引水洞进口开挖专项施工方案

1. 概述

引水隧洞进口底板开挖高程4046.00m，洞口为城门洞型面，进洞点桩号为0+25.5m，桩号0+25.5m～0+47.5为洞口渐变段。其中进洞点（桩号0+25.5m 、城门洞型）的开挖尺寸16.74m×19.24m（宽×高），至渐变段结束(桩号0+47.5、圆型)时断面为15.74m×15.62m（宽×高）。围岩为中等风化闪长玢岩，裂隙较发育，稳定性较差。引水隧洞洞脸边坡布置间排距1.5m×1.5m，Φ25，L=5.1m的系统锚杆和网喷混凝土支护。我部施工的引水隧洞进口明挖已开挖至4053m基本完成，为确保隧洞口开挖的顺利进行，特编写此方案。 

2. 编制依据

（1）旁多水利枢纽发电引水工程、厂房及升压变电站工程合同文件；

（2）监理审批的施工组织设计文件；

（3）设计图纸、设计变更通知及相关规程、规范和标准；

（4）类似工程施工经验及现场实际地质情况；

（1）其他相关文件。

3. 施工布置

3.1、施工道路布置

进水口边坡支护采用边坡开挖时已经形成的两条施工道路。其中顶部一条道路为经上坝公路从边坡左侧位置下行至EL4078高程马道位置，；另一条为从沿河路位置上行到达进水口边坡底部EL4045高程。

3.2、施工供风

从开挖导流洞进口时布置在进水口上游侧的三台20m3/min电动空压机站集中供风，供风风管采用φ125mm钢管，风管每节6m，法兰连接，在工作面设风包，利用软胶管接引至手风钻或喷锚机上。

3.3施工供水

施工用水主要有除尘洒水、工作面及开挖后围岩面冲洗、支护用水等；均由布置在空压机旁的的水池供给，然后通过敷设水管至各工作面。

3.4施工用电和照明

施工用电：主要为照明和支护设备用电，由布置在空压机站附近的一台1250KVA变压器变压器提供，通过架设线路至工作面。

照明：在支护作业面在掌子面架设碘钨灯进行照明。

3.5、其它

机械设备修理车间、拌合站及修钎厂、润滑油及材料间、工具间等其它开挖临时辅助设施的布置在洞口平台位置。

4 施工程序和方法

引水隧洞口施工首先进行洞脸锚洞口锚筋束及随口锚杆支护，然后再分上、下层开挖，上半洞开挖高度为6.5m，下半洞开挖高度为6.5m，上半洞开挖完成后进行下半洞开挖。

上半洞开挖采用中导洞先行掘进并始终保持超前一至两个循环，再周边扩挖的掘进方式，爆破掏槽采用楔型掏槽爆破、周边光面爆破、非电毫秒雷管引爆，电雷管起爆。

具体施工程序为：洞脸锚筋束和锁口锚杆施工→上层中导洞开挖→上层周边扩挖→上层加强支护。上层洞口开挖及加强支护完成后，在洞口利用钢拱架架设长度为3米的明拱段，明拱段每榀钢拱架间距1m，共3榀。并与洞内钢拱架连接牢固，挂网喷砼。

4.1隧洞口加强支护

引水洞洞脸岩石为中等风化岩层且节理裂隙发育，进行洞挖前在完成洞脸位置系统锚杆和网喷混凝土的基础上，在洞口位置增加两环锁口锚杆和两排锚筋束进行加强支护。其中锚筋束采用3×Φ25螺纹钢筋制作（钢筋束用电焊连接成一体），L=12米，间距200cm，距洞顶2m、4m的位置水平布置；锁口锚杆沿洞周边轮廓圆弧段布置，从洞周边开挖轮廓线外30cm布置间距30cm，排距30cm，梅花型布置。

（1）锚杆施工

锚杆施工采用“先注浆后插筋”的施工方法，手风钻造孔、注浆机注浆、人工安插锚杆施工工艺流程为：布孔—钻孔—清孔—灌注砂浆—锚杆安装—孔口封堵—验收。

布孔：边坡或基础面开挖后，将浮石撬除，岩面清理干净，根据设计图纸或监理指示布设孔位。

造孔：搭设脚手架，采用YT-28手风钻造孔。

洗孔：钻孔结束后，用高压风水洗孔，并将孔内水吹干。

验孔：对孔位、孔深、斜度进行检查，验收合格后方可进入下道工序。

注浆、插锚杆：按配合比拌制砂浆，采用注浆机注浆，砂浆标号不低于M20。浆液按照设计和试验配比进行拌制，试验取值范围，水泥：砂＝1：1～1：2（重量比），水泥：水＝1：0.38～1：0.45。注浆保证饱满、密实，注满浆后立即安装锚杆。锚杆安装后，孔口加楔固定封严，砂浆终凝前避免扰动。

验收：锚杆砂浆到龄期后按规范进行拉拔试验抽检。

（2）锚筋束施工

锚筋束施工采用“先安装锚筋束后注浆”的程序施工，液压钻造孔，锚筋束预先在场地加工，运至现场安装。施工工艺流程为：施工准备→钻机就位→布孔、钻孔→验孔→锚筋束安装→锚筋束灌浆→验收。

施工准备：洞脸边坡开挖时，反铲翻渣至到锚筋束的孔位高程后，将渣堆整平形成作业平台。

钻机就位：修简易道路，使液压钻机到达作业平台，

布孔、造孔：在岩面用油漆标识出孔位，移动钻机至孔口位置，并测量方位和倾角，符合要求后开始造孔，；

验孔：对孔位、孔深、斜度进行检查，验收合格后方可进入下道工序。

锚筋束安装：锚筋束预先加工，拉运至现场安装，进、回浆管绑扎在锚筋束上随锚筋束一起安装，灌浆管采用9mm的PE管,安装后在孔口采用楔块固定，用砂浆封孔。

锚筋束灌浆：砂浆初凝后可进行注浆，锚筋束灌浆浆液采用纯水泥浆，水灰比0.4:1～0.45:1，水泥采用P.O32.5级普通硅酸盐水泥。

洞口加强支护增加工程量表：

根据现场实际地质情况，上半洞开挖时，采用“中导洞先行，周边扩挖”的开挖方式。中导洞尺寸为4m×3.5m，洞顶预留尺寸为3m，洞腰两侧各预留尺寸为4.9m。中导洞采用楔型掏槽，洞周光面爆破的方式进行开挖。中导洞形成后，在洞脸轮廓线上布置光爆孔，利用中导洞形成的临空面进行二次扩挖成型。隧洞石方开挖工艺流程框图如下：

隧洞石方开挖工艺流程框图

4.2.1开挖主要工序施工方法要点

（1）测量放样

采用全站仪测量，每一开挖循环准确放出中心线、周边轮廓线，并按要求布好炮孔孔位。

（2）钻孔

开挖钻孔采用YTP-28型手风钻钻孔，钻孔严格按照测量确定的孔位布孔，其周边光爆孔和中心掏槽孔的孔位偏差不大于5cm,其他孔位偏差不大于10cm；炮孔的孔底保持在爆破设计规定的平面上，炮孔尽量做到垂直掌子面，周边孔偏角控制在3º以内，不允许欠挖，严格控制超挖量。

（3） 装药、联网、起爆

装药前用高压风冲洗炮孔。周边孔用Φ25小药卷间隔绑于毛竹片上，形成非连续装药。掏槽孔、崩落孔装药要密实。严格按爆破设计图（爆炸参数在施工过程中优化调整）进行装药。非电导爆管连接网络，电雷管起爆。联网后由炮工和技术员复核检查，确认无误后，撤离人员设备，做好安全警戒，专职炮工负责引爆。

（4）通风和排烟

进口段开挖进尺较短，洞内排烟采用自然排烟方式。

（5）安全处理

通风散烟以后，先用反铲进行大面积排除危石，然后撬挖工在专职安全员监护下进行局部安全撬挖，排除危石，为出碴及以后各工序创造安全条件。

（6）出碴

采用反铲配合龙工ZL50F侧卸式装载机装车，4台20t自卸车将碴运至指定碴场。

4.2.2上半洞开挖爆破参数

洞身开挖的施工爆破参数根据现场爆破试验确定的参数实施，实际施工时，根据不同围岩地质条件作进一步优化修正。其初拟的爆破参数如下：

中导洞开挖及二次扩挖均采用八字形掏槽，周边孔光面爆破进行。

（1）钻孔参数

①掏槽孔：掏槽形式为楔形掏槽，以洞的中心线为轴两面对称排列，炮孔与掌子面约成45°角，对称轴两侧的第一排炮孔，孔底间距约8～10cm，掏槽孔孔径φ=42mm，孔深2.8米，孔距60cm。

②崩落孔：孔径φ=42mm，孔距a=80cm，孔深2.0米。

③光爆孔：孔径φ=42mm，孔距a=40cm，孔深L=1.8m。

（2）装药结构

①掏槽孔：炸药选用φ32mm乳化炸药（单支管200g，长25cm）、结构为人工炮杆连续装药。掏槽孔装药系数拟定为80%。 

②光爆孔：炸药选用φ25mm乳化炸药，线装药密度Ⅱ类围岩：200～250g/m； Ⅲ类围岩：150～200g/m；Ⅳ～Ⅴ围岩：120～150g/m。装药结构为导爆索串联，毛竹片绑扎，空气间隔不耦合装药。

③崩落孔：药卷直径d=32mm，连续装药。

洞身石方开挖炮孔布置见《引水洞进口开挖炮孔布置图》。

4.3引水洞进口段支护施工

根据本工程现场施工条件及实地地质条件，进口10米段(0+25.5m～0+35.5m)为加强支护段，采用钢拱架及锚喷支护，钢拱架采用I22工字钢制作，根据实际地址条件现场确定钢拱架间距，目前现场洞脸开挖完成揭示地址条件较好，初步拟定进口0+25.5m～0+30.5m段钢拱架间距为0.5m，0+30.5～0+35.5段钢拱架间距0.8m，具体间距待开挖后由业主、设计、监理、施工四方现场确定。每榀拱架设置锁脚锚杆每排两根，排间距1.5米，锁脚锚杆规格：Φ25螺纹钢，L=3.0m。钢拱架之间采用Φ22螺纹钢纵向焊接，形成整体，连接筋间距1.0m，每两榀钢拱架间布置Φ6@20cm钢筋网，完成系统锚杆后，进行喷射混凝土施工。需安装钢拱架的洞段，开挖尺寸扩大25cm，喷砼厚度25cm，确保拱架不占用结构空间，开挖完成后拱架不再拆除。

洞室支护涉及围岩的稳定和施工安全，随着开挖面的进展，支护工作及时进行，穿插在开挖工序中，并贯穿整个开挖过程。本工程支护内容包括：

⑴引水洞进口进洞开挖爆破作业和安全处理施工完成后，马上对暴露出来的洞顶围岩进行素喷C20砼3cm封闭施工；

⑵在洞内出碴施工完成后，进行钢拱架施工，钢拱架采用I22工字钢制作，每榀钢拱架采用Φ25 L=3米锚杆锁脚加固，锁脚锚杆与钢支撑焊接牢固，锁脚锚杆间距为1.0m，工字钢与工字钢之间的环向连接采用5mm厚钢板焊接，纵向连接采用Φ22钢筋焊接，纵向焊接在钢拱架外侧，连接钢筋间距为1.0m； 

⑶在架立钢拱架施工时，进行系统锚杆施工，系统锚杆根据设计图纸进行布置；

⑷在钢拱架与素喷3cm厚砼之间布置一层钢筋网片，挂网钢筋采用φ6钢筋制作，间排距为20cm×20cm，钢筋网片之间搭接1～2个网格；

⑸最后喷射C20砼25cm厚，将钢支撑全部覆盖，保护层厚度为3cm厚。

在下半洞开挖完成后，工字钢接长至地面。

进洞5m段支护工程量表

钢支撑按设计要求预先在洞外加工厂加工成型。钢支撑加工后进行试拼，沿支洞周边轮廓误差不大于3cm。钢支撑由顶拱，立柱等各单元钢构件拼装而成。各单元用螺栓连接或焊接。钢拱架安装程序见《钢拱架安装工艺流程框图》。

和锚杆焊接定位

5．主要施工机械及劳动力配备

5.1主要施工机械设备表

表6-1  施工人员配置表

开挖严格按照设计图纸和《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47-94）规定进行。在开挖前进行爆破试验，采用合理的装药结构，严格控制钻孔孔深、孔斜和装药量，尽量减少超挖、避免欠挖，使开挖符合施工详图和规范规定的边界。

质量控制具体技术措施为：

（1）认真阅读设计图纸和设计文件，做好技术交底工作；

（2）严格施工测量复核制度，避免测量出错，测量人员认真负责，精心操作，满足精度要求，保证测量误差在允许范围内；

（3）建立健全质量保证体系，配备专职质检人员，制定切实可靠的质量管理制度，开展TQC活动，充分发挥QC小组的作用；

（4）制定每个工序的作业指导书，开挖严格按照施工技术要求认真操作，符合设计要求及有关规范的规定；

（5）严格执行质量“三检制”，做好交工作，实行谁施工谁负责的责任制度；

（6）冬季施工洞内喷射混凝土的养护，采取洞口遮挂防护帘，洞内点碘钨灯保暖，确保喷射混凝土硬化良好；

（7）认真做好各项爆破试验，如爆破材料的试验、控制爆破参数的试验。

（8）洞室周边开挖孔均采用光面爆破技术，以形成光滑的最终开挖面，使开挖超挖量在允许误差范围之内，并达到最小的爆破应力和裂缝。光面爆破效果应达到以下要求：

1) 残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布；

2) 炮孔痕迹保存率:完整岩石在80%以上，较完整和完整性差的岩石不少于50%，较破碎和破碎岩石不小于20%；

3) 相邻两孔间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆震裂隙；

4) 相邻两茬炮之间的台阶不应大于15cm；

5) 除特别指明处，所有建基面的开挖，均不允许任何形式的欠挖。

（9）尽量采用新技术、新工艺、新材料，对于工程质量中的重大难题，组织科技人员进行技术攻关。

7．安全技术措施

（1）爆破作业严格按照技术条款有关规定，加强对爆破作业的安全管理。制定严格的安全检查制度（尤其是对装药量的控制检查），设立专职安全员。一切爆破作业应以专职安全员检查签认后并报请业主监理批准后进行爆破。

（2）参加爆破作业的有关人员，均按国家和行业的有关规定进行考试和现场操作考核，合格者才准上岗。

（3）加强对火工材料的监管，对火工材料的采购、验收入库、提领发放、现场使用以及每次爆破之后剩余火工材料均应及时退库并进行全面监管和清理登记，防止火工材料丢失。

（4）进行爆破施工作业时，应统一放炮时间，并指派专人对划定的警戒范围进行必要的安全警戒。

（5）爆破后及时清除边坡浮石和不稳定岩块，确保下一工作面安全。

（6）严格控制边坡孔向、孔深与装药量，确保边坡稳定。

（7）定期对边坡的稳定进行监测，如出现不稳定迹象时，应及时通知监理，立即采取有效措施，确保边坡的稳定。

（8）特别注意洞内施工用电安全，应定期对用电设施输电线路进行安全检查，确保安全用电。

施工用电线路均应架空，一机一开关，并设有触、漏电保护器，开关箱要封闭。电工作业必须保证两人以上，一人作业，一人监护。禁止非电气作业人员从事电气作业。洞内用电线路均采用防水电缆架空布设，线路离地高度大于2.5m，间距200m安装一只标准配电箱，箱内安装触漏电保护器和断路器；

（9）进洞施工的燃油机械应选用性能良好的施工机械，减少机械尾气产生的空气污染。

（10）施工车辆经常对灯光、刹车等进行检查保养，洞内车辆行驶速度控制在10Km/h以内。

（11）洞内施工过程中应注意对通风设施加以保护，出现风管破损，设施损坏时及时修复，注意保持洞内空气新鲜。

（12）坚持每循环进行敲帮问顶，配合专门设备和专业开挖人员，搞好安全撬除，不留事故隐患。

（13）采用电力起爆时，装炮时距工作面30m应切断电源，可在30m以外改用投光灯照明。

（14）洞内施工做到边开挖边支护，采取有效措施防止不良地质段的坍塌，做好超前地质预报，对隧洞涌水段采取“泄、堵、排”综合处理，把地下水造成的危害降到最低限度。

（15）洞内施工须密切观测围岩变化，遇围岩变位或发现危岩浮石须经过处理，确认安全后方可继续作业。

（16）对遇岩体裂隙发育及有断层等不利地质构造时，施工中应特别注意，采取边开挖边支护，具体方法可根据实际情况采用不同手段，如钢格柱支撑、安全锚杆、超前锚杆、喷混凝土等，也可降低循环进尺，采用多循环短进尺，加大钻孔密度，少装药或间隔装药，减少单段起爆药量等一系列措施，有效地控制爆破对围岩的破坏作用，增加围岩的自稳能力。

8．文明施工及环保措施

（1）施工区域内的清理物，如表土、草皮、树木和垃圾等运到指定地点废弃，避免妨碍施工及污染环境；

（2）出碴道路定期派专人进行养护，晴天定时用洒水车洒水，防止尘土飞扬。

（3）弃碴运到指定弃碴场堆放，弃碴堆放稳定，有较规则的形状，严防弃碴流失或对环境造成危害；

（4）遵守环境保护的法律、法规，做好施工区域内的环境保护工作。

（5）编制施工区域内的环境保护措施。

（6）保护施工区域内的的环境卫生，设置临时卫生设施，保障工人的劳动卫生条件。

（7）挂牌施工，进出口、洞内工作面均应设立醒目的安全标志。

（8）工作完成后，做到工完、料尽、场地清。

（9）在洞口设沉淀池，施工废水经沉淀后再外排，以免造成水源污染。

（10）做好施工弃碴的治理措施，保护施工开挖边坡的稳定，防止开挖弃碴冲放河床或淤积河道。下载本文