引水隧洞开挖施工方案

引水隧洞开挖施工方案
1.概述
引水隧洞布置在大坝右岸，全长3225.59m，隧洞断面为圆形，主洞段的
开挖洞径为φ8.0m，岔洞段的开挖洞径φ4.8m。

调压井位于主洞3037.84桩号，总的井挖深度117.7m，开挖断面为圆形，
其中EL188～EL222.5m X围直径18.2m，EL188～EL104.8m X围直径5.0m。

引水隧洞共布置有2个施工支洞，分别在0+895.62m桩号和2+919.74m桩
号和主洞相连通，支洞洞身段断面为4.5×6m的城门洞形。

引水隧道埋藏深度为100～400m，进口段约14.4m位于IB区域，进口和
出口合计约90m位于IIA区域，其余位于IIB区域，IIB区域的岩石质量非常
好。

整个引水隧洞X围内图纸显示有7条断层需要钢拱架支护，断层等级分别为IV-3〔2条〕、IV-17、IV-19、IV-21、IV-22、IV-26。

2.施工区段划分
为了描述方便，引水隧洞按照以下示意图分成8个区段，见下列图。

3.工作面的施工顺序和安排
进水口工作面：
进水口工作面包含以下施工程序：EL209m以上支护→EL186.6m以上开挖→洞
脸支护→进洞口14.4m开挖与钢拱架等支护→隧洞0+14.4m～0+214.4m洞挖与支
护→混凝土衬砌钢模台车安装→隧洞进口钢衬安装→洞外混凝土取水口施工→2021年10月移交闸门安装工作面。

从上述程序可以知道进水口目前处于关键线路上，相应G1工作面处于关键线路上，需要在洞外开挖支护完成后优先安排施工。

1号支洞工作面
1号支洞目前已经开挖完成，正在进展穿插口段施工。

G2和G3工作面最先具备开挖条件。

2号支洞工作面
2号支洞进口位于开关站内，目前洞脸已经出露，近期即可开场施工。

为了给调压井开挖创造条件，2号支洞完成后，施工G4工作面和G5工作面和；在G7工作面完成后，进展调压井的开挖。

G4工作面即为2号支洞的主开挖面。

出口工作面
为了不破坏隧洞出口边坡，在厂房开挖至EL90m后，G8、G7、G6区段从洞外
向上游方向掘进。

调压井工作面
EL222.5m平台以上还有约20000方明挖工作量，预计10月份可以提供调压井井
挖工作面。

4.施工总布置
4.1施工用电
4.1.1进水口
功率合计功率序号设备名称数量备注〔KW〕〔KW〕
124m
3压风机1322264
2通风机37*2174
3湿喷机7.517.5
4照明1项5
5电焊机5210
6水泵2项30
合计390.5
4.1.21#支洞进水口
功率合计功率序号设备名称数量备注
〔KW〕〔KW〕
3
124m压风机1323396
2通风机155*21110
3通风机237*2174
4湿喷机7.5215
5照明1项30
6电焊机5210
7水泵1项60
合计695
4.1.32#支洞
功率合计功率序号设备名称数量备注
〔KW〕〔KW〕
功率合计功率序号设备名称数量备注
〔KW〕〔KW〕
3
124m压风机1322264
2通风机155*21110
3通风机237*2174
4湿喷机7.5215
5照明1项30
6电焊机5210
7水泵40
合计543
4.1.4调压井
功率合计功率序号设备名称数量备注〔KW〕〔KW〕
124m3压风机1322264
2通风机37*2174
3湿喷机7.517.5
该设备与其他工4反井钻机1431143序不叠加
5照明1项3
6电焊机515
7回转式潜孔钻428
合计504.5
4.1.5各用电区供电安排
序号用电区
需求电量
〔KW〕
供电变
压器
可供电容量
〔KVA〕
备注
1进水口346.5T15630
需要扣除CVC拌合系
21号支洞559T6、T9900
统200KW
备用400KW发电机供1号支洞应急照明
序号用电区
需求电量
〔KW〕
供电变
压器
可供电容量
〔KVA〕
备注
通风
630
32号支洞543T25备用发电机500KW
4调压井361.5T13400
4.2施工供风
钻孔用的YT28手风钻是唯一的洞内作业用风设备，每台手风钻的用风量为
3m
3/min。

在各个用风区的洞外布置集中供风厂，用4寸钢管接入各工作面，再用橡胶风管连接各用风设备。

各个用风区供风设备配置如下表：
序号供风厂手风钻
数量
需风量
m3/min
空压机
供风量
m3/min
备注
348 1进水口
10302台24m
372 21号支洞
15453台24m
348 32号支洞
15452台24m
3482台潜孔4调压井8+224+152台24m
钻供风
5
引水洞出口
〔厂房基坑〕3
48
10302台24m
4.3施工用水
4.3.1施工用水
施工用水包括钻孔、除尘、岩壁基岩面冲洗及喷锚支护、混凝土养护等用水。

4.3.2供水方案
各个工作面根据岩石裂隙水的渗漏情况，优先考虑设置集水坑布置水泵就近供水；
进水口工作面自右岸高位水池引水；〔右岸高位水池拟增加2×200m3水箱〕
1#支洞开挖工作面自D5冲沟引水，缺乏自右岸高位水池引水；
2#支洞开挖工作面自上游侧冲沟引水。

调压井开挖工作面自上游侧冲沟引水，缺乏采用洒水车供水。

4.4施工排水
需要排除洞外的水包括：施工用水、岩壁裂隙水、突发的涌水等。

根据工作面的不同情况采用以下排水方案：
顺坡向的工作面〔G2、G4、G8、G7、G6〕以在洞侧形成排水沟自排为主。

逆坡向的工作面〔G1、G3、G5、〕采用4″或2″潜水泵接力排水，水泵型号、数量根据需要的排水量动态调整；集水井按照50m间隔布置，集水井
尺寸初拟1.0×0.6×0.8，长×宽×深，施工时根据水量大小具体调整。

按照设计图纸，在1#支洞、2#支洞与主洞的穿插口内侧布置集水井，集中抽排来自上下游的水，水泵型号、数量根据需排水量的大小调整。

为了防止上游的自排水满过集水井流往下游，需要在集水井的下游侧设置一个约50㎝高的挡水坎，这个坎可以在开挖时预留岩埂形成。

4.5洞内供电
开挖其间洞内主要用电设备包括：水泵、湿喷机、电焊机、照明等。

采用架空绝缘导线从各工作面最近的变压器引至洞口的专用配电柜及空
压机专用配电柜。

各用电设备分别从配电柜引接，各个配电柜内都安装漏电保护器。

施工低压用电采用36V低压电，由塑铝线从配电柜内引接，所
有低压线路均采用绝缘电缆全部架空布设，动力与照明线路分开布置，用架线有规那么地固定在洞壁上。

4.6洞内照明
洞内沿线照明采用低压100W白炽灯或节能灯，间距10m左右；
作业地段采用碘钨灯照明；
洞口位置架设卤素探照灯；
经常对用电线路进展检查、维修，确保用电平安。

4.7洞内通讯
工区与工区联系：先通过有线联络洞口值班人员，然后由值班人员联系相关工区；
工区与工区外的联系：先通过通知洞口值班人员，然后由其通过手机与工区外联系。

5.引水隧洞开挖方法
5.1引水隧洞拟采用的开挖方法：
引水隧洞拟采用的开挖方法
序
开挖方法方法描述备注号
1、正台阶法：先开挖上台阶，开挖①进水口区段在IB和IIA区域
并支护完成后，再开内。

施工顺序见附图
始开挖下部台阶
〔XL02-HT-MS-02〕。

上台阶开
挖后留1m高石渣路面，主要是
为了满足H300钢拱架安装要
求。

②φ8m洞径段底部留2m保护
层，上下台阶拉开距离50m.
③断层部位底部留3米保护层，
机械开挖，进尺0.6m,上台阶支
护完成后进展下台阶开挖
2、全断面开挖法全断面开挖引水隧洞主要在IIB区域开挖，
围岩条件好，全断面开挖法是引
水隧洞开挖的主要方法。

序
开挖方法方法描述备注号
钻孔工具：YT28手风钻。

钻孔台架：自制多层活动式钻孔台架，典型钻孔台架构造图参见附图〔XL02-HT-MS-03、04〕。

爆破掏槽方法用的楔形掏槽法掏槽。

隧洞轮廓面采用光面爆破形成。

平安处理
爆破通风散烟以后，人工配合装载机或反铲挖掘机进展平安撬挖，排除危石，为出渣及以后各工序创造平安条件。

对于已经开挖成型但尚未支护的岩壁，定期持续检查，如有危石立即处理。

5.3出渣作业及清底
每个工作面配备1台侧卸式装载机和小型反铲挖掘机和2～6台10t自卸车出渣。

隧洞可利用开挖料优先满足混凝土骨料生产、砌筑用块石的需求。

其余开挖料按照招标文件6.4局部2.2提示，运往指定地点。

在下一个工作循环之前，利用侧卸式装载机和反铲挖掘机对掌子面进展彻底清理，把危石处理干净，并去除底部松渣。

对欠挖的岩埂用手风钻进展钻孔、放小炮处理。

5.4作业循环参数
对于IIA和IIB围岩，洞挖每循环进尺2.5m~3.0m，平均每天2个循环；洞挖每
循环施工工序及时间见下表。

洞挖每循环施工工序及时间
序号项目时间〔min〕备注
1测量放样〔施工准备〕30
2钻孔270
3装药爆破120洞挖初始阶段排烟时间30
分钟，随着局里延长，根据4排烟除尘30-45
排烟效果逐步增加排烟时
间。

5平安处理20
6出渣240
7合计715-725
5.5隧道贯穿
隧洞贯穿施工时，自两个工作面相距50米开场，两工作面的管理人员需要在轮班时确定本班施工大概爆破时间；爆破前一小时，两工作面的管理人员确定具体爆破时间；爆破前半小时，非爆破工作面的工作人员需要撤离到已支护好的隧洞段。

参考图纸XL02-HT-MS-04
5.6爆破批复
隧洞工程师每天下午16：00-17：00与DRE会面，讨论当天的施工情况和接下
来一天的施工方案并提交爆破批复单〔BlastingApprovalSheet〕。

爆破批复单见附件
1。

6.引水隧洞支护施工方法
我方拟采用国际上普遍使用的隧洞岩体质量系数法〔挪威N巴顿围岩分类法，
----
岩体质量Q值法〕确定隧洞的支护参数。

通过与监理工程师的沟通，洞口、隧洞之间连接段及分叉段业主已经做出了详细的设计，为了使这些部位与永久工程部位相协调或为永久工程提供支护。

我方不打算改变其支护形式。

6.1主要参数的选择
ESR
部位取值备注
主洞ESR按B类取值，考虑到主洞有二次衬砌混凝主洞ESR=2.0
土，所以第一次支护的ESR取最大值2.0。

2#支洞ESR=2.02#支洞按A类取值，取最小值2.0。

选择锚杆长度选择锚杆长度时，按照国际惯例选取保守的E SR值
ESR=1.0 时1.0。

锚杆直径、混凝土强度等级
部位取值备注
主洞主洞选用T25锚杆，M300喷射混凝土参照设计图纸
2号支洞支洞选用T22锚杆，M300喷射混凝土参照设计图纸
钢纤维喷砼
支护方式替代方式原因
钢纤维喷砼使用挂网〔B40网片1.根据设计提供的地质报告研究发
f=3.5mma=10cm〕喷砼
现，整条隧洞需要钢纤维喷砼的区
代替段缺乏100m
2.经过1号施工支洞的施工，积累了
大量挂网喷砼的经历。

6.2支护方式及参数
1)主洞〔洞径8米，ESR=2.0〕
Q值>41~40.2~10.02~0.2≤0.02
支护方式随机锚杆系统锚杆+素喷系统锚杆+网喷系统锚杆+网喷钢筋拱架
锚杆长度m3.03.03.03.03.0
锚杆间距m1.71.41.11
喷混厚度c m5101525
具体见附图XL02-HT-SP-01、02、03、04、05
2)2号支洞〔洞高6米，ESR=2.0〕
Q值>2.0>0.7~2.0>0.1~0.7>0.01~0.1≤0.01
支护方式随机锚杆系统锚杆+素喷随机锚杆系统锚杆+素喷钢筋拱架锚杆长度2.62.62.62.62.6
锚杆间距1.61.311
喷混厚度5cm10cm15cm20cm
具体见附图XL02-HT-SP-06、07、08、09、10
3〕P/S段〔最大洞径4.8m，ESR=2.0〕
Q值>1.2>0.5~1.2>0.08~0.5>0.007~0.08≤0.007
支护方式随机锚杆系统锚杆+素喷随机锚杆系统锚杆+素喷钢筋拱架锚杆长度2.42.42.42.42.4
锚杆间距1.51.20.81
喷混厚度5cm10cm15cm20cm
具体见附图XL02-HT-SP-11、12、13、14、15
4〕主洞避车道、2号支洞避车道〔跨度8.7m，ESR=2.0〕
Q值>8>5~8>2~5>0.3~2
支护方式随机锚杆系统锚杆系统锚杆
+素喷
系统锚杆
+网喷
锚杆长度3.03.03.03.0
锚杆间距2.11.71.4
喷混厚度5cm10cm
具体见附图XL02-HT-SP-16、17、18、19、20、21、22、23
支护变更申请
地质工程师根据每天进展的隧洞地质素描选择适当的支护形式，当支护形式与前次支护形式不同时，填写支护变更申请表。

详见附件2
引水隧洞进口段
钢拱架进口14.4m采用H300钢拱架+B40网+喷M300砼，开挖一循环支护一循环。

安装顺序方法见附图〔XL02-HT-MS-02〕。

引水隧洞洞身段
支护使用简易台架，支护程序：钻孔〔手风钻〕→锚杆安装〔如需要〕→挂网(如需要)→喷砼〔湿喷机喷砼，搅拌车运输〕。

断层带
在距离图示断层桩号约10m位置，钻1个10~15m深的水平孔，了解断层位置和地
下水的情况，如有较大量的有压水喷出，视情况决定是否增加减压排水孔。

断层带
开挖，采用短进尺开挖，循环进尺在1.5~2m左右，如岩石相当破碎那么考虑使用机械开挖，进尺0.6m。

根据地质工程师的鉴定和监理工程师的指示，确定破碎带的X围
和支护形式，支护紧跟开挖工作面。

参考详图XL02-HT-MS-22
应急准备
每个洞口至少储藏6榀加工好的钢拱架以及排水设备，以备突发地质不良情况发生。

7.质量、平安、环境
7.1质量保证措施
〔1〕开挖质量控制
为保证开挖质量到达标准要求，每个循环测量放样，周边采用光面爆破。

断层带将减小循环进尺。

〔2〕支护质量控制
支护主要是钢拱架支护和挂网锚喷支护杆，施工过程中严格按照施工设计
图布置，对锚杆孔位、孔向、孔径、孔深、洗孔质量、浆液性能等进展检查。

对钢拱架的间距、横向支撑筋、锁脚锚杆等进展检查每道工序经检查，符合规
X要求后，方可进入下一道工序施工。

对局部须增设锚杆的部位，征得监理同
意后，可增设锚杆。

喷护厚度采用埋厚度标志、打孔相结合的检测方法。

测试
锚杆检测频率：按锚杆总数的5%进展抽检；
3
喷混检测频率：每250m
取一块大板试样。

7.2平安保证措施
为确保施工平安，要进展经常性的检查，对存在的问题及时进展整改。

见
下表。

有局部删除
问题解决方法备注
①成立爆破作业指挥组，轮班工程师负责管理方面
戒备平安工作，负责安排道路封锁、人员撤离、气体检测、
继续施工等。

爆破工负责平安方面的工作，他和他
的助手以及装药小组配合轮班工程师的工作。

②设立隧洞平安检查员，一切爆破作业需经平安员
检查后才准进展爆破。

③做好施工现场平安信号设施工作，明确爆破戒备
声响信号，设置戒备线、平安信号、标志、危险信
号等，并做好维护使用工作
④做好洞内与洞外的通讯工作，在洞外值班室与洞
内我们将布置对讲机。

⑤在每个洞口设置值班室，内置急救箱、应急照明
设备及值班，并由专职人员值班，及时更换作
业状态指示牌。

①加强对爆破器材使用的监管，爆破材料的采购、运输以及炸药库的管理，我方将
与岘港工业物资公司合作，委托他们完成；
②对爆破材料的现场使用以及每次爆破后剩余材料
回库进展全面监管和清点登记，防止爆破材料丢
失。

材料管理
③在加工、运输、装药、接线、堵塞、起爆等关键
工序中，严格遵守爆破平安操作规程，并提出实施
方案，层层落实。

每次爆破作业后，应仔细检查洞
身稳定及爆破作业面的平安。

④如炸药需要临时存放在隧洞内，需选择照明充足
不阻碍交通的地方并由有专人员看守。

①参加爆破作业有关人员必须持证上岗，严禁无证
作业。

②进入施工现场必须戴平安帽，高处作业、平安撬
挖必须挂好平安绳系好平安带。

施工人员平安③进洞前，需要将工作牌交到洞口值班室；出洞时，
取回工作牌；无牌人员进出洞时必须登记。

④洞口警卫室内配备急救箱、手电筒。

⑤集水井周围要装围栏，并保证照明强度符合要
求。

①每次爆破作业后，爆破工应仔细检查洞身的稳定
及爆破作业面的平安。

②要做好不良地质段处理的施工准备以及观察工
作，警觉异常情况，并事先做好应急措施，及时
不良地质断的支护。

处理③施工中对隧洞洞内塌方的发生、大量地下水涌出
等非常情况制定相应的应对预案，加强监测、建
立与建立方、现场监理、地质、设计会商机制及
时通报情况。

④遇突发情况时，迅速组织人员撤退。

在保证人员
平安的前提下，当时间容许时，隧道工程师指挥应急反映小组撤走主要施工机械设备和材料，以争取最大限度地减少因此而造成的工期延误、窝工及各方的经济损失，之后及时恢复工作，清挖修整处理合格后经监理工程师验收尽早采取支
护措施。

①科学、合理地组织施工，制定严格的施工管理制
度，高度重视开挖与出碴的协调管理。

②出碴运输道路沿线设置醒目的平安警示标志牌，
作业区平安管
理
加强作业区的平安检查工作，发现危险源及时进行处理。

③隧洞内不允许使用汽油设备。

④消防器械：隧洞每个错车道内放置3个干粉灭火
器。

7.3、环境保护措施
问题解决方法备注
弃渣场填筑①可利用渣料和弃渣料应分别运至指定地点分类堆
及防护存，防止堆渣区的开挖弃渣冲蚀河床或淤积河道
①施工道路做好保养工作，采用洒水车撒水降尘；施工粉尘②施工车辆不要装载过满，以防开挖料撒在路面上。

③对爆破后的粉尘要及时排烟，洒水除尘。

①在施工区，严禁乱扔垃圾和废弃物，设置垃圾桶，
并定期清理；
垃圾、废弃物②现场维修设备时，应在地上铺防渗设施，防止废油流到工作面及河道内。

③保持地表水质和水生和林木环境，制止在河里或现场其他地方倾倒弃料或垃级。

施工废水①在洞口区域设沉淀池，对排出的废水经沉淀池沉淀后排放。

8.平安监测
施工过程中，为保证工程的施工平安，变形监测点设置情况如下：
主洞钢拱架支护段每5品拱架设置一个变形观测断面，该断面变形观测点布置详见支护图。

主洞系统锚杆+B40网片+15cm喷混支护段每10米设置一个变形观测断面，该断面变形观测点布置详见支护图。

主洞φ8.0m断面，系统锚杆+B40网片+10cm喷砼支护段每20米设置一个变形观测断面，该断面变形观测点布置详见支护图。

如有需要，根据监理工程师的要求在特殊部位添加变形观测点
9.施工进度方案
施工进度方案按照以下因素和要求编排：
满足施工总进度要求；
进水口IB区域上台阶按照每3天一个循环，每个循环1.5~2.0m，每个循环的时间包括开挖、安装拱架、喷混凝土的时间；
引水隧洞每个开挖工作面每天2循环，每个循环2.5m~3.0m，每月计算天数25天；
围岩情况良好的IIA、IIB区域，支护作业按照伴随工作考虑，不占用直线作业时间有局部删除；
支洞与主洞的穿插口区域除了开挖时间外，单独考虑拱架安装、喷混凝土的时间，初步的方案是每天安装3榀拱架并完成混凝土喷护工作；
破碎带区域除了开挖时间外，单独考虑考虑拱架安装、喷混凝土的时间，初步的方案是每天安装3榀拱架并完成混凝土喷护工作；
2号支洞按照每天2个循环，每个循环2.5m~3.0m计，每月按照25天计；
从现场情况来看，调压井井口的岩石很差，我方暂时按照技术图纸提示考虑施工时间，暂不考虑需要调整施工方法、加强支护所需要的另外时间。

施工进度方案甘特图见附图。

10.主要施工机械设备
主要施工机械设备见下表
主要施工机械设备表
序
设备名称、规格型号单位数量备注号
1反井钻机台1调压井开挖
2YT28手风钻只60配气腿
3PC100挖掘机台20.5m
3挖掘机4ZL40B侧卸式装载机辆1
5ZL50装载机辆1
610t自卸汽车辆16
3
724m 空压机台9
8钻孔、装药台车台5自制台车
9支护台车台4自制台车
10湿喷机台5
11注浆机台3
12潜孔钻台4
132″潜水泵台4
144″潜水泵台20
1#、2#支洞与主洞交界处156″水泵台4集水井排水
16莱卡全站仪台2
17隧道专用通风机台6
11.主要劳动力安排
主要劳动力人数表见表：
主要劳动力人数表表
序号工种人数备注
1自卸汽车驾驶员32
2装载机驾驶员4
3挖掘机驾驶员6
4凿岩机工60
5爆破工6
6压风工6
7砼喷射工10
8修理工6
9供排水及管路工12
10撬挖工6
11电工3
12测量工6
13普工50
合计207
附件：
1.爆破批复单
2.支护变更申请单
3.引水洞入口1
4.4m施工程序〔XL02-HT-MS-01，02〕
4.主洞开挖台车图(XL02-HT-MS-03、04)
5.隧道贯穿示意图(XL02-HT-MS-05)
6.断层带先导孔示意图(XL02-HT-MS-06)
7.隧道支护示意图(XL02-HT-SP-01～XL02-HT-MS-23)
--------。