土石方开挖与支护施工方案

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1、1 工程简介广东粤电宏发水电站位于广东省英德市境内，装机容量 50MW，是一座利用长湖水库弃水进行发电的水电站工程。长湖水库是一座以发电为主、兼顾灌溉、航运的综合利用水电枢纽工程，主要由大坝、左岸输水隧洞、地下厂房、地面开关站及永久公路等组成，工程规模为等大 (2) 型。新建宏发水电站布置在大坝右岸下游，为单机单变的独立系统。电站由长湖水库（已有）、新建引水系统、厂房系统及永久路桥等组成。引水系统由电站进水口、引水隧洞、调压井、压力管道组成，引水系统中心线总长529.621m，其中无压段长3.032m（进水口拦污栅前），有压段长 526.589m。有压段以调压室闸门槽中心线（桩号0+437.1

2、82）为界，前为压力引水道，后为压力管道。压力引水道中心线长 455.721m（其中引水隧洞长439.833m，进水口有压段长15.887m），压力管道中心线长 70.869m。引水隧洞内径7.5m，采用钢筋混凝土衬砌。调压井为阻抗式开敞圆筒型钢筋混凝土结构，内设快速事故闸门，闸门门槽兼做阻抗孔。调压井底下对应洞段为7.5m 7.5m 矩形断面（桩号0+431.882 0+443.342），前后各接 14m长的方圆渐变段，均采用钢筋混凝土衬砌。调压井后渐变段末端至厂房上游侧的管段为钢衬段（桩号0+457.3420+509.855），管道内径 7.5m，长 36.514m，在厂前通过 16m长渐

3、变段将 7.5m内径的圆断面渐变为12.4m9.1 m （宽高）的蜗壳进口断面。厂房系统由地面主厂房、副厂房以及地面升压站组成。厂房采用岸边式地面厂房的型式，布置于大坝下游右岸约400m处。厂房纵轴走向为NE6759 11 ，与引水压力管道轴线垂直，平面尺寸（长宽）为38.5 m 23.0m。升压站由主变压器场、出线架场和GIS 开关组成，其中变压器场与出线架场布置在厂房上游靠山侧，占地面积为 497.7m2，场地高程45.0m。 GIS 开关 室布 置于 大坝下游左岸长 湖 1# 、 2# 机开关站 旁边，平 面尺寸 为12.6 m12.0m，场地高程52.5m。由于厂区开挖会破坏原有灌溉渠

4、，为保证下游灌溉，采用隧洞+箱涵 +U 型槽的形式连接上下游渠道，总长为96.04m。隧洞为圆拱直墙断面，净高3.4m、净宽 2.2m，圆拱中心角为180，长54.74m。箱涵为2.5m2.5m 的方形断面，长21.30m。U 型槽断面尺寸为2.5m2.5m，长19.99m。整个灌溉渠改造均采用钢筋混凝土结构。本工程为等大(2) 型工程，其主要建筑物如引水系统建筑物、厂房系统建筑物为2级，次要建筑物如灌溉引水涵洞、排洪涵为3 级，临时建筑物为4 级。工程于2011 年3月 30 日开工，总工期为18 个月。2 工程地质2.1区域地质概况工程区位于英德市东面雪山嶂 三姐妹山的中南部，属粤北中低山

5、丘陵区，地势自北东向南西倾斜，山脉多为北东南西向展布，山体较雄厚，植被茂盛。在区域东、西两侧分布南北向溶蚀盆地，北江干流从区内西侧由北向南通过，工程所在的滃江由北东向南西贯穿区内，在英德市区汇入北江。本区出露地层有； 下古生界（Pz1）青灰色砂岩及灰色页岩； 泥盆系下中统桂头群 （D1-2gt ）灰白色、灰红色砂岩、石英砂岩、千枚状砂岩、砂质千枚岩及页岩； 石炭系下统大塘阶 （C1ds）含燧石结核的生物石灰岩、隐晶质灰岩、泥质岩、细粒石英砂岩夹劣质煤层；下第三系丹霞群（ Edn ）砾岩及粉砂岩；第四系（Q）坡积、坡洪积、冲洪积层砂质粘土、粉质粘土、细砂及砾石。地质构造：区内主要发育2 条北东向

6、的南山断层及神前断层和北西向的吴坑顶断层，断层带宽约 10m30m，挤压破碎，延伸较短。区域内未见大的地震迹象发生，工程区位于区域稳定区。根据中国地震动参数区划图（ GB18306-2001比例1:400万），本场区50 年超越概率10%，地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应地震基本烈度为6 度。2 引水隧洞工程地质评价经工程地质勘察，对引水隧洞作如下工程地质评价：（1）进水口段：嗽叭口直接接冲沟，基础为弱风夹强风化岩，覆盖层较薄，约2m左右，为淤泥，建议挖除。闸门井为岸边塔式，地面高程 67m76m，山坡坡度 4550，较陡，从上向下为 1m左右坡积层， 3m

7、左右全风化和 1m左右强风化，以下为弱风化岩夹强风化，基础为弱风化岩，工程地质条件较好。洞脸边坡为顺向坡，地层为中缓倾角，小于山坡坡度，加之该段断层裂隙发育，岩体破碎，稳定性差，应加强边坡支护处理措施。弱风化岩进洞，进洞点上覆弱风化岩厚约 20m，弱风化带夹有较多全 - 强风化夹层，风化不均，陡倾角裂隙极发育，岩石支离破碎，洞口发育 f 69、f 72 两条断层，宽 0.1m1m，强风化状，胶结较差 , 倾向反坡向，对洞脸边坡稳定影响不大，对隧洞围岩稳定有一定影响，需加强支护，进洞口段 0m25m为类围岩， 25m39m类围岩，地下水位高程 54.82 m，设计进洞底板高程约 39.5m，洞径

8、 7.5m，需全断面钢支撑进洞，成洞条件稍差。（2）洞身段：隧洞（桩号 0+039.00m0+509.855m）：埋深 12m71m左右，桩号 0+039.00m0+484.00m隧洞围岩为弱风化状，上覆弱风化岩厚度0m40m，岩体破碎，夹有全 - 强风化夹层，岩石透水率较低，为、围岩；桩号0+484m0+509.855m隧洞围岩为强风化状，上覆强风化岩厚度 11m17m，透水性较强，为 类围岩。通过隧洞线的断裂有f 62 、f 63 和 f 74 三条，f 62 规模较大，宽 0.5m3.0m，全 - 强风化状，胶结差，与洞线夹角 80，对围岩稳定有影响，需做好围岩支护工作； f 63 、f

9、 74 规模小，宽 0.1m0.5m，与洞线夹角 4575，对围岩稳定影响小，断层带、风化夹层及过沟段为 类。调压井所处位置地面高程 75 m115m，山坡坡度 4550，较陡，从上向下为 4m左右坡积层， 4.7m 左右全风化带和 25.3m 左右强风化带，以下为弱风化带，强风化带夹有较多全风化及弱风化岩，陡倾角裂隙发育，岩石破碎，工程地质条件较差。洞脸边坡为顺向坡，地层为中缓倾角，小于山坡坡度，该段多为风化土边坡，稳定性差，应加强边坡支护处理措施。调压井围岩分类从上向下为： 0m17m类围岩； 17m54.16m类围岩。（3）洞线布置离现有大坝右坝头截水墙位置最近距离约 15m，截水墙底部

10、高程约 24m，低于隧洞底板高程 41.5m，由于大坝右岸山体单薄，三面临空，裂隙极发育，岩体破碎，引水隧洞的爆破开挖，对大坝原有防渗效果可能会产生一定不利影响，需做好防渗处理。2.3厂房区工程地质评价宏发水电站采用引水式岸坡厂房， 厂址位于大坝下游约 340m。厂址地形相对较开阔平坦，右侧冲沟有一定水量，需做好排水措施。厂房后边坡地形较陡，覆盖层薄，局部基岩裸露，边坡高度大于 90m， 山坡坡度 3050，节理裂隙发育， 断层走向与厂房轴线 （边坡走向）夹角约 50，岩层走向与厂房轴线（边坡走向）夹角约 25，裂隙、断层、层理互相切割，岩体被切割成块体，有少量不稳定岩块，厂基开挖对边坡稳定有

11、一定影响。所以施工中应注意做好边坡支护和清除不稳定体的工作，建议对厂后高陡边坡进行喷锚加固处理。厂址上覆坡积层较薄且分布范围小，地面多为弱 - 强风化千枚状砂岩及千枚岩，岩质较坚硬，完整性一般，承载力较高，断层规模较小，胶结较好，作一般处理即可，厂房工程地质条件较好。3 施工总体布置根据各隧洞的长度、地质条件、工期等因素，施工中必须遵循“弱爆破、短进尺、少扰动、强支护、稳扎稳打”的指导思想。灌溉洞和引水洞根据实际围岩状况采用全断面或环形开挖预留核心土法开挖。隧洞口段围岩堆积体较破碎，埋深较浅地质条件较差，按设计该段拱顶部分采用 25mm锚杆超前支护。进洞前先进行边仰坡开挖及支护，并做好防排水实

12、施，以保证进洞安全。灌溉洞在施工之前先做好施工平台的整理及边坡的防护，并做好防排水措施，以确保施工顺利进行。同时，需做好隧洞的施工监控量测工作，隧洞施工过程中拱顶下沉、 周边收敛等各项现场监控量测项目，能为掌握围岩力学形态变化、支护结构工作状态，提供重要依据，从而达到优化设计、指导施工、预报险情的目的，为隧道最终建成提供安全可靠性分析。（ 1）供水、供风、供电系统在灌溉隧洞出口方向冲沟外侧平整场地，布置一台3322m/min空压机，在其旁边设 20m蓄水池一座。从长湖电站生活区往空压机处架设一条380V电路线作为灌溉隧洞及调压井场地开挖用电，并在该处设配电房。待引水隧洞的施工支洞口围堰修筑完之

13、后，再择场地安放空压机及变压器等设施，进行施工支洞及引水隧洞的施工。（ 2）隧洞内通风排水及电力线路敷设在施工支洞左侧设一台 75KW射流风机通风。隧洞动力线、 照明线安装在右侧的起拱线部位。 高压水管和高压风管安装在右侧临时水沟上方。隧洞底部设置施工道路，洞内排水在掌面由水泵抽水排到洞外，做好道路横向排水坡，确保道路平顺、不积水。（ 3）隧洞口洞外防护及排水工程本隧洞在洞口外均需做好引、排水和防护设施，防止水害及山体滑坡、落石，确保施工安全。4 主要施工方法本隧洞按新奥法原理施工， 灌溉隧洞出碴采用装载机倒碴到洞外装车倒运到碴场。 施工支洞及引水隧洞，调压井采用装载机及自卸车出碴，通风方式采

14、用机械通风。隧洞洞口围岩破碎段， 采用环形开挖预留核心土法开挖施工， 超前支护采用 50注浆小导管或 25砂浆锚杆，系统锚杆为 25组合注浆锚杆或 22砂浆锚杆、喷射砼、钢筋网和钢架联合支护。钻孔采用手持风动凿岩机打眼、装药爆破， 装载机配自卸车出碴， 初期支护及液压衬砌台车二次衬砌施工。实施掘进（钻、爆） 、出碴（装、运、卸） 、喷锚（锚、喷）、衬砌（拌、运、灌、捣）等四条机械化作业线。4.1土石方明挖施工3本工程土石方开挖工程约21 万 m，主要集中在引水隧洞与进水口、调压井、发电厂房及永久交通工程部位。土石方明挖施工时将根据实际地形及开挖体型，开挖施工时按自上而下分层开挖的方式进行。开挖

15、顺序为：施工道路及集渣平台修建场地清理土方开挖石方钻爆开挖保护层开挖。场地清理施工前测量放出设计开挖边线，对开挖范围内的原始地形、地貌进行复测，核实开挖原始断面，确定开挖及清理范围，人工配合液压反铲清理开挖区内的植被、杂物，并在开挖开口边线外做好排水沟。清理的植被、杂物，表土等，按监理工程师指定位置堆放。土方开挖自上而下分层进行开挖，分层高度6 12m。高处采用人工或反铲开挖，甩渣至下部集渣平台，装载机挖装， 20t自卸汽车运输弃渣。下部开挖时，反铲、推土机经施工道路进入工作面，反铲直接挖装或配合推土机推集，装载机挖装，20t自卸汽车运至业主指定的位置堆放。土方边坡采用反铲按设计边坡剥离，人工

16、配合修坡。石方开挖石方开挖采用手风钻浅孔爆破和深孔梯段爆破结合的开挖方式，自上而下、边坡预裂、分层开挖，按钻孔、爆破、出渣等各道工序依次进行，形成多工作面流水作业。石方开挖施工程序见下图。石方开挖施工程序框图工作面平整推渣至集渣平台测量放线、布孔反铲挖装装载机挖装钻机钻孔装药、爆破自卸车运输弃渣安全处理下一循环（1）浅孔爆破开挖出口边坡开口处以及工作面狭窄、不便大型钻机施工等部位，采用手风钻钻孔，边坡预裂施工，分层高度13m。爆破参数根据现场实验确定。（2）梯段开挖大面积石方开挖采用大型钻机进行深孔梯段爆破，大面积爆破梯段高度结合相临马道高差而定，两层马道间预裂一次成形。梯段开挖出渣分层高度为

17、4 6m。采用微差爆破，孔径 90mm，爆破孔间排距为 3.0m2.0m，其他爆破参数根据现场实验确定。为减小爆破对边坡破坏，爆破孔与预裂孔间设一排缓冲孔。爆破采用毫秒延期非电微差起爆网络，最大单响药量不大于 200kg。局部大型钻机无法施工的部位采用手风钻浅孔爆破。集渣平台以上高程采用反铲甩渣或推土机推渣至下部集渣平台，装载机挖装，下部采用反铲挖装， 20t 自卸汽车运至弃渣场。（3）保护层及排水沟开挖为确保建基面不遭受破坏，临近马道及明渠底板预留1.5m 厚的建基面保护层。在建基面开挖过程中，若出现断层裂隙带、软弱夹层时，将水平预裂孔抬高30cm 并适当减少装药量。建基面开挖采用水平预裂爆

18、破法施工， 钻孔采用手风钻打水平孔， 孔径为 42mm，预裂孔孔距为 0.5m，孔深 3.0m，线装药量为 250g/m，药卷直径为 20mm，距预裂面 0.8m 设一排爆破孔，孔径为 42mm，孔距为 1.2m。爆破采用毫秒延期非电微差起爆网络，最大单响药量不大于 50kg。最终爆破参数根据现场试验确定。 建基面开挖爆破后人工配合反铲将表面虚渣甩至大面运出。保护层开挖时要严格控制边线，在施工前由测量人员将设计开挖边线放出，由技术人员按照设计间排距布出孔位，并给施工人员进行交底。排水沟开挖采用浅孔密孔沟槽爆破挖出。出渣采用反铲挖装， 20t 自卸汽车运至弃渣场。（4）保证深孔预裂钻孔质量措施针

19、对本工程土石方开挖高差较大，预裂面面积大，同时为了保证开挖边坡的平整度和预裂爆破质量，特制定以下措施保证预裂钻孔精度及预裂面的平整度。1）边坡预裂孔最大深度10.44m，在钻孔前先用罗盘和线锤将钻机、钻杆角度、方位、方向定位准确，确定无误后开钻；2）在钻孔过程中，每钻进3m复核一次钻孔角度、方位，发现问题及时处理；3）随着钻进深度的增加，根据孔内岩石地质（岩粉）情况及时调整钻进速度，尽量防止发生飘钻现象；4）必要时增加导向管，减缓钻进速度，保证钻孔角度及方向。4.2隧洞石方洞挖施工宏发水电站灌溉隧洞，发电引水洞，调压井是本水电站的控制性工程。本工程包括49.743m的灌溉洞， 509.855m

20、的发电引水洞（不含施工支洞）及60m深的调压井。引水洞的k0+029.501-k0+059.172里程段，k0+172.109-k0+194.277里程段，k0+381.041-k0+417.882 里程段，分别处于半径为 50m， 50m，40m的平面圆曲线上，其余位于直线段，调压井位于 k0+438.987, 上段 30m直径为 24.5m，下段 30m直径为 7.5m。隧洞位于高山地貌区， 地面标高约 25125m，相对高差约 100m，灌溉隧洞进口处标高55m，引水隧洞出口处标高约 12m，调压井顶面标高 75m，隧道进口天然坡度约 60-70 度。（ 1）循环作业时间（灌溉洞，施工支

21、洞及引水洞）洞身 V级、IV 级围岩，均采用环形开挖预留核心土法施工，每循环进尺 V类按 11.5m、IV 级按 1.5 3m考虑，每循环需 12 16h。具体如下：施工测量放样60min钻孔 180min清孔装药 30min爆破 30min通风排烟30min( 平均 ) 清理危石 30min出渣 180min喷锚支护 180 420min。共计 1216h。（ 2）洞身 III级围岩、均采用全断面开挖施工，每循环进尺按2.5 5m，约需 16h。具体如下：施工测量放样 60min钻孔 240min清孔装药 90min爆破 30min通风排烟50min( 平均) 清理危石 30min出渣 25

22、0min喷锚支护 210min。共计 16h（960min）。调压井施工 3 5m深度范围内全断面开挖，通过挖掘机配合自卸车出碴；5 40m深度范围内采取先开挖小断面溜碴导洞与施工支洞贯通，后扩帮的方式施工，在导洞底部用装载机配合自卸车出碴；4060m深度范围内全断面向下开挖，卷扬机提碴。具体时间安排据实际确定。进洞施工方法（1）施工参数的确定1）施工误差根据我单位的实际施工水平，结合水工隧洞的验收评定标准，确定施工误差为5cm，即：衬砌内轮廓径向增加5cm2）预留变形量隧洞洞口段围岩风化较强，岩体稳定性差，在洞口段一定范围内，在设计预留变形的基础上，再增另 5cm。 IV 级围级根据设计要求

23、考虑变形量。III级围级没有考虑变形量。（2）施工方法进洞均采用环形开挖预留核心土法进洞，进洞一定范围采用小导管预注浆超前支护，开挖循环进尺为 11.5m采用弱爆破的方法开挖， 在开挖完成后， 设置钢架及锁脚锚杆 （或打系统锚杆，挂钢筋网片） ，喷砼至设计厚度。洞口段施工原则：环形开挖、短进尺、及时支护、顺序施工。洞身III、 IV 级围岩、均采用全断面开挖施工，每循环进尺按2.5 5m，在开挖完成后，打系统锚杆，挂钢筋网片，喷砼至设计厚度。出渣采用无轨运输，采用自卸车3部 , 装载机、挖掘机同时出渣作业。施工工序侧量放线台车就位钻孔装药爆破通风排险出碴锚喷支护下一循环。（1）钻孔采用自制台车

24、配台风动凿岩机进行钻孔作业。（2）爆破1）洞内爆破方案的确定开挖方法采用光面爆破法开挖，减少爆破对围岩的破坏， 最大限度保持围岩自身的稳定性。2）爆破方法的初定进口段由于岩石强度低， V级围岩采用中空五眼掏槽法， IV 级围岩采用楔形掏槽，拱顶轮廓采用光面爆破。 V级围岩眼底和眼孔距轮廓线均 10cm。IV 级围岩眼底和眼孔距轮廓线均 5cm。III级围岩采用全断面开挖，采用六眼锥形掏槽，掏槽眼较辅助眼超深10cm和15cm，周边眼超深 5cm，周边眼孔沿开挖轮廓线布设，孔底侵入开挖轮廓线5cm。全断面采用光面爆破一次成型。凿岩机具的选择隧洞穿越岩层为坚硬岩石，另考虑经济成本，选取用YT28风

25、动凿岩机。3）洞内爆破参数的确定 V 级围岩爆破由选用的凿岩机具，炮眼直径 =42mm炸药的选取：在无地下水或地下水极少的情况下，采用普通2号岩石铵梯炸药，在地下水较多地段，采用乳化炸药。在光爆孔预裂孔中采用小直径、低爆速的专用光爆药卷，选用 1号岩石硝铵炸药加工成的直径20mm，长度 630mm药卷，重量 0.188kg ，和 4号抗水岩石硝铵炸药加工成的直径 25mm、长度 165药卷，重量 0.07kg 。 炮眼深度 L=1.5 米。（a）周边眼的确定炮眼间距 E：上部采用光面爆破，由现场地质条件，参考以往工程实例以及经验值炮眼间距 0.4 米。最小抵抗线 W，既光爆层厚度，参考工程实例

26、，暂取0.6 米。周边眼密集系数 K=E/W=0.4/0.6=0.67 ，此值合适。既光爆层厚度选用0.6 米符合设计要求。线装药密度由具体施工点试验来决定，暂取0.15kg/m 。光爆孔的单孔装药量装药结构：采用不藕和装药，即装药直径不小于炮眼直径，不藕和系数为42/20=2.1（无地下水）和 42/25=1.68( 有地下水 ) ，则每孔总装药长度分别为（ 0.225/0.07 ）*15=48.2cm(0.225/0.188)*63=75.4cm周边眼凿岩中需注意的问题：周边眼在凿岩中由于人为和其他因素，往往不能十分准确的沿设计轮廓线布设，在凿岩结束，清理炮眼装药的时候，对和设计要求所有所

27、偏差的炮眼在装药过程中要适当的调节装药长度和炮眼的装药量，总体原则是：当偏向轮廓线时，药量减少，当偏向隧洞中心时，药量适当的加大。当炮眼出现倾斜时，同样的照此进行调整。（b）辅助眼的确定：由岩层坚固性系数确定炸药单耗取0.8Kg/m3辅助眼的间距和排距按照反推法确定：药卷直径 32mm，孔径 42mm，堵塞长度 100cm，装药长度 50cm，装药密度 1.0 单孔装药量： Q=3=0.554kgv=Q/q=0.69辅助眼孔间距 a，排距 ba*b=v/L=69/1.5=46取a=0.42 b=1.1 米由求得的间距和排距值和具体工程实例进行比较，以及两项取值的范围规定， 确定为适合，具体调节

28、在工程实践中不断完善。（c）掏槽眼的确定由确定的“中空五眼掏槽法”布置掏槽眼：由工程实例及经验值，炮眼间距取为0.4 米，药量比辅助眼大 25%中空间眼装药 0.15kg ，反向起爆，以得抛渣炮眼的间距和排距依以上的参数为标准，但在实际中将根据作业面的形状不同而进行相应的调节。 IV 级围岩的爆破主炮孔炸药单耗取 0.9kg/m3（a）光爆孔的确定孔径 =42mm炮眼深度 L=3米孔间距由现场地质条件，岩石性质以及参考类似工程实例，取为0.5 米线装药密度 0.15kg/m单孔药量 =0.15*3=0.45kg装药长度分别为：（ 0.45/0.07 ）*15=96.4cm(0.45/0.188

29、)*63=150.8cm不藕合系数分别为 1.68 和 2.1（b）辅助眼的确定孔深 L=3米孔径 =42mm炸药单耗 q=0.8kg/m3装药密度 1单孔装药量装药长度 1.56 米堵塞长度 1.44 米取孔间距和排距分别为 1和0.9 米符合安全和技术要求，故初定的孔间距和排距合适。炮孔布置的总体原则是按照设计参数确定，所有参数可以在实际中予以调节，以期达到最佳的爆破效果。 III级围岩的爆破孔径 =42mm炮眼深度 L=5米孔间距由现场地质条件，岩石性质以及参考类似工程实例，取为0.4 米,线装药密度 0.3kg/m ，有效爆破深度为 4米。单孔药量 =0.3*4=1.2kg由 于 岩

30、石 坚 硬 ， 底 部 设 加 强 药 段 0.45Kg ， 长 度 15cm， 则 延 长 药 段 为1.2 0.45=0.75Kg 。装药长度分别为：（ 0.75/0.07 ）*15+15=176cm(0.75/0.188)*63+15=266cm不藕合系数分别为 1.68 和 2.1 。（a）辅助眼的确定孔深 L=4.5 米孔径 42mm炸药单耗 1.15kg/m3孔间距 a、排距 b的确定同样采用反推法确定装药长度 2.5 米，堵塞长度 2米，装药密度 1。单孔装药量 Q=3.46kga*b=(3.46/1.15)/4.5=0.67确定孔间距 a=0.8 米、排距 b=0.85 米由类

31、似工程实例，及岩石性质对此参数的要求，a、 b值均合适。（b）掏槽 眼的确定由于孔径深加大，岩石坚硬，采用 6眼锥形掏槽法，中间设 1反向起爆孔，以利抛渣。由理论值初定，类似工程修正，确定眼孔步设在半径为 85cm的圆上，眼底步设在半径为 25cm 的圆上，掏槽眼较辅助眼加深 15cm。掏槽眼药量较辅助眼药量加大25%，装药长度 250cm4）起爆本次爆破采用电爆破雷管，起爆顺序按炮眼和布置图，每段时间间隔25毫秒，掏槽眼和辅助眼的间隔时间为 50毫秒。起爆网络的连接采用常用的（一把抓）。4.3调压井石方井挖施工（1）施工工艺调压井施工 35m深度范围内全断面开挖，通过挖掘机配合自卸车出碴；5

32、 40m深度范围内采取先开挖小断面（直径2m左右）溜碴导洞与施工支洞贯通，后扩帮的方式施工，在导洞底部用装载机配合自卸车出碴；4060m深度范围内全断面向下开挖，卷扬机提碴。具体时间安排据实际确定。（2）施工工序1） 3-5m深度范围内测量放线钻孔装药爆破排险出碴锚喷支护下一循环。2） 5-40m深度范围内测量放线钻孔装药爆破排险出碴锚喷支护下一循环，直至完成溜碴导洞的开挖，然后按照顺序完成全断面开挖。达到设计尺寸钻孔装药爆破排险出渣测量检查未达到设计尺寸3） 40-60m深度范围内测量放线钻孔装药爆破排险出碴锚喷支护下一循环全断面开挖（ 3）钻孔在开挖溜渣导洞时控制好竖直方向的中线， 钻孔与

33、开挖面斜交 45度左右，呈八字交错布置，在扩帮完成全断面开挖的过程中需勤量测，控制好超欠挖。（ 4）爆破根据实际开挖情况调整装药量爆破，在设计轮廓附近的爆破遵循多打眼，少装药，弱爆破的原则，以确保断面的光度。4.4初期支护本工程初期支护包括系统锚杆、钢筋网、喷射砼和 U型钢架或格栅钢架，依据地质情况分别设置。初期支护紧跟开挖面及时施作，以减少围岩自身承载能力，防止围岩在短期内松弛剥落。喷射砼：采用湿喷施工工艺材料：采用水泥、中粗砂、 516mm碎石、速凝剂、饮用水：根据试验确定的配合比，喷砼初凝时间不大于 5分钟，终凝时间不大于 10分钟。施工准备（ 1）检查材料质量；（ 2）检查机械及管理；

34、（ 3）检查开挖断面；（ 4）湿喷砼按设计比例将骨科、水泥、水拌合均匀，自卸车送到喷射地点。施工工艺（ 1）风压：风压一般控制在0.100.20Mpa之间，作业时应根据实际情况作出相应调整。（ 2）速凝剂的掺入：速凝剂的掺量是水泥量的 2%4%左右，速凝剂在喷头处加入。（ 3）喷射角度和距离：喷嘴与岩面的角度，一般应垂直于岩面。但喷边墙时宜将喷嘴向下俯 100左右。喷射距离一般以 0.81.2m为宜。（ 4）一次喷层厚度：拱部 56cm，边墙 710cm。（ 5）分层喷射的时间间隔：一般以 15分钟为宜。（6）喷射顺序：先墙后拱，自上而下；若岩面凸凹不平，应先喷凹处找平，然后向上喷射。喷射时喷

35、嘴料束呈旋转轨迹运动一圈压半圈纵向螺旋形进行转动，料束旋转速度均匀。（ 7）喷射砼开挖时，下次爆破距喷砼完成时间间隔不少于4小时。（ 8）喷射砼终凝 12小时后，进行喷水养护，养护时间不少于7天。锚杆：采用 25组合注浆锚杆为系统锚杆（ 1）材料：锚杆为 25中空注浆式锚杆（ 2）施工工艺：1 ）钻孔：用普通手持式凿岩机钻孔并清孔。2 ）中空锚杆：将 25中空注浆锚杆插入锚孔，并安装止浆塞、垫板、螺母。3 ）连接注浆机：注浆接头将锚杆尾端与注浆机连接。4 ）注浆：开动注浆机，注浆压力达 0.51.0MPa, 并稳压 15分钟后止浆。5 ）当水泥浆强度达到 5Mpa时上紧螺母。（根据试验确定完成

36、注浆后多长时间砂浆强度可达 5MPa），取最大值确定上紧螺母时间。（3）锚杆布置：梅花形布置，间距锚杆长 3.5cm。挂网： 6钢筋，间距 20cm*20cm，铺挂时随受喷面起伏铺设，同定位锚杆焊接牢固，钢筋网与受喷面的间隙以3cm左右为宜，砼保护层大于4cm。钢架安装：（ 1）安装前分批检查验收加工质量；（2）清除底脚处浮碴，超挖处加设混凝土垫块（预先制作），来格控制拱架的中线及高程。（ 3）钢架内满喷砼，保证内处砼保护层不小于4cm。超前支护在隧洞开挖处于围岩较差区域打超前小导管（ 1）施工方法：现场加工小钢管，喷砼封闭岩面，用凿岩机钻孔后施入小导管至岩层，压注水泥浆。（ 2）施工参数：1

37、）选 50无缝钢管壁厚 5mm，管长 3.0m，在管段前部设梅花型出浆孔，孔距0.3m；2）钢管沿开挖轮廓线布置，外插角150，环向间距 0.5m。3）单液注浆：水泥浆、水灰比 1：0.5 ，注浆预加固，选用早强水泥。注浆压力 0.51.0Mpa。（ 3）小导管端部应与钢架联接，与系统锚杆配合使用，以形成棚架支护体系，超前小导管预注浆前后两组应有不小于 1.0M的搭接长度，在拱部 240范围内布置。（ 4）注浆结束标准：注浆压力达到设计终压并持续注浆 15min。4.5砼衬砌在河流左岸择址配备一座自动计量配料拌合站， 供该隧洞全部砼工程。 运输用砼输送车、拖式砼输送泵进行砼灌注作业。隧洞衬砌。

38、衬砌采用整体式液压钢模衬砌台车衬砌。 在拱墙衬砌前先回填底部混凝土。 在灌筑衬砌混凝土之前，要进行隧洞中线和水平测量，检果喷砼后断面，放线定位，立模，混凝土制备和运输等到准备工作。（ 1）断面检查根据道中线和高程测量， 检查喷砼后断面是否符合设计要求， 欠挖部分按规范要求进行修凿。并作好断面检查记录，（ 2）放线定位根据隧洞中线的标高及断面设计尺寸，测量确定衬砌模板位置，并放线定位。首先确定轨道的铺设位置。 轨道铺设应稳固，其位移和沉降量均应符合施工误差要求。轨道铺设和台车就位后，都应进行位置、尺寸检查。放线定位时，为了保证衬砌不侵入建筑限界，须预留误差量。预留误差量是考虑到放线测量误差和拱架

39、模板就位误差， 为保证衬砌净空尺寸将初砌内轮廓尺寸扩大 5cm。（3）拱架模板整备使用整体移动模板台车时， 在洞外组装并调试好各机构的工作状态， 检查好各部尺寸，保证进洞后投入正常使用。每次脱模后应予检修。（4）立模根据放线位置， 模板台车就位。 安装和就位后， 应作好各项检查， 包括：位置、尺寸、方向、标高、坡度、稳定性等；并注意处理好以下几个问题。1）每排拱架应架设在垂直于隧洞中线的竖直平面内，不得倾斜。2）拱架应立于稳固的地基上。本工程采用下设两层枕木，其上再设两根50钢轨作为行走装置。3）拱架的架设要牢固稳定，保证其不产生过量位移。拱架立好后还应对其稳定性进行检查。4）挡头模板应同样安

40、装稳固，挡头板常用木板加工，现场拼铺，以便于与岩壁之间的缝隙嵌堵严密。调压井衬砌调压井衬砌采用滑模施工，滑模装置主要由模板系统、操作平台系统、液压系统以及施工精度控制系统等部分组成。（1）滑模施工工艺流程砼初次浇筑和模板初次滑升应严格按以下五个步骤进行； 第一次浇筑 10cm厚半骨料的砼或砂浆，接着按分层 20cm浇筑第二层、第三层，厚度达到 50cm时，开始滑升 3 6cm，检查脱模砼凝固是否合适。第四层浇筑后滑升 912cm，继续浇筑第五层，第五层浇筑后滑升 20cm，若无异常现象，便可进行正常浇筑和滑升。滑模的初次滑升要缓慢进行， 并在此过程中对液压装置， 模体结构以及有关设施在负载情况

41、下作全面检查，发现问题及时处理，待一切正常后方可进行正常滑升。施工转入正常滑升时，应尽量保持连续施工， 并设专人观察和分析砼表面情况， 确定合适的滑升时间，并根据以下几点进行鉴别，滑升过程能听到“沙沙”的声音；脱模的砼无流淌和拉裂现象，手按有硬的感觉，并能留出 1mm左右的指印，能用抹子抹平。滑模正常滑升根据现场施工情况，确定合理的滑升速度，按正常滑升每次间隔约 2小时，控制滑升高度 20cm，日滑升高度控制在 23.0m左右。修面是滑模砼的一道重要工序， 当砼脱模后须立即进行此项工作， 一般用抹子在砼表面用原浆压平或修补，如表面平整亦可不做修整，为使已浇筑的砼具有适宜的硬化条件，防止发生裂缝

42、，在辅助盘上设洒水管对墙壁进行养护。 （滑高较低的可不作。）洒水管设在辅助盘外圈， 采用直径 30mm的钢管，朝井壁侧每隔 500mm钻直径为 lmm的小孔，高压水管与洒水管用三通连接， （视现场应多处供高压水） 。由高压管供水，水便从小孔喷出，对已脱模的井壁砼进行良好的养护。对滑模砼要求固身初凝时间8至10小时。所谓固身初凝是达不到初凝但又不流淌。即手按有 1mm指痕，约 0.1Mpa左右。滑模施工工艺：砼下料平仓振捣滑升钢筋安装下料。下料采用泵管沿 EL935环型栈桥运输，然后挂MYBOX溜筒进行垂直运输至工作平台上部，通过单向皮带运输至中部可逆式皮带机，通过转运可逆式皮带机将骨料运输至各

43、下料点。下料点沿圆筒每 610m布置一个。平仓振捣：混凝土浇筑先平仓后振捣，严禁以振捣代替平仓，振捣时控制振捣时间，不得欠振或过振。振捣以混凝土粗骨料不再显著下沉，不出现气泡，开始泛浆时即可。施工中注意泵管或溜槽不能和模板、钢筋接触，边下料边振捣，3m厚井筒砼中部采用 80硬轴器振捣，靠近钢筋或保护层的地方用 50软轴振捣器进行振捣，振捣头远离竖向钢筋50cm；2m厚井筒或 1m厚采用 50软轴振捣器充分振捣密实， 并不超过振捣头和度的 1.25 倍，振捣过程中，振捣器的移动距离不超过其有效半径的1.5 倍，保持振捣头垂直，并插入下层混凝土的厚度不少于5cm，顺序、次序、方向一致，以保证上下层

44、混凝土充分结合，避免漏振，振捣完成后慢慢拨出； 为防止浇筑过程中模板变形，应适当控制混凝土浇筑速度；振捣器距模板的垂直距离，不应小于振捣器有效半径的1/2 。滑升：滑模施工原则上不分仓，不设施工缝，但考虑到拌和楼的实际工作能力，拟在3m厚井筒砼、 2m厚井筒砼、 1m厚井筒砼施工完成后停仓检修拌和楼及滑模系统，停仓部位按施工缝进行凿毛、冲洗等处理。钢筋安装：钢筋安装与砼浇筑同步进行， 由于砼浇筑每个升程约需2小时，在2小时内，最大绑扎钢筋量为竖筋的1/4 和34层环向钢筋，通过方案比较和经济比较，D32、D28、D36钢筋采用直螺纹套筒连接，D18 钢筋采用焊接连接或搭接。根据滑模施工需要，外

45、层钢筋下料长度为 4.5m, 内层钢筋下料长度为9m，环向钢筋下料长度为9m。外层竖筋第一层布置时，同一截面接头不超过钢筋数量的50%，且其外露于砼面长度不超过1.5m, 便于滑模安装。外层钢筋第二层布置时,同一截面接头不超过钢筋数量的25%，每三层及以后各层钢筋下料长度均为4.5m, 同一截面接头不超过钢筋数量的25%，这样可减少砼浇筑过程中同步加工钢筋的数量，避免钢筋加工影响滑模滑升时间，并减少工作盘上的钢筋荷载。（ 2）测量控制滑模在滑升过程中，受各种不均匀动力影响，模体会发生偏移情况， 为了方便及时地观察模体偏移，在工作盘上任选两个垂直方向上距中心等距离设4参照点，用细钢丝悬吊重锤至阻

46、抗板表面，阻抗板上相应投影点设4个阻抗器，阻抗器可用50cm高废油桶装 30cm高废机油制成，每滑升一个升程（20cm）时检查重垂线相对于初始参照点的位移，计算平台上对应点的水平偏差或垂直偏差。发现偏差及时纠偏，控制砼体形变形在3cm之内。滑模的竖直方向的偏差采用两个方向上水平管控制也是行之有效的方法。外力纠偏：利用井壁锚筋挂导链牵拉模体，施加外力强迫模体旋转，达到纠偏目的。自身纠偏：通过调整千斤顶高差， 使工作盘面有相应目的的发生高差， 在滑升过程中逐渐自身纠偏。自身和外力纠偏：在偏差（或旋转）较大时，两种方法并用，达到纠偏目的。（ 3）预埋件及爬梯施工尾调井预埋件在井筒部位设有爬梯预埋件，

47、 在钢筋绑扎时同步预埋。 滑模滑过后时间将该预埋件的锚垫板 250150 10mm拔开，使其露出砼壁面，便于后期爬梯安装，爬梯施可利用滑模下滑灌浆时段同步施工。4.6混凝土制备与运输混凝土采用自动计量配料拌合站一座。砼运输采用砼罐车再用输送泵运送砼至衬砌地点。在做好上述准备工作后， 即进行混凝土灌筑。隧洞衬砌混凝土的灌筑应注意以下几点。（ 1）保证捣固密实，使衬砌具有良好的抗渗防水性能，尤其应处理好施工缝。（ 2）注意对称灌筑，两侧同时或交替进行，以防未凝混凝土对拱架模板产生偏压面使衬砌尺寸不合要求。（ 3）若因故不能连续灌筑，则应按规定进行接茬处理。衬砌接茬应沿半径方向设置。（ 4）超控部分

48、：应用同级混凝土灌注。（ 5）衬砌的分段施工缝应与设计沉降缝、伸缩缝及设备洞位置统一考虑，合理确定位置。（ 6）封口：整体衬砌台车采用木板及角钢支撑加固。加固密实不允许有漏浆现象。（ 7）拆模：全砼强度达到 2.5Mpa时，方可拆模。4.7回填灌浆、固结灌浆和接触注浆施工方法回填灌浆：（ 1）回填灌浆的目的是对隧洞混凝土衬砌或支洞堵头顶部缝隙作灌浆填充。（ 2）回填灌浆在衬砌混凝土达到设计强度的 70%后，尽早进行。（ 3）回填灌浆，采用风钻在台架钻孔。在双层钢筋衬砌段、钢板衬砌段及施工支洞封堵段应预埋灌浆管。回填灌浆孔（管）位置与设计孔位偏差不大于20厘米，其钻孔深入围岩 10厘米。（ 4）

49、回填灌浆一般分二序进行。一序孔灌注水灰比为0.6:1 （或 0.5:1 ）的水泥浆；二序孔为灌注 1:1 和 0.6:1 （或 0.5:1 ）两个比级的水泥浆，空隙大的部位灌注水泥砂浆，掺砂量不宜大于水泥重量的2倍。（ 5）当采用模板台车，泵送混凝土后一般回填灌浆量大，拟采用TBW-SO/15注浆泵，最大压力 1.5Mpa，排量 50L/min ，电机功率 2.2KW，（或采用 HB8-3型灌浆机，最大工作压力1.47Mpa，排量 3m3/h排出管径 38mm，电机功率 2.8KW）。采用与之匹配的立式搅拌机，转速4080转/min 。立式搅拌机结构简单，放浆速度快，使用方便。（ 6）在设计规

50、定压力下（设计无规定注浆压力一般采用 0.3Mpa）。当注浆孔停止吸浆时，回填灌浆即可结束。（ 7）隧洞顶部倒孔灌浆结束后，先关闭孔口闸阀后再停机，孔内无反浆即可拆除孔口闸阀。（ 8）灌浆结束后，排除孔内积水污物后封孔并抹平。固结灌浆：（ 1）固结灌浆的主要目的是对隧洞衬砌以外一定范围内的围岩进行注浆，使注浆范围内的围岩力学指标获得改善从而达到加固围岩的作用，使衬砌与围岩形成较坚强的承载圈。同时也可提高一定的堵水能力。固结灌浆又分为常规固结灌浆与高压固结灌浆。其不同点为：1）高压固结灌浆是对较深层的围岩进行灌浆加固；2）对较深层的围岩进行灌浆，需要克服较大的注浆阻力因而需要较高的灌浆压力。3）

51、高压固结灌浆是在先做好回填灌浆，在作常规固结灌浆，待衬砌与围岩形成较强的承载圈后，在钻孔作较深层的高压固结灌浆。（ 2）固结灌浆应在该部位回填灌浆结束 7天后，按环间分序，环内加密先压无水孔，后压有水孔的原则进行。根据降水漏斗的原理，一般从拱顶顺序向下压注。（ 3）固结灌浆的施工顺序为：钻孔冲洗压水试验灌浆封孔检查需要时进行补灌。固结灌浆孔位布置，按设计进行钻孔孔径不小于 38mm，双层钢筋衬砌段， 按施工详图预埋灌浆管。孔位偏差不大于20厘米，开孔误差不大于 5。，孔深符合设计要求。（ 4）灌浆材料及设备1）采用普通硅酸盐水泥，标号不低于425#，受潮结块不得使用。2）需要掺入外加剂时，其最

52、佳掺量通过试验确定并报监理工程师批准。3）采用制浆能力为 3m3/h的立式灰浆搅拌机，注浆机拟用KBY-50/70型注浆泵，压力0.5 7Mpa，排量 050L/min ，功率 7.5KW。（ 5）冲孔：固结灌浆前应对孔壁和裂隙进行冲洗，可用压水冲洗的方法直至回水澄清并延续 10分钟即可，冲洗压力不宜大于设计灌注压力的 80%。（ 6）压水试验：压水试验的目的在于测定围岩吸水性，核定围岩的渗透性。为灌浆时选取泵量，泵压及浆液浓度或配方提供依据，同时冲洗钻孔，检查止浆塞和灌浆管路情况。固结灌浆前，选择有代表性的孔作压水试验，压水试验孔数为总孔数的 50%，压水试验压力可采用 0.3Mpa逐渐增大

53、至规定压力，在规定的压力下，每 5分钟测一次压入流量，满足下列条件之一，试验即可结束，且以最终流量值为计算流量。1）连续四次测量其最大最小值之差小于最终一次测值的10%。2）连续四次测量，其最大最小值之差小于1L/min 。（ 7）灌浆：1）本隧洞固结灌浆孔深不太大，拟采用单孔、循环式、全段一次注浆。2）确定合适的灌浆压力。从理论上讲是很困难的，因为影响因素较多。如地质及水文地质条件，浆液类型、浓度、注入方式、注入时间等。固结灌浆（包括高压固结灌浆） 压力应按施工详图或监理工程师规定的压力使用实施时调好压力调节旋纽严格控制灌浆压力，防止压力过大，造成围岩错动或抬动。灌浆过程中控制注浆压力，一般

54、有两种方法： 一次升压法：灌浆开始后在较短时间内将压力升到设计规定值，并保持至注浆结束。在规定压力下每一级浓度浆液的累计吸浆量达到一定限度后，浆液加浓一级。随着浆液的逐级加浓，单位吸浆量逐渐减少直至达到结束标准。 分级升压法：灌浆过程中将规定压力分为2 3个阶段，（采用三阶段可选用 0.4p 、0.7p 、1p（ P为设计规定压力）或 0.5p 、0.8p 、1p），逐级升至设计规定值。一般采用一次升压法，但当围岩渗漏大，或者单位吸量极大可采用分级升压法。3）固结灌浆浆液浓度应遵循由稀到浓，逐级变换的原则。浆液的变换，是在同一浓度采用下注浆持续一定时间后压入量达到一定数量而灌浆压力回吸浆量均无

55、显著改变时即可加浓一级。若加浓后压力显著增大（在规定压力下自动停机）或吸浆量突减时，均说明变换可能不当，应立即恢复原来浓度。4）固结灌浆一般应连续进行，若因固结中断必须马上处理，在30分钟内恢复灌浆，超过 30分钟应进行钻孔冲洗。当灌注最浓一级浆液，吸浆量仍然很大且无减少趋势，可采用间隙灌浆法。5）灌浆结束：在规定压力下，如灌浆段吸浆量不大于 0.4L/min 持续灌注 30分钟，灌浆工作即可结束。（ 8）封孔：全孔灌浆工作完成后，排除孔内稀浆，即时封孔可直接用干硬性水泥砂浆封填实。（ 9）灌浆检查：1）固结灌浆检查以压水试验成果为主，检查孔的数量不宜少于灌浆孔总数的5%。2）高压固结灌浆以压

56、水试验成果、灌浆前后物探成果、灌浆有关施工资料为主并结合其他资料综合评定。3）固结灌浆孔压水试验在该部位灌浆结束7天后才能进行。4）围岩破碎、节理发育、断层带、施工故障等部位作为检查重点。5）压水试验按下式计算吸水率：q=Q/PL式中： q吸水率Q单位时间内钻孔在恒压F的吸水量（ L/min ）P试验压力（ 10Kpa）L试验钻孔孔深（ m）吸水率应满足设计或规范规定。压水试验检查孔合格率应在80%以上。4.8围岩塌方预防措施隧洞围岩塌方征征兆围岩的变形破坏、失稳塌方，是从量变到质变的过程，量变过程中，在围岩的工程水文地质特征及岩石力学反应出一征兆。根据征兆预测围岩稳定性，进行地质预报，保证施工安全，防治隧洞塌方。特殊和不良地质，如断层及破碎带、地下水、松散地层等稳定性差的变形破坏、失稳塌方，有以下征兆：（ 1）水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、水质由清变浊（地下水将断层泥带走）等都是即将发生塌方的征兆；（ 2）拱顶不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生塌方；（ 3）围岩节理面裂缝逐步扩大；（ 4）支护状变形（拱架接头剂偏或压劈、喷射砼出现大量的明显裂纹或剥落等） 、敲击发声清脆有力、甚至发出声响；（ 5）围岩或初期支护，拱脚附近的水平收敛率大于 0.2mm/d，拱顶下沉量大于 0.