某工程引水隧洞工程施工方案

某工程取水隧洞施工方案

1 工程概述

某工程取水隧洞从主坝与副坝（一）间的山体穿过，该取水隧洞长129m（桩号A0+000.000~A+129.270），进水口引渠长为230.8m（桩号

Q0+000~Q0+230.8）。其中A0+037.000~A+047.500为竖井段，隧洞进口底板高程为33.0m，出口底板高程32.6m，进口至竖井段坡比为0.0%，竖井至出口段坡比为0.489%。隧洞断面为城门型，开挖断面最大尺寸3.7m(宽)×

3.9m(高)，衬砌后洞身尺寸2.5m(宽)×2.7m(高)，直墙高1.45m，隧洞采用C25防渗(W8)钢筋混凝土衬砌。

隧洞采用新奥法施工，钻爆法开挖，机械通风，有轨运输，喷锚执壶，监控量测，台车模筑。

2 施工准备

2.1 现场准备

隧洞钻爆开挖前，现场要达到业主要求的施工条件。水、电管线接入工地，对外交通、运料、出碴道路修通，场地平整，施工、生活设施搭建完成，排水、除污、防洪、防台、防火、通讯设施齐备。

施工所用火工材料、钻孔及出渣机械设备齐备并经检查、检修、状况良好。试验仪器、设备、（监）测量仪器按有关部门要求试验、标定合格后运至现场。

2.2 技术准备

施工前完成地质勘探，工程测量交接桩；会同业主、设计、监理进行施工图纸会审；技术人员完成实施性施工组织设计，质量计划，作业指导书等技术资料的编制和报审，并对操作人员进行详细的施工技术交底和质量、安全意识教育。

3 取水隧洞施工方案

3.1 取水隧洞总体施工方法

根据实际地形状况及目前水库施工进度、汛期之际情况，确定整体施工方案为：先从隧洞的进口段（上游段30m）及引渠段（进口段28m）进行施工，包括洞脸及其护坡、栏污栅和洞身衬砌的施工，赶在汛期前完成，并且封堵隧洞进口端，在封堵体中敷设DN1200钢管，并安装闸阀，封堵长度初定为10m。最晚在（7月15日）前拆除围堰，闸阀保持关闭状态，继续其它工程项目的施工。在进口段施工的同时，进行竖井、隧洞下游段及检收道路等的施工。隧洞下游段开挖完成后再从封堵端往出口衬砌混凝土。隧洞总体施工程序如下：

3.2 取水隧洞开挖方法

隧洞开挖主要采用全断面开挖的施工方案，利用气腿式手风钻钻孔，采用光面爆破的钻爆法进行开挖掘进，采用架设木模板、钢管支护等施工手段进行隧洞支护，并利用先进设备加强隧洞量测，指导隧洞施工。

对于洞口段和不良地质洞段，采用正台阶弱爆破或无爆破开挖，尽量减小对围岩的扰动，有效控制开挖规格，并利用架设木模板、钢管支护等施工手段进行初期支护。

施工中，为避免施工工序间的相互干扰，先进行隧洞的开挖及初期支护交叉作业待隧洞贯通后，再进行衬砌混凝土。

（1）施工测量控制 1）洞外控制

隧洞洞外采用三角测量，每个洞口至少设置三个平面控制点，且三个点互相通视，高程控制采用水准测量进行，每个洞口应布设两个精度水准点，两个水准点以安置一次水准仪即可联测为准。

2）洞内控制：

洞内控制采用导线法进行控制测量，在开挖面向前推进时，用以进行放样来指导开挖的导线，其边长为25～50m 。

（2）隧洞进、出口洞脸施工

隧洞进、出口洞脸段地层为全风化岩，下伏强风化岩，进、出口洞脸稳定性较差，因此隧洞进、出口洞脸段开挖方法采用明挖施工，明挖长度约5～8m ，施工中采用分段分层阶梯式开挖，逐次向下进行，开挖一层则立即按规范要求对坡面进行护坡处理，再进行下一层施工。地表的围岩为全风化岩层，开1：1，靠近洞底高程围岩挖边坡采用层，开挖边坡采用1：为强风化岩0.75，开挖时使用挖掘机开挖和装载土方，配备自

卸汽车装运土石方。 （3）隧

洞进、出口段的施工 隧洞进、出口段地层为强风化岩

层，围岩稳定性较差，采用半断面超短台阶长2m 并及时做好初台阶法施工，期支护。施工

作业程序如下：

施工方法：手持式风动钻钻孔爆破、人工推胶轮车出渣。施工临时支护采用木模板、钢管支撑支护。

进、出口段施工时，采用半断面超短台阶施工，台阶长2m，以人工配合机械开挖为主，松动爆破开挖为辅，每个循环进尺1m，每开挖2m施作一次初期支护。

在断层破碎带，采用半断面拱形开挖，留核心土方法施工，及时进行初期支护，台阶可适当延长。

（4）隧洞中间段施工

本隧洞仅约130m长，长度较短，后期施工由出口设一工作面进行。隧洞中间段地层为弱风化～微风化Ⅲ、Ⅱ类围岩，大部围岩稳定性较好，局部较差，施工开挖方法采用全断面光面爆破开挖，支护方法采用木模板、钢管支撑支护。施工作业程序如下：

3.3 爆破设计

隧洞采用的炸药有普通硝酸铵炸药和乳化炸药，药卷直径：周边光爆孔Φ25mm，其它孔为Φ35mm。线密度为0.75㎏/m；引爆雷管有非电毫秒雷管、8#纸壳火雷管。

为利于运输和减少仓库的储存量，降低这种危险品的储存风险和仓库的建造成本，决定每次只采购7天左右的炸药用量。

炮眼成孔采用气腿式风钻机。钻头为合金钻头、直径Φ42mm。钻杆为直径22㎜、长2.5m，另配备少量0.5m、1.0m及1.5m的钻杆以利补炮时用。

1）掏槽眼设计

采用相邻两茬炮间左、右布置掏槽眼，如上茬炮在左边，那么本茬炮掏槽眼布置在右边；本工程取水隧洞的掏槽眼的布置，因断面尺寸所限，决定选在洞中心，即最高点在断面的中部靠上方，不增加钻眼的难度。同时亦利周边炮孔的布置。

取水隧洞掏槽孔是二个正四方形布置，面积为0.64㎡，中间点和外四角点共装药5个，另4个空孔组成的四方形在中间，这种布置能增加爆破临空面，掏槽眼深度取2.2m ，角度取87º，掏槽眼线装药系数取0.818，掏槽眼单孔装药量为1.35㎏，掏槽眼总装药量为6.2㎏，掏槽眼方向不得与层理或节理平行，必需时可适当调整掏槽位置。如图1示。

2） 除掏槽眼外，隧洞端面上的其他炮眼应尽量使其在无夹制的情况下起爆。这不仅可获得良好的爆破效果，且对围岩的破坏也减低到了最小限度。为此采用矩形原理设计爆破的破裂线。

3) 测量放样：采用全站仪和水准仪进行放样。每次放样时，测量人员、现场技术人员及钻手一起于掌子面布孔放样，确保钻孔布孔质量，保证爆破效果。

4) 手风钻钻孔

a 、钻孔方法：采用简易的作业平台车钻孔，装2把手风钻，水压由洞外水池提供，风压由气压系统提供。

b 、钻孔顺序：先底孔、再掏槽孔、然后周边孔、最后是崩落孔。

c 、配合工作：底孔钻孔时，有时需要人工扒碴，以保证孔位的准确。工作

注：1.实心孔为装炸药孔，空心孔为不装炸药的孔。

2.爆破顺序为：掏槽眼1，2-3-4-5，周边

孔67-8-9-10，11-12-13-14-15-16，17-18-19-20-21

图1 掏槽眼及周边钻炮设计简图 单位：m