排风洞进洞施工方案

覆盖层进洞专项施工方案（作者：范林文）摘要本文介绍了狮子坪水电站地下厂房排风洞工程穿越89.49m长的崩积块碎石土覆盖层的主要施工方案：洞口明挖、边坡防护、管棚进洞、特殊情况处理关键词覆盖层边坡防护超前灌浆小导管工字钢1、工程概况狮子平电站地下厂房排风洞穿越89.49m长的覆盖层，覆盖层开挖断面为6.1m×6.6m，最大埋深42m～60m，绝大部分为第⑥层Q4col+dl崩积块碎石。该层块碎石大小混杂堆积，大的直径2m～3m，小的3cm～4cm，一般15cm～30cm，几乎无碎土夹杂，地层松散架空，孔隙率达20～30%，呈散体结构。第⑥层崩积块碎石系岩体卸荷与崩塌物理地质作用形成不稳定岩块崩塌坠落，在坡脚堆积形成的倒石堆。倒石堆顶部高程达2300m～2380m，堆脚紧接Ⅰ级阶地后缘，最大堆高200m～280m，堆宽90m～260m，平均坡度40°～50°，倒石堆处于极限平衡状态。而排风洞洞口刚好座落在倒石堆堆脚附近，隧洞洞口明挖与洞挖展开，会破坏倒石堆极限平衡状态，容易导致倒石堆的失稳和垮塌，同时，排风洞穿越崩积块碎石层长度大，洞口段埋深浅，崩积块碎石几乎无细粒充填物，大小块碎石混乱，呈散体结构，其地质环境恶劣，成洞条件极差。2、施工程序施工程序如下：进洞明浇洞段的施工洞脸边坡永久防护倒石堆地表加固洞口明挖（一层3～5m）未达到进洞高程3、施工方法3．1、洞口明挖3.1.1明挖设备：一台PC300反铲开挖，3台10t自卸汽车出碴，一台DLC50装载机在碴场进行维护。3.1.2开挖方法：自上而下分层开挖，分层高度在3～5m之间，每开挖完一层，及时进行洞脸边坡防护的施工，相对应的边坡永久防护施工完后再进行下一层的开挖。3.1.3开挖控制参数见下图明浇洞段长：8m洞脸边坡坡比：1：1.25明槽开挖上、下游边坡坡比：1：1.25排风洞洞口开挖纵剖面图：1.25F：1.25：1.252095800明浇段F5（排）0+277.21排风洞洞口开挖平面图说明：图中桩号单位以米计，标注单位以厘米计。第一层第二层第...层最后一层第...层3~5m3~5m3~5m3~5m5洞轴线开挖底口线（排）0+277.2113001360317国道8009302、边坡永久防护施工具体布置及结构见下图：贴坡浆砌石挡墙200×10=2000200挂网喷10cm砼φ8钢筋网,@20×20317国道1:1.5贴坡浆砌石挡墙排风洞与交通洞联系道路风机室道路边防护网2000600305250027°φ32mm地锚拉杆150cm6.5cm×6.5cm角钢100cm16mm钢绞线楔形线卡U形线卡I18工字钢详图A21:1.5i=2.79%Φ32@2x2m,L=3M200自钻式注浆锚杆原地面线2095公路2100块碎石土自钻式注浆锚杆Φ32，自钻式注浆锚杆Φ25，L=3m间距1.5m自钻式注浆锚杆Φ32@2x2m,L=5M原地面线截水沟无植被地表挂网喷10cm砼φ8钢筋网,@20×20回填50cm厚软土1501005.5m长I18工字钢C20砼基座网格为12.5cm×12.5cm4m高SNS边坡柔性防护网喷砼固结孤石、周围砂石后锚杆φ25，L=1.5~2.5m锚固大孤石地表加固带φ25mm钢绞线详图AL=10m,间距2m10°10°说明：1、本套图共1张，图号为:CD124SG-45-1(1);2、图中尺寸单位：座标、高程以m计；桩号以km+m计；钢筋、锚杆直径以mm计；其余尺寸均以cm计。3、排风洞纵向坡比及出口点F5座标以本图为准。4、框格梁混凝土等级为C20；钢筋保护层厚度为：3cm;框格梁嵌入土体20cm；框格梁平面布置应根据现场边坡实际情况进行调整。5、框格梁上部挂网锚喷支护范围根据现场实际情况确定。6、锚杆应外露并伸入框格梁25cm。7、贴坡浆砌石挡墙长度视现场边坡实际情况确定。8、洞脸边坡上部危石应预先及时清除。9、由于施工场地位于317国道侧，要求施工单位采取必要的安全措施。10、通过自钻式注浆锚杆注浆加强边坡稳定，注入固胶量根据现场情况定。10、柔性防护网，截水沟位置根据现场实际情况确定。11、土石方开挖方量：1.42万m，孤石含量由现场确定。75框格梁结构钢筋图排风洞洞脸边坡支护典型剖面图排风洞洞脸边坡支护平面图贴坡M10浆砌石挡墙典型剖面图1:2002095F5:X=3480120.1957Y=312934.3285200×11=22001:2001:50原地面线原地面线C20砼截水沟典型剖面图1:4001:202.1施工程序见下图2.2施工方法2.2.1SNS柔性防护网施工主要施工工序包括立柱及拉线基础开挖、立柱安装、柔性防护网安装及拉线施工。（1）立柱及拉线基坑开挖人工进行立柱及拉线基坑的开挖。立柱基坑开挖结构尺寸：上口断面为1.5m×1.5m，底口宽为1.0m×1.0m，基坑高度为1.5m。拉线基坑开挖结构尺寸：上口断面为1.0m×1.0m，底口宽0.8m×0.8m，基坑高度为0.8m。（2）立柱安装立柱用I18工字钢进行制作，立柱埋深为1.5m，用C20毛石砼浇筑锚固。砼在现场拌制，人工振捣密实。（3）柔性防护网安装柔性防护网规格：网格为12.5cm×12.5cm，网线线径为10mm，宽4.0m。用8号铁丝将成品防护网固定在立柱上。（4）拉线施工拉线用16mm2钢绞线进行制作，两端通过连接器具和地锚拉杆及立柱相连接。地锚拉杆用φ16钢筋进行制作，长度为1.5m，埋设端和6.5cm×6.5cm角钢进行连接，角钢长度为80cm，地锚拉杆通过浇筑C20毛石砼进行锚固。地锚拉杆与钢丝网通过楔形线卡进行连接，钢绞线另一端通过“U”形线卡固定在立柱上，在立柱固定处需用φ16钢筋焊接支撑点，支撑筋长度为5cm。2.2.2地表大孤石锚固先对大孤石四周的碎石用C20砼进行挂网喷护，砼喷护厚度为10cm，钢筋网采用φ8钢筋进行铺设，网格间排距为20cm×20cm。然后再在大孤石下用φ32钢筋打锚桩，锚桩埋深为1.5m，锚桩长度为4.0m。2.2.3无植被地表的加固用YT28气腿钻机将φ32mm自钻式注浆锚杆打到设计深度，再进行挂网喷护，自钻式注浆锚杆单根长度为3.0m，间排距为1.5m×1.5m，砼喷护标号为C20，钢筋网采用φ8钢筋进行铺设，网格间排距为20cm×20cm。2.2.4截水沟SNS防护网大孤石锚固无植被地表加固截水沟施工自钻注浆锚杆边坡分层开挖注浆施工框格梁施工框格梁施工明洞段施工贴坡浆砌石施工截水沟走线根据实际地形确定。2.2.5自钻注浆锚杆施工（1）锚杆施工采用YT28气腿钻机将φ32mm自钻式注浆锚杆打到设计深度，孔位通过现场测量放样确定。（2）注浆施工注浆设备：一台注浆机，双层搅拌桶一台。注浆方式：纯压式注浆。浆液比级：1：1、0.8：1、0.5：1三个比级。注浆压力：起始压力为0.2Mpa，结束压力根据具体情况定。注浆原则：不洗孔，不限流，不待凝，适当控制灌浆压力，单孔注浆量超过50t水泥时加入2%～9%（体积）水玻璃，采取双液注浆方式进行注浆。结束标准：每分钟注入量为0.1升，持续时间控制在30min。2.2.6框格梁施工框格梁施工主要包括基础开挖，钢筋制安、模板施工及砼浇筑等工序。2.2.7洞脸边坡挂网喷砼框格梁施工完后，先清理框格内及坡角的浮土，对坡面进行平整，夯实，再次校正钢筋网，经验收合格后，及时进行C20砼的喷护施工。2.2.8贴坡浆砌石施工根据开挖边坡，现场确定贴坡浆砌石支护部位。4、明浇洞段施工现场拌制砼，采取组合模板工艺进行施工。5、覆盖层进洞施工在明浇洞段的砼浇筑施工完成后，在超前小导管的保护下，分二级短台阶、预留土心人工开挖法进洞，具体施工见下图。崩积块碎石1015m坡脚固结灌浆段固结灌浆孔φ90，1.0m×1.0mIIIII公路3~3.5m原地面线超前导管工作平台自钻注浆锚杆φ32，L=3.0m，1.5m×1.5m3~5mh截水沟超前小导管I施工程序见下图：5.1打超前花管棚超前小导管选用φ32mm钢管，长度L=6.0m，环向间距为30cm，外仰角为8°～10°搭接长度不小于1.5m，钻孔设备为YT-28型气腿钻机。5.2预固结灌浆通过超前花管棚边钻孔边灌浆与一钻到底再灌注相结合的施工方法。自进式锚杆规格为φ32mm，L=3.0m，1.2m×1.2m；浆液采用掺入4%CaCl2的水泥浆，浆液配比如下：水泥：水玻璃=1：（0.02～0.10）水泥浆水灰比（水：水泥）=1：（1～0.6）水玻璃浆35Be°（波美度），模数2.4，比重为1.25g/cm3浆液----水泥：水：CaCl2=1：（0.4～0.55）：（0.02～0.10）压力：初始压力0.5Mpa，结束压力为1.2Mpa5.3人工开挖上台阶采用人工凿挖法开挖，DLC50C装载机出碴。上、下台阶高差3～4m，上台阶预留土心，以便施工，上台阶工作面距下台阶不超过5m，循环进尺控制在1.0m～2.0m之间。5.4架设上台阶拱支撑拱支撑采用I18工字钢制作，具体结构见“拱支撑结构图”，洞口处连续安装3榀拱支撑，其它拱支撑的间距为0.3m～0.4m之间（根据开挖地质条件合理调整），在架设过程中，关键是将两榀拱支撑焊缝焊好，并用2cm厚的连接板加强连接。在进行拱支撑安装时，上台阶处设置一个φ48mm钢管制作的1.5m×2.0m×1.5m规格的安装操作台。拱支撑安装到位及时焊接连接筋，连接筋采用φ25钢筋制作，连接筋长度为0.7m～0.9m之间，连接筋环向间距为50cm。5.5下台阶开挖仍然采取人工凿挖法开挖，DLC50C装载机出碴，每循环进尺控制在0.7m～1.8m之间。5.6架设竖支撑竖支撑采用I18工字钢制作，具体结构见“拱支撑结构图”，洞口处连续安装3榀拱支撑，其它拱支撑的间距为0.3m～0.4m之间（根据开挖地质条件合理调整）。在进行拱支撑安装时保证焊接质量。拱支撑安装到位及时焊接连接筋，连接筋采用φ25钢筋制作，连接筋长度为0.7m～0.9m之间，连接筋环向间距为50cm。打超前花管棚预固结灌浆开挖上台阶架设上台阶拱支撑下台阶开挖架设竖支撑打锁脚锚杆焊接连接筋挂网喷砼连接板2cm厚95.895.895.895.895.895.895.895.895.895.8焊缝说明：1、图中单位以厘米计。2、拱支撑采用I18工字钢通过冷弯进行制作。3、I、II代表安装顺序。开挖高程排风洞钢支撑分解图拱支撑工18竖支撑排风洞钢支撑结构图5.7打锁脚锚杆普通径向锁脚锚杆在一定程度上起着固定拱脚的作用，锁脚锚杆常选用φ25钢筋或φ48钢管，长度一般控制在3m以内，用钻机将锁脚孔钻好后将其打入围岩，露出部位的长度控制在20cm～30cm，将露出部位与钢拱架的拱脚焊接牢固5.8挂网喷砼进洞进尺达到3m～5m时，及时进行挂网喷护。（1）钢筋网安装钢筋网采用φ8mm钢筋制作，间排距为20cm×20cm，钢筋网和拱架及连接筋之间的连接通过电焊连接，钢筋网应铺设在纵向连接筋与岩层之间，并随受喷面的起伏顺岩壁进行铺设，与围岩的间隙不大于3cm，同时将钢筋网通过焊接与钢拱架连接为整体。（2）喷C20砼砼喷护厚度为20cm，喷射混凝土面必须保证平整，最好将整个第一次支护的受力骨架覆盖，使第一次支护形成一个受力整体。必要时应在混凝土中加入适量的钢纤维，增强混凝土的柔性强度。5.9特殊情况处理（1）遇大孤石当遇到大孤石影响到衬砌断面时，将超前管棚直接穿过孤石，并延结构线打预裂爆破孔，结构线内的孤石部分打松动爆破孔，在将衬砌断面内的孤石破碎后再按常规办法进行施工。（2）第一次支护失稳通过变形观测如发现隧洞存在竖向变形后，可用I18工字钢在竖向进行支撑、竖向加固支撑之间通过钢筋或小型钢进行连接，使竖撑能够整体受力；如发现隧洞存在横向变形后，可用I18工字钢在横向进行支撑，竖撑、横撑及其它支撑之间通过钢筋或小型钢进行连接，尽量将加固支撑架设为桁架结构。使竖撑能够整体受力，增强加固支撑的承受力。无论何种变形，优先考虑在拱脚部位用I18工字钢及时进行纵向加固。如条件许可，砼永久支护应及时跟进，彻