开挖支护施工技术措施

1#、2#通风洞开挖支护施工技术措施
1 概况
1.1 施工依据
按照设计图纸、设计通知及相应的规范标准进行施工方案编制，具体如下：
1、水工建筑物地下开挖工程施工技术规范（DL/T 5099-1999）
2、水电水利工程爆破施工技术规范（DL/T 5135-2001）
3、设计图纸
尾水调压室开挖支护图ND62-KM0346-0944-45-4-1-07
尾水闸门室开挖支护图ND62-KM0346-0944-45-4-1-03
1.2 工程概述
1#、2#通风洞位于尾水调压室连通洞与尾水闸门室之间，连接尾水闸门室与尾水调压室连通洞，做为尾水调压室通风通道，1#通风洞从尾水闸门室桩号0+134.0高程EL.642.9按20％坡度降坡至1#连通洞上室EL.636.0高程，2#通风洞从尾水闸门室桩号0+226.0高程EL.642.9按20％坡度降坡至2#连通洞上室EL.636.0高程。

1#、2#通风洞开挖断面尺寸为7×6.9m(宽×高) 城门洞型断面，其中1#通风洞长31.86m，2#通风洞长31.78m。

主要工程量见表1。

1.3 工程地质条件
1#、2#通风洞主要位于花岗岩体（γ3
4~γ1
5
）地层中，风化程度甚微，呈微风化~新
鲜岩体，局部受断层影响带可能出现弱风化的下部岩体，洞室部位主要为块状及整体状结构岩体。

岩体发育节理多为微张或闭合的刚性结构面，围岩类别主要为Ⅱ、Ⅲ类围岩。

1.4 施工重点、难点
保证开挖工作面与其他洞室交叉部位的稳定是施工的重点。

2 施工布置
2.1 施工通道布置
635公路→15#施工支洞→15#-2施工支洞→1#排风洞扩大段→尾水闸门室→1#、2#通风洞；
或进厂公路→尾闸运输洞→尾水闸门室→1#、2#通风洞。

2.2 施工供风、供水、供电布置
1、施工供风：供风由布置在15#施工支洞的压风站固定供风，由尾水闸门室已有供风管分岔引至工作面；
2、施工用水：由尾水闸门室已有供水管分岔引至工作面；
3、施工用电：由尾水闸门室已有电路分岔引至工作面。

2.3 施工通风布置
由于1#、2#通风洞较短，不单独设置通风系统，利用尾水闸门室已有通风系统。

2.4 施工排水布置
用潜水泵抽排至尾水闸门室，再利用尾水闸门室已有排水系统排出洞外。

2.5 开挖渣料的利用和堆存规划
开挖渣料严格遵守招标文件技术条款的规定，洞渣开挖料，弃、存渣堆放在右岸火烧寨沟弃、存渣场，严禁将可利用料和弃渣混杂堆存。

3 施工总体程序
3.1 施工总体安排
鉴于目前尾水闸门室Ⅰ层开挖超前于尾水调压室连通上室Ⅰ层的实际情况，1#、2#通风洞开挖从尾水闸门室侧进行，开口前先进行锁口支护。

开挖至连通洞上室后，与连通上室相交段系统锚杆支护，再对连通洞Ⅰ层进行部分开挖。

3.2 施工总体程序框图
施工总程序框图
4 开挖支护施工
4.1 开挖遵循的原则
开挖应遵循“短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测”的原则进行。

4.2 开挖支护方法
开挖段采用自制钻架台车作为施工平台，手风钻钻孔的全断面爆破，周边光面爆破。

爆破循环进尺3.0m，隧洞开口段5m循环进尺1.5～2.0m，保证尾水闸门室下游边墙的稳定。

由于1#、2#通风洞坡度较大，不利于设备在洞内直接装载，开挖渣料采用装载机抬至尾水闸门室装15t自卸汽车运输。

锚杆孔钻孔采用手风钻钻孔，钻架台车配合人工注浆，喷砼采用喷车及湿喷机进行。

鉴于1#、2#通风洞洞室较短，原则上开挖完后进行支护施工，遇不良地质段采取随机支护。

4.3 施工工艺及措施
4.3.1 开挖施工工艺流程
开挖支护施工工艺流程框图
4.3.2 开挖措施
1、开挖准备
洞内风、水、电就绪，施工人员、机具准备就位。

2、测量放线
洞内导线控制网测量采用全站仪进行。

施工测量一般采用全站仪配水准仪进行。

测量作业由专业人员实施，每排炮后进行洞室中心线、设计规格线测放，并根据爆破设计参数点布孔位。

开挖断面测量在喷混凝土前进行，测量间距5m。

定期进行洞轴线的全面检查、复测，确保测量控制工序质量。

洞内测量控制点埋设牢固隐蔽，作好保护，防止机械设备破坏。

3、钻孔作业
爆破施工由手风钻完成，主爆钻爆参数为：孔径φ42mm、药径φ32mm，光爆孔钻爆参数为：孔径φ42mm、药径φ25mm、间隔装药，孔距0.5m、最小抵抗
线0.6m。

当班技术员严格按照测量放线结果和爆破设计初拟的参数进行孔位放样，并在造孔前对造孔孔位、方向进行检查，无误后方能开钻。

造孔施工由合格钻工严格按照孔位放样结果执行，各钻工分区、分部位定人定位施钻。

钻孔结束后由当班技术员对孔距、孔深、孔向进行检查并签字认可后方能装药。

由合格钻工严格按照测量定出的中线、腰线、开挖轮廓线和测量布孔进行钻孔作业。

每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查，做到炮孔的孔底落在爆破规定的同一个铅直断面上；为了减少超挖，周边孔的外偏角控制在设备所能达到的最小角度。

光爆孔的偏差不得大于5cm，其它炮孔孔位偏差不得大于10cm。

4、装药、联线、起爆
装药前用高压风冲扫孔内，炮孔经检查合格后，方可进行装药爆破；炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结，由考核合格的炮工严格按钻爆设计进行施作，装药严格遵守爆破安全操作规程。

光爆孔捆绑于竹片上间隔装药。

水平开挖洞室利用平台车作为登高设备装药，扩槽孔和其它爆破孔装药要密实，堵塞良好，严格按照爆破设计图（爆破参数实施过程不断调整优化）进行装药、用非电雷管联结起爆网络，最后由炮工和值班技术员复核检查，确认无误，撤离人员和设备，炮工负责引爆。

光面爆破须达到以下要求：
（1）残留炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布；
（2）孔眼半孔率：对微风化岩体达到90％；对弱风化中、下限岩体不小于80%；
（3）相邻两孔间的岩面不平整度，不得大于15cm，孔壁没有明显的爆震裂隙；
（4）相邻两排炮之间的台阶或预裂爆破孔的最大外斜值不应大于10cm。

5、安全处理
由专职安全员全过程监控。

爆破后，用人工清除井壁上残留的危石及碎块，保证进入人员及设备的安全，岩面破碎洞段在进行安全处理后，可初喷混凝土进行封闭，出渣后再次进行安全检查及处理。

在施工过程中，经常检查已开挖洞段的围岩稳定情况，清撬可能塌落的松动岩块。

6、出渣及清底
采用装载机抬渣至尾水闸门室装15t自卸汽车出渣。

支护结束后人工清出工作面积渣，为下一循环钻爆作业做好准备。

7、围岩支护
每排炮开挖结束后，对稳定性差的局部岩体及时进行随机锚喷支护后再进行开挖作业施工。

4.3.3 锚杆施工工艺流程
先注浆后插锚杆施工工艺流程框图
4.3.4 砂浆锚杆施工工艺措施
1、造孔
（1）钻头选用要符合要求，钻孔点有明显标志，开孔的位置在任何方向的偏差均应小于100mm。

（2）锚杆孔的孔轴方向应满足施工图纸的要求。

施工图纸未作规定时，其系统锚杆的孔轴方向应垂直于开挖面；局部随机加固锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向相反，其与滑动面的交角应大于45︒，钻孔方位偏差不应大于5︒。

锚孔深度必须达到设计要求，孔深偏差值不大于50mm。

（3）钻孔结束，对每一钻孔的孔径、孔向、孔深及孔底清洁度进行认真检查记录。

（4）钻孔完成后用风、水联合清洗，将孔内松散岩粉粒和积水清除干净；如果不需要立即插入锚杆，孔口应加盖或堵塞予以适当保护，在锚杆安装前应对钻孔进行检查以确定是否需要重新清洗。

2、钻孔直径
砂浆锚杆的钻孔孔径应大于锚杆直径。

采用“先注浆后安锚杆”的程序，钻孔直径应大于锚杆直径15mm以上。

3、锚杆的安装及注浆
采用“先注浆后插锚杆”时：
（1）锚杆插送方向要与孔向一致，插送过程中要适当旋转（人工扭送或管钳扭转）；
（2）锚杆插送速度要缓、均，有“弹压感”时要作旋转再插送，尽量避免敲击安插。

4.3.5 喷砼施工工艺流程
除不良地质段外，在开挖完成后再施工锚杆及喷砼，其施工工艺流程为：
喷砼一般施工工艺流程框图
4.3.6 喷砼施工工艺措施
各工序作业首先要认真遵照设计文件和施工规范要求进行。

结合以往施工经验，各工序作业要点如下：
1、准备工作
埋设好喷厚控制标志，作业区有足够的通风照明，喷前要检查所有机械设备和管线，确保施工正常。

对渗水面做好处理措施，备好处理材料，联系好仓面取样准备。

2、清洗岩面
清除开挖面的浮石、墙脚的石渣和堆积物；处理好光滑岩面；用高压风水枪冲洗喷面；仓面验收以后，开喷以前对有微渗水岩面要进行风吹干燥。

3、钢筋网
钢筋网由屈服强度为240MPa的光面钢筋（I级钢筋）加工而成。

钢筋网与锚杆联接要牢固，且尽量紧贴岩面。

对有凹陷较大部位，可加设膨胀螺杆拉紧钢丝网，再挂铺钢筋网，并与锚杆和附加插筋（或膨胀螺栓）连接牢固，再分2次至4次施喷达到设计厚度。

4、喷射要点
喷射砼要沿一定方向分区、分块、分薄层均匀施喷，边墙应自下而上施工，
避免回弹料覆盖未喷面。

喷头距施喷面要合适，喷射推进要有序，尽量减少回弹，刚喷射完的部分要进行喷厚检查（通过埋设点、针探、高精度断面仪检测）不满足厚度要求的，可及时复喷处理。

挂网处要喷至无明显网条为止。

喷射作业要连续，因故中断则需及时清理机械管道，防止管道堵塞。

分层喷射时，后一层应在前一层砼终凝后进行，若终凝1h以后再行喷射，应先用风水冲洗喷层面。

喷射作业应紧跟开挖工作面，砼终凝至下一次循环放炮时间不得少于3h。

5、养护、检测
喷射砼终凝2小时后，应喷水养护，养护时间一般不得少于14天，气温低于5℃时，不得喷水养护。

当喷射砼周围的空气湿度达到或超过85％时，经监理工程师同意，可准予自然养护。

5 爆破设计
5.1 爆破设计原则
根据通风洞断面尺寸、地质条件及岩性、技术规范要求、开挖方法及以往施工经验，开挖采用全断面爆破，开口段及不良地质段爆破设计按“短进尺、控爆破、少扰动、强支护、快封闭、勤测量”的原则进行，开口段爆破按规范和设计要求的质点振动速度值控制在10cm/s进行爆破设计。

5.2 主要钻爆参数选择
爆破施工由手风钻完成，主爆钻爆参数为：孔径φ42mm、药径φ32mm；光爆孔钻爆参数为：孔径φ42mm、药径φ25mm、间隔装药，孔距0.5m、最小抵抗线0.6m。

开挖爆破预期进尺为3.0m，开口段5m按1.5～2.0m控制。

5.3 爆破器材选用
炸药根据岩性及地下水情况选用乳化炸药和水胶炸药，起爆均采用非电毫秒雷管。

5.4 爆破参数表
爆破设计的爆破参数见附图02。

5.5开挖爆破排炮作业循环时间
开挖排炮作业循环时间见下表2。

6 施工进度计划
6.1 施工进度分析
1#、2#通风洞开挖在Ⅱ、Ⅲ类围岩进度排炮进尺 3.0m，平均 5.0m/天，Ⅳ、Ⅴ类围岩进度为1.0m～1.5m/天。

6.2 施工进度计划
为不影响尾水闸门室Ⅱ层及连通上室Ⅰ层的施工，1#、2#通风洞计划2008年1月25～2月20日开挖结束。

7 施工资源配置
7.1 施工设备配置
施工机械设备配置见下表3。

7.2 施工人员
施工人员配置见下表4。

8 施工质量控制
8.1 施工过程严把“四关”
一是严把图纸关，技术员认真复核图纸，了解设计意图，严格按图纸和规范要求组织实施，并层层组织技术交底。

二是严把测量关，测量队对工程的设计控制数据进行认真复核，施工队测量组根据复核成果进行测量控制。

三是严把材料质量及试验关，对每批进入施工现场的钢材、水泥、砂石骨料等按规范要求进行质量检验，杜绝不合格的材料及半成品使用到工程中。

四是严把过程工序质量关，实行施工过程的自控检查，开展自检、互检、交接检，每道工序完工经“三检”合格后报请监理工程师复检，上道工序不合格不准下道工序施工。

8.2 施工过程质量控制措施
1、加强技术管理的基础工作，施工每道工序严格执行施工质量“三检制”和“联检制”，在三检合格的情况下由项目质检员将检验合格证交给监理工程师，再对申请验收的部位进行联检，在联检合格后，监理工程师在验收合格证上签字后方可进行下道工序的施工作业。

2、加强与业主、监理、设计单位的联系，在施工技术方面取得广泛的合作与支持，并及时解决施工中遇到的技术难题和问题。

3、隧洞光面爆破质量控制：
（1）钻孔前进行测量放线，精确定位边墙起拱点与顶拱中点，并适当加密顶拱轮廓线放样点。

放样的同时，对上一排炮的光爆残孔进行钎孔水平直线率检查，并填写检查记录。

（2）现场管理人员在钻孔过程中加强造孔质量管理，严格控制钻孔的间排距，尤其是周边孔造孔质量，起爆前应对其钻孔质量进行检查，如钻孔质量不符合要求，责令其整改，或重新造孔，并作好检查记录。

周边孔的线装药，药卷必
须采用竹片按照装药结构绑扎，严禁无竹片光爆。

（3）质检人员是施工质量的最后把关，进行每一排炮光爆残孔的检查和统计，对施工过程进行巡查，有不符合要求的施工行为和方法，及时对相关单位及个人提出整改意见并监督其整改，直至符合要求为止。

（4）技术人员适时跟踪，参与光爆质量分析，提出整改建议，必要时，根据实际情况，对钻爆参数进行优化。

9 安全保证措施
9.1 主要危险源分析
1、开洞口时围岩稳定问题突出。

2、出渣时车辆装载过满，车速过快，会导致石渣掉落。

3、施工中有可能损坏原布置的电路，会造成漏电。

4、由于1#、2#通风洞洞室较短，开挖爆破时会对尾水闸门室过往人员、车辆造成威胁。

9.2 施工保证措施
1、加强地质监测，收集地质情况，指导和调整施工方案，确保施工安全。

2、严格执行厂区爆破协调制度，加强对火工材料的看护，爆破前在尾水闸门室两端设专人守护，以免人员、车辆进入。

3、爆破出渣后，认真进行安全撬挖；专职安全员应经常检查边顶危石情况，发现隐患，及时处理；隧洞开口段、不良地质段，严格按本技术措施及时进行安全支护。

4、其它按分局安全管理规定执行。

10 文明施工
1、保持尾水闸门室Ⅰ层道路平整、无积水。

2、合理安排尾水闸门室预裂施工与通风洞开挖的施工顺序，避免工序相互干扰。

3、设备停放有序，材料堆放合理，安全；对现场的钢材，水泥等进行遮盖，确保不影响道路运行。

4、严格按施工技术措施进行施工作业。

5、保持工作面清洁，排水沟通畅，积水及时排除。