炮孔深度（m） 2.0 2.0 2.0炮孔直径（mm） 40 40 40炮孔数量（个） 58 22 15装药集中度(kg/m) 0.35 0.3 0.35总装药量（kg） 36.54 11.88 9.45不耦合系数 1.6单位耗药量（kg/m 3） 0.96循环进尺（m） 1.8表5-17 类围岩下部开挖爆破参数表掏槽眼 辅助眼 周边眼 底眼炮孔间距（cm） 60 45炮孔深度（m） 2.0 2.0炮孔直径（mm） 40 40炮孔数量（个） 6 18装药集中度(kg/m) 0.35 0.3总装药量（kg） 3.78 9
33、.72不耦合系数 1.6单位耗药量（kg/m 3） 1.08循环进尺（m） 1.830底 部 预 留侧 断 面 图 80 130 5340挂 网 6.520 钢 格 栅喷 砼 厚 1cm上 台 阶超 前 锚 杆 25、 L=3.m（ 或 4m小 导 管 注 浆 ） 2锚 杆 L=3m间 排 距 1.5梅 花 形 布 置 150下 台 阶底 部 预 留正 断 面 图6 5 1图 5.12 V类 围 岩 段 开 挖 支 护 示 意 图 锁 脚 锚 杆2 5、 L=3m 锁 脚 锚 杆 2、图 5-18 V 类围岩段开挖支护示意图3、引水隧洞底部开挖引水隧洞的底部开挖在该标段两个方向上部开挖任务全部
34、完成后，由标段分界里程处退行开挖。由于底部开挖后，运输车辆无法在洞内运行，因此，底部开挖必须与隧洞整体衬砌协调进行施工，底部开挖与衬砌施工拉开约30m距离。、类围岩底部开挖采用爆破施工，类围岩视地质情况采用机械直接开挖或采用松动爆破开挖，开挖后喷射10cm砼封闭岩面。底部开挖出碴采用挖掘机或装载机装碴，自卸汽车运输。底部开挖工序应与衬砌施工以及钢筋绑扎安装工序合理安排，尽量减小相互之间的施工干扰，避免造成窝工现象。底部开挖及出碴尽量安排在衬砌混凝土待强时间和钢筋绑扎安装时间内进行。底部开挖时要通过实际施工信息反馈确定炮眼布置和爆破参数，以确保底部爆破施工不影响到整个洞室的稳定性。考虑到底部爆破
35、可能影响到刚衬砌待强混凝土的质量，施工中可考虑底部爆破与衬砌拉大距离施工，爆破后暂时不出碴，经平整后依然用作运输通道，随衬砌工序的推进，逐段出松碴。但此种方法涉及到每次开挖后需先扒开底部虚碴开辟底部下一循环工作面，待阶段性开挖停止时，再将虚碴回埋整平用作通道的问题，实际施工时要综合考虑这些问题，进行比选，以确定最为合适的施工顺序。4、隧洞临时支护施工方法4.1、超前锚杆施工方法、类围岩稳定性较差，开挖前需先施作超前锚杆进行超前支护，设计未指定采用锚杆类型以及布设参数，初步考虑采用药卷锚杆进行超前支护，布设参数为在全拱范围内（类围岩视地质情况，如较为稳定时可仅布置在拱部120范围内） ，布设环向
36、间距根据地质情况考虑40cm，外倾角510。4.1.1、打眼：严格控制方向和角度，为有利于锚固岩块，孔向一般控制在壁面法向045范围。钻孔完毕，检查眼孔是否平直畅通，不合格重新钻眼，检查合格后用高压风清孔。4.1.2、药卷锚杆的安装：锚杆安装时，先用杆体量测孔深，做出标记，水泥卷浸水后，立即用杆体将药卷送入孔内，再把杆体插入孔中，将药卷送到孔底，捅破药卷搅拌，同时把杆体均匀推至孔底，连续搅拌水泥卷3060s，搅拌时间过长反而会破坏胶凝，时间太短，则搅拌不均匀影响胶凝固化。4.1.3、安装完毕后，为避免在胶凝期间杆体自重下滑，用木楔在孔口楔紧杆体。4.1.4、安装后15min，且水泥浆的强度达到
37、10Mpa后，此时再在杆体下端安设托板，紧固螺帽。4.2、超前小导管预注浆施工工艺、方法超前小导管纵向间距1.6m，环向间距0.4m，每根长3.5m，纵向搭接长度1.6m。4.2.1、施工工艺流程其施工工艺流程详见图5-19。图 5-19 超前小导管注浆施工工艺流程图4.2.2、超前小导管制作超前小导管采用42无缝钢管制作，导管加工由现场专业车间进行，其注浆孔采用钻床成孔，先将导管一端做成尖形，另一端加焊6管箍，并经监理、质检人员检验合格方可交付使用。4.2.3、钻孔小导管钻孔前进行孔位测量放样，孔位测量做到位置准确，钻孔要按放样进行，并设方向架控制钻孔方位，使孔位外插角度符合设计要求，防止孔
38、位不对，造成串孔，影响注浆效果。钻孔完成后，用高压风（或水）清孔。人工配合风钻将钢管顶入，如遇故障，需清孔，然后再将管插入至设计位置。4.2.4、注浆拌浆准 备工作封 闭工作面制 作钢插管安 装钢插管钻 孔注浆联接管路及密封管口机具设备检查压水检查达到要求压力流量达到要求结 束否 否是注浆前，要认真做好机具设备的检修工作，并用清水进行试运转，发现问题及时排除和修复，使设备处于良好工作状态。对注浆管路系统，包括接头、阀门等，都要认真检查，如有破损，应予以更换，不好用的接头、阀门，不得使用，以免注浆时在较高压力下发生脱扣的危险事故。防止管路堵塞，结束注浆后，应尽快卸开孔口接头，开清水泵冲洗管路，以
39、免造成管路中的剩余浆液凝结、堵塞管路。注浆过程中，随时注意检测所注浆液的凝结时间，是否与要求相一致，否则，找出原因，予以排除，以符合要求。注浆作业前后配合，统一指挥，保证注浆计划的实现。施工时配备专业电工，防止电路、电器设备发生问题，中途停电，造成意外事故。注浆管的止浆和固定：在注浆管预定的位置，用沾有胶泥的麻丝缠绕成不小于钻孔直径的纺锤形柱塞，把管子插入孔内，再用台车把管顶入孔内。使麻丝柱塞与孔壁充分挤压紧，然后在麻丝与孔口空余部分填充胶泥。注浆作业完毕后，所有的机具设备，特别是搅拌机、注浆管、接头、阀门、贮浆桶等，都要认真清洗干净，收好后撤出洞外，以备下次使用。4.3、拱部药卷锚杆施工方法
40、按照设计要求，引水隧洞锚喷支护体系拱部锚杆采用22药卷锚杆进行支护，药卷锚杆的施工方法同超前锚杆施工方法。4.4、砂浆锚杆施工方法引水隧洞锚喷支护体系边墙用22砂浆锚杆，采用“先注浆后插杆”的施工工艺。4.4.1、施工工艺砂浆锚杆施工工艺流程图如图5-20。4.4.2、砂浆锚杆施工方法4.4.2.1、锚杆孔施工锚孔施工要严格按照设计长度、布孔位置钻孔，为有利砂浆灌注，按照510的俯角钻孔。采用锚杆钻机进行钻孔，钻进过程中要严格控制锚杆角度和深度，钻孔方向与岩层面垂直，钻孔圆而直。4.4.2.2、锚杆孔冲洗(水平或俯 角锚杆)(俯角锚杆)锚杆制作各项施工前准备钻孔台架就位钻锚杆孔钻孔角度定位锚杆
41、孔位测量放样锚杆孔冲洗机械设备保养 准备注浆材料注浆设备就位锚孔成孔检查搅拌砂浆安装锚杆及排气管插锚杆注 浆锚杆抗拔力检查锚杆竣工验收注 浆吹洗锚杆孔，利用高压水将锚孔内的岩粉冲洗干净，以免降低锚固力。4.4.2.3、锚杆的加工锚杆采用设计要求的钢筋材进行加工，杆身必须调直，无缺损，并除去杆上油污、铁锈、杂质。图 5-20 砂浆锚杆施工工艺流程图4.4.2.4、注浆砂浆锚杆施工确定水平及俯角锚杆采用单管注浆。锚杆施工的质量，主要是保证灌浆质量。灌浆中必须一边排气，一边灌浆，使浆液饱满。单管注浆示意图见图5-21。 注浆材料：水泥使用标号不低于R32.5的硅酸盐水泥；砂的粒径不大于2.5mm，使
42、用前应过筛，严防石块和杂物等混入。 30橡 胶 管钢 管根 据 锚 杆 计 算止 浆 套砂 浆 锚 杆 孔 不 注 浆 段图 5.10单 管 注 浆 示 意 图砂浆配合比确定：水泥:砂=1:12，水泥：水=1： 0.381：0.45，均为重量比。注浆施工工艺：应将注浆管插至距孔底50100cm，随后边注浆边向外拔注浆管，浆液注满后立即插杆。4.4.2.5、插入锚杆并锚固将锚杆缓慢送入孔中至设计位置，安装锚杆垫板，确保垫板与锚杆体垂直。图 5-21 单管注浆示意图4.4.2.6、根据现场注浆材料合理选配施工配合比，并掺入微膨胀早强剂。锚杆施工前，先作注浆密实度工艺模拟试验，确定出确保砂浆密实度的
43、注浆方式，选定注浆参数。4.5、挂钢筋网的施工方法钢筋网应在喷射了一层混凝土之后再铺设，第一层混凝土厚35cm；根据支护的围岩面的实际起伏形状铺设，初期支护钢筋网安装要尽量紧贴岩面，但距岩面净距不小于2cm，绑扎牢固，牢固程度以喷射混凝土时不产生颤动为原则；开始喷射时，应减少喷头至受喷面之间的距离，并调节喷射角度，使钢筋网背阴面也能塞满混凝土；喷射过程中，要随时注意清除脱落于钢筋网上的混凝土，以保证喷射混凝土质量。4.6、钢架制作4.6.1、格栅钢架在钢筋加工棚内，根据格栅设计尺寸放出1:1的大样。大样台座用砼制成，在大样台座上根据具体的施工方案，划出符合实际施工方法的分段格栅钢架，再用红油漆
44、描好即可。钢筋工根据描好的图样下料，电焊工按此进行焊接成型，并进行试装，无扭曲、翅曲现象，沿设计轮廓线误差不大于3cm，达到标准后，运到洞内根据开挖情况进行架立。周边格栅断面为矩形，主筋为4根25螺纹钢，纵向连接筋为22圆钢，主筋与联结筋均用焊接。拱架的接头采用钢板，螺栓连接。4.6.2、工字钢架先将加工场地用砼硬化，精确抹平，按设计放出加工大样。钢架弯制采用我公司自行研制开发的型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制，弯制完成后，先在加工大样上进行试拼。各节钢架成型后，要求尺寸准确，弧形圆顺，要求沿隧道周边轮廓误差不大于3cm。连接底板螺栓孔眼中间误差不超过0.5cm；型钢钢架平放时，平面翘曲
45、小于2cm。4.6.3、钢架安设钢架安设前应检查掌子面开挖净空，开挖尺寸允许误差横向5cm，高差5cm。为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上，安装前应清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。分片钢架用人工在掌子面组装成整榀钢架。钢架安装后中线允许误差3cm，高程允许误差3cm，钢架垂直度允许误差2度。并在钢架基脚处设槽钢托梁以增加基底承载力，同时每侧安设2根25锁脚锚管将其锁定，必要时加设临时横撑。底部开挖完成后，底部初期支护及时跟进，将钢架全环封闭。钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2，钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。钢架按设计位置安设，在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙应
46、每隔2m用砼预制块楔紧，钢架背后用喷砼填充密实。为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接在一起。两排钢架之间沿钢架周边每隔1.0m，用特制的22螺栓拉杆联接，设直径22cm的纵向连接钢筋，间距按1m设置，使其成为整体，改善钢架纵向受力状态，不至于发生倾覆。为使钢架准确定位，钢架架设前均需预先打设定位钢筋，钢架焊接在一起，架设钢架时尽量利用径向锚杆定位固定。架立钢架后应尽快进行挂网和喷砼作业，并将钢架全部覆盖，确保喷射砼覆盖钢架厚度在5cm以上，以使钢架与喷砼共同受力。喷射砼分层进行，每层厚度56cm左右，先从拱脚和墙角处向上喷射以防止上层喷射料虚掩拱脚（墙角）不密实，造成强度不够，拱脚（墙角）
47、失稳。格栅钢架安装施工工艺流程见图5-22。图 5-22 格栅钢架安装施工工艺流程4.7、喷射混凝土的施工工艺和方法施工准备测量放样分部安设钢架单元并用接头板连接检查是否与初喷砼密贴纵向连接筋将钢架连成整体下一道工序加砼垫块或钢板否钢架单元放样钢架单元加工接头板加工是是否否喷射作业速凝剂检验下步工序设计配合比纠正与调整原材料检验检测配料拌和喷射机上料混凝土运送喷射机就位调试4.7.1、喷射前的准备工作检查开挖断面尺寸，处理岩面松碴确保不欠挖；用高压风水冲洗受喷面；埋设控制混凝土厚度的标志；检查通风和照明，机械设备进行试运转。4.7.2、施工工艺湿喷混凝土施工工艺流程图见图5-23。4.7.3、
48、施工要点4.7.3.1、混凝土拌合的和易性控制，TK-961型湿喷机对混凝土坍落度的适应范围在815cm，要设专人严格计量，随时检测拌合料的坍落度。4.7.3.2、喷头与受喷面的距离控制在1.01.5m，喷头垂直受喷面，由于喷头压力大，人工掌握喷头时，由两人操作或用简易支架进行操作。4.7.3.3、开始喷射时，减少喷头至受喷面之间的距离，并调节喷射角度，若受喷面被格栅钢架、型钢拱架、钢筋网遮挡时，可将喷头稍加偏斜（不宜小于70）使遮挡物背面也能塞满混凝土。4.7.3.4、每层喷射混凝土厚度为710cm，分23层喷至设计厚度。第二次喷射混凝土如在第一层终凝1小时后进行，需冲洗第一层混凝土面。4.7.3.5、喷射时掌握风压、水压及喷射距离，减小回弹量。4.7.3.6、喷头路线按自下而上的顺序进行，先边墙后拱部，喷头运动分区、分段呈“S”形运动，喷头做连续不断的四周运动，后一圈压前一圈的1/3，螺旋状喷射，螺旋直径2030cm。图 5-23 湿喷混凝土施工工艺流程图4.7.3.7、在喷射混凝土终凝2小时后，及时喷水养护，养护时间不少于7天。
