隧洞施工工艺

西苗坝隧洞施工工艺一施工依据1、《水利水电工程施工地质规程》DL/T5109—19992、《水工建筑地下开挖工程施工技术规范》DL/T5099—19993、《爆破安全规程》GB6722—864、《水工建筑岩石基础开挖工程施工技术规范》SL47—945、《水利水电规程爆破施工技术规范》DL/T5135—20016、《水利水电工程施工组织设计手册》二概述及工程地质条件西苗坝引水隧洞总长1326m，底坡i=1/2500，属于无压城门洞型，衬砌完后断面为3.4mX4.183m，隧洞全段处于地下水位以下，隧洞进口09+387～09+405m与出口10+693～10+713m段围岩为三叠系中统关岭组（T2g3）灰色厚层白云岩夹中厚层灰岩，岩石呈强风化至弱风化状态，为硬质岩，围岩整体稳定性较差，岩体呈中厚层状结构至镶嵌碎裂结构，属于Ⅳ类围岩。09+405～10+693m为隧洞洞身段，围岩为三叠系中统关岭组第三段（T2g3）灰色厚层白云岩夹中厚层灰岩，岩石呈弱风化至新鲜状态，为硬质岩，围岩整体稳定性较好，岩体呈中厚层状结构，属于Ⅲ类围岩。岩层产状接近水平垂直裂隙发育，切割层面，起组合对洞顶稳定不利。在施工方案上对不良施工中将产生大量的弃碴，弃碴运输是一个非常重要的环节，因此采取两个方面的措施：①建好场内施工运输道路，搞好基础设施；②采用10～12台大吨位自卸运输车分别进行各工作面出碴运输工作，发挥设备优势，保障此项工作顺利进行。三施工布置1、施工道路见施工总平面布置图。2、碴场布置见施工总平面布置图。⑴场布置洞挖的所有开挖料运往砂石料6#渣场用于生产砂石料。⑵碴场清理和平整堆存可用料的碴场应根据工程师的要求对其进行清理和平整，碴料堆筑应分层进行，并保证能顺利取用这些碴料。⑶有序堆放碴料①开挖出来的碴料按要求分类堆放在指定的存、弃碴场，严禁有用料与弃碴混杂装运与堆存。②堆碴范围和高程必须严格按施工图纸和监理人指示实施。③保证碴料堆体的边坡稳定，堆碴体的边坡保护设拦碴墙和排水沟。④有用料的保质措施3、通风、排水(1)施工通风在隧洞进出口各布置1台11kw轴流风机供风，通风管采用加肋软风管。①施工排水①隧洞口明挖时，在距开挖线2m处设排水沟，防止地表水流入开挖区；②②引水隧洞洞内的经常性排水，主要排除施工废水和地下渗水，施工时沿洞边线设置水沟及集水坑，潜水泵把掌子面废水汇集到集水坑，集水坑布置抽水泵，把水排至洞外。4、风、水、电供应及照明⑴供风：洞身开挖局部扩挖和欠挖处理采用手风钻钻孔。开挖供风采用固定空压站供风，从空压站用4″供风主管从洞口向掘进工作面延伸。⑵供水：引水隧洞由已布置的水池供水，⑶供电：380V动力线从变压器接到洞内工作面。⑷照明：洞口和洞室开挖直接设碘钨灯照明，洞内沿线每100m设置碘钨灯照明，施工工作面用电电压低于36V灯泡照明。四隧洞开挖施工1、施工方案根据工程地质特点，围岩类别总体为Ⅲ类，局部为Ⅳ类，成洞条件好，Ⅲ类围岩段视围岩条件进行喷锚支护，进出口段为Ⅳ类围岩，需进行衬砌处理，洞挖施工采用全断面开挖、中心掏槽、周边微损光面爆破技术方案。隧洞开挖每循环进尺2.0m。施工出碴采用装载机装碴，10-15t自卸汽车洞内运输出碴。2、施工工艺及方法（1）Ⅲ类围岩开挖施工①Ⅲ类围岩开挖施工工艺流程见图：Ⅲ类围岩开挖施工工艺流程图②主要施工工艺措施1、测量放样：控制测量采用全站仪作导线控制网；施工测量采用全站仪进行放样，断面计量采用全站仪自动量测。测量作业由测量专业人员进行，首先根据设计图纸测量定出洞室的中线、腰线和开挖轮廓线，再根据施工钻爆破在开挖轮廓线内布置爆孔、并定期进行测量控制网的复核，以确保测量工序质量。2、钻孔作业：钻孔施工由熟练的钻孔操作人员严格按设计钻爆图纸进行钻孔作业，分区、分部位定人定位施钻，每排炮孔由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查验收。3、装药爆破：由炮工按设计钻爆参数认真进行装药，装药后均用炮泥堵塞严实。装药完成后，由技术员和专业炮工分区分片检查，连接爆破网，拆除排架，撤退工作面所有设备、施工管线和材料等至安全位置。除周边孔外用非电毫秒雷管分段起爆，周边光面孔齐发爆破。开挖准备测量放样钻孔装药爆破通风散烟、洒水除尘安全处理出碴、清底延伸风水电线路，转入下一循环4、通风散烟：爆破后启动配置的强力轴流式通风机进行通风，通风20min后，由安全员配带仪器及安全防护装置进入工作面，确认空气质量满足施工安全要求后，进行安全检查处理和人工洒水降尘。5、危石处理：爆破后利用人工和挖掘机配合进行工作面及顶拱危石处理，侧墙面由人工清除松动岩石，必要时采用随机锚杆加固处理。6、出碴及清底：危石处理结束后即进行出碴施工。出碴采用装载机配5T自卸汽车运输至指定的本标段碴场堆存。出碴过程中时刻检查隧洞内空气状况，确保施工人员安全。出碴后采用推土机进行工作面清理，并再进行安全检查及处理，同时视围岩实际情况进行支护跟进。7、延伸风、水、电系统：安全处理和出碴施工完毕后，视实际情况将风、水、电管线向前延伸，为下一循环施工创造条件。初拟地下洞室全断面开挖每天以2个爆破循环推进，每循环进尺2.0m；循环时间12小时，具体实施时间可按施工情况适当加以调整。表1全断面开挖标准作业循环时间表项目时间循环时间(h)(h)12345678910测量放样0.5钻孔3.5装药爆破1通风降尘0.5危石处理1出碴清底5风水电延伸0.5③爆破技术方案隧洞开挖采用中心空孔掏槽法爆破方案。掏槽孔采用菱形布孔，中间设置两个较大直径的空孔，周围布置10-12个Φ50mm的掏槽孔，扩槽孔、崩落孔和周边孔均采用Φ50mm的直径。掏槽空孔比其余孔长0.4m，底部装少量炸药用于抛碴。崩落孔基本按0.9×0.8m孔、排距布置，周边孔沿开挖轮廓线布置，孔距0.5m左右。掏槽孔、扩槽孔、崩落孔装药采用Φ32药卷连续装药结构，炮泥堵塞。周边孔装直径Φ24的药卷，用导爆索串连绑扎在竹片上进行装药。（2）Ⅳ类围岩开挖施工①Ⅳ类围岩施工工艺流程其工艺流程见图：Ⅳ类围岩开挖施工工艺②主要工艺作业措施Ⅳ围岩施工技术要求高，开挖成洞稳定和施工安全问题比较突出，对施工进度和施工安全带来不利影响。为此，在施工中严格采用新奥法工艺，以超前探测、超前锚杆支护为先导，针对不同地质条件分别采取全断面法、侧壁导坑法及超前探洞法等开挖程序。施工中贯彻“稳打稳扎、步步为营、稳中求快”的思想，杜开挖准备测量放样超前支护钻孔装药爆破通风散烟、洒水除尘安全处理出碴、清底延伸风水电线路，转入下一循环喷混凝土、随机锚杆、或钢拱架支撑系统锚杆、喷混凝土验收绝围岩塌方等重大事故造成工期损失，以便安全顺利通过Ⅳ、Ⅴ类围岩段。对Ⅳ类围岩，除遵守Ⅲ类围岩施工所述施工工艺及方法外，还要根据围岩实际情况采取如下措施：1、地质勘探：在开挖过程中，加强地质跟踪及预测，必要时采取钻超前勘探孔或探洞以摸清围岩性状，为采取合理的施工程序及方法提供依据，确保围岩稳定和施工安全。2、超前支护采用超前锚杆对围岩进行加固。3、开挖钻进坚持“短进尺、弱爆破、少扰动、强支护、勤观察”的原则施工并根据围岩实际揭露情况采取恰当的开挖方法，确保成洞稳定。4、初期支护：爆破后暂不出碴，经安全处理、平碴后，立即实施初期挂网喷混凝土进行顶拱支护，然后采用砂浆锚杆、钢支撑等支护手段，形成初期封闭环，出碴后进行系统支护，以确保围岩稳定。爆破后在8小时以内完成安全处理和初期支护。初拟Ⅳ类围岩开挖作业循环时间见表2，循环进尺1.5-2.0m，循环时间12小时。表2全断面开挖标准作业循环时间表③爆破技术方案Ⅳ类围岩开挖采用中心空孔掏槽法全断面一次成形的爆破方案。具体爆破方案及施工参数参见Ⅲ类围岩爆破施工参数。④地质缺陷处理在洞室开挖施工中，对可能出现的断层、软弱夹层等不利地质情况，采取有效的施工措施，报监理单位审批后及时进行处理。对断层破碎带、软弱夹层等地质缺陷采取措施如下：时间(h)1234567891011121测量放样0.52超前锚杆支护1.53钻孔1.54装药爆破15通风降尘16危石处理17初期支护2.58出渣清底3序号项目循环历时（h）1、采用打超前小导洞首先穿过断层破碎带，以探明其影响规模，同时通过开挖导洞更好的了解破碎带围岩的实际情况，对正确处理断层影响带提供可靠的原始地质资料。2、采用超前锚杆进行预支护，在预支护的保护下采用“短进尺、弱爆破、强支护、勤观察”的施工原则进行施工。破碎带较软弱时，预支护稳定后、可直接采用挖掘机或人工挖除。3、每循环进尺1.0-2.0m，紧跟进行喷混凝土固壁或钢支撑施工，直至通过断层影响带。施工过程中，经常检查支护情况，发现异常，及时进行加固处理。⑤塌方处理措施1、塌方预防防止塌方是保证施工和快速掘进的关键。因此在施工过程中，应随时观察和监测地质有无异常，仔细研究岩体和地下水变化规律。1)塌方发生前的预兆塌方前的预兆主要表现在以下几个方面：a岩石风化和破碎程度加剧，有粘土、岩屑等断层充填物出现。b当岩石节理密集且方向趋于一致时，前方有与节理走向大致相同的断层。c岩石强度降低，钻孔钻进速度增大，但起钻困难甚至出现卡钻的现象。d钻孔供水沿节理、裂隙漏走，水的反溢量相对减少，并逐渐浑浊。e沿裂隙面的岩块相继脱落，且其块度和频率逐渐增加。f支护结构发生变形，出现扭断、弯曲，有时伴有响声。2、预防塌方方法1)勤观测：在施工过程中，随时观察和量测现场工程地质和水文变化情况，研究变异规律，据以制定施工对策。2)短开挖：在不良地质地段开挖洞室，应严格控制进尺，采用控制爆破，以保持围岩不受过分扰动和减少因爆破造成的局部应力集中。在通过断层破碎带时，尽量少放炮。3)强支护：强支护是预防塌方的主要措施。若在爆破后及时给予支护，防止岩体因松动、脱落而坠落造成塌方。一般采取“新奥法”作为强支护的手段。严重断层裂隙带采用“一锚、二网、三喷”的强支护施工方法。一锚：是在岩石破碎地段，每循环开挖前，距掌子面20cm处设超前锚杆，于起拱线起布置超前锚杆，沿拱周间距0.6m，梅花型布置，钻孔角度在30度左右，锚杆长为1.5倍循环进尺，外露0.1m以便挂网。系统布置锚杆直径22mm，间距1.0×1.2m，深2.5m。二网：是在开挖爆破后，先喷一层混凝土，挂一层网。钢筋网采用Ф6～8mm钢筋绑扎，网格20×20cm。三喷：是在爆破后清除浮石，在围岩开始变形前及时喷第一层混凝土封闭岩面、补平凹坑。第一层混凝土喷射时间不应超过爆破后4h，喷混凝土厚2～5cm；挂网后喷第二层混凝土，厚度增至10～12cm，喷第三层混凝土厚度增至15cm。3、塌方处理1)深入现场观察研究，分析塌方原因，弄清塌方规模、类型及发展规律，核对塌方段的地质构造和地下水活动状况，尽快制定切实可行的塌方处理方案。2)在未制定塌方处理方案前，切忌盲目地抢先清除塌方体，否则将导致更大的塌方。3)对一般性塌方，在塌方暂时稳定之后，立即加固塌方体四周围岩，及时支护结构物，托住顶部。防止塌穴继续扩大。4)有地下水活动的塌方，宜先治水再治塌方。5)认真制定塌方处理中的安全措施，加强安全教育。6)认真组织塌方处理专业队伍，指定有经验的专职干部领导。7)充分保证处理塌方的必须器材设备供应，避免中途停工。4、塌方处理施工安全措施1)保证塌方处理工作面照明良好，道路畅通，场地无积水，少噪声。2)动力电线、照明和起爆线路不得挂在坍塌体缝隙中或危岩处，以免塌石砸断线路造成事故。3)撬挖清理危石时，无关人员应撤离工作面，作业人员应有安全保护措施，用撬棍进行作业。4)发现险情预兆时，人员及设备立即撤离现场。5)支护排架必须背实塞牢。不能拆除的支架采用钢结构或其它永久性结构。6)在处理过程中，如发现个别岩块可能坠落，且暂时又不能处理时，要用临时支柱顶住危石。7)塌方体开挖过程中，必须经常检查支护，以保证良好的受力状态。如发现支撑破损、弯曲、折断、倒塌，应及时修复加固。8)应尽量避免在雨季处理塌方，否则应考虑地下水对塌方体的影响。五机械设备配置及调配根据本工程施工特点及施工工期要求，洞挖主要机械设备配置见表3表3主要开挖