土洞开挖方案

隧洞出口洞脸和洞身段开挖方案

1.1工程简介

3#洞进口位于前庄村，出口位于向阳村村口，向阳灌区设计补偿供水流量为1.0万m³/d，最大补偿供水流量为1.3万m³/d，最小补偿供水7200m³/d，饮水量大于原“两泉”总出水量，能够弥补原泉水的水量损失。原隧洞洞内土质情况为第四系上更新统坡洪积混合土块。

1.2工程布置

1.本工程无压隧洞引水，可自流进入向阳灌区，供水隧洞由西向东布置，隧洞分别在上林舍沟及前庄沟处露头，两沟将供水隧洞分为三段，分别编号为1#、2#、3#隧洞。供水隧洞平面布置上均为直线，由西向东走向，总长 3.32km，设计底坡为0.25‰，为无压隧洞，3#隧洞围堰类别大部分为Ⅳ～Ⅴ类，仅出口段为土洞。隧洞横断面型式采用城门洞形，净宽2m,净高

2.6m，采用C

钢筋混凝

25

土衬砌厚0.3m。

2.根据工程的特点和现场施工条件，充分利用现有场地、交通及供水、供电、通讯和当地的资源条件，综合利用永久工程布置的有利条件，在施工场内合理规划施工场地，施工道路、施工供水、供风、供电系统以及混凝土拌和系统和各加工厂等临时施工生产辅助设施及生活管理辅助设施，按文件要求，做好土石方开挖堆料场的规划。

1.3土方洞挖工程

1.3.1 出口洞脸开挖

首先校测基准点线的测量精度，校核资料和数据的准确性，按照施工要求布设施工控制网，放样洞脸开挖边线，并用木桩及白灰将边线标识，使土方施工人员能够准确控制开挖范围。

根据测量资料及现场情况，先进行洞脸及周边边坡开挖，洞脸开挖采用220挖机按1：0.75的坡度开挖至设计高程。洞口土方开挖后，先人工平整坡面，将浮土、碎石等覆盖物清理掉，再喷浆支护，以保证其周围土体稳定；并在洞口和左右两侧设排水沟与洞外排水系统连通。由于受雨水影响，洞口5米范围内采

用加强支护措施，每50cm支一品I14的型钢拱架，再挂网喷浆支护，以保证洞口的安全。

1.3.

2.洞身开挖

3#隧洞出口段的土方洞挖，由于断面尺寸较小，主要以人工开挖为主，不宜采用机械开挖。自上而下分台阶进行，人工开挖采用铁锹、洋镐、风镐，含沙砾石段宜采用风镐进行。人工挖土料后利用扒渣机装入三轮车直接运至洞外，然后用50 装载机进行散料。开挖进尺达到1m后，人工进行修边处理并及时进行钢支撑支护及挂网，安装完成后，随即进行喷射混凝土施工。

由于隧洞轴线发生变化，洞内地质情况不明，故聘用地质工程师对洞内的地质情况进行实时监测，对于特殊地段地质情况发生较大变化的，必须报于监理，经业主、设计、监理和施工方共同确认后，制定出安全的施工方案，再进行后续开挖。土洞段和Ⅴ类围岩段每开挖一段后,随即进行全断面挂网，按50cm支护一榀I14的拱架，在喷锚支护（具体支护断面尺寸及材料用量见附图1）。

如果在土方洞挖中，遇到大的石头，可采用小规模爆破。开挖施工过程中做好洞内围岩监测工作。施工过程中，遵循确保安全、短进尺、快封闭、强支护、及时衬砌的原则，并指定专人做好地表沉陷、顶拱下沉、周边位移等施工监控工作。开挖后的洞壁要求平整，不允许出现过大的起伏差，不允许欠挖。土洞沿线采用100w白炽灯照明，10m一个，工作面20m范围采用36v安全电压照明。1.4石方洞挖

3#隧洞的石方洞挖，其围岩类别为Ⅳ类和Ⅴ类围岩。岩性较差，采用钻爆法进行施工。

洞身采用城门洞型，设计开挖宽 2.8m，高 3.3m，开挖断面积较小，采用YT-28型气腿式手风钻钻孔，全断面一次性爆破开挖，周边采用光面爆破，出渣采用三轮车出渣，利用扒渣机装车后运至洞口临时渣场，然后用ZL50装载机装散料。

为了在石方洞挖中能按合理的爆破参数进行施工，提高开挖质量，在石方洞挖前，应进行专门的钻孔爆破设计和试验。爆破设计的内容包括掏槽方式、炮

眼布置、装药量和装药结构以及堵塞方式、起爆方法和顺序等。在爆破试验前，

首先应按爆破设计初选各爆破参数，而后进行光面爆破试验，通过爆破试验，为施工选定合理的爆破参数。本工程将洞身开挖起始段作为试验段，通过爆破试验逐步调整爆破参数，以达到良好的爆破效果。

起爆网络采用电起爆网络，采用的火工材料为2#岩石炸药、防水乳胶炸药、导爆索、塑料导爆管秒延时雷管、电雷管。

钻孔爆破基本参数包括单位岩体炸药消耗量q、单孔装药量q

d

、工作面总

钻孔数量N、一次开挖循环炸药量Q、周边孔平均炸药量q

p

、辅助孔（崩落孔）

平均炸药量q

n 、掏槽孔炸药量q

cut

以及掏槽形式等。

（1）掏槽方式

根据洞身的工程地质条件及开挖断面大小，石方洞挖时采用单空孔直桶菱形掏槽方式。掏槽孔布置在开挖断面的中部，桶形掏槽装药孔的装药长度一般不小于炮孔深度的90%，第一炮孔到空孔的距离应不大于1.5倍空孔直径。

（2）单位岩体炸药消耗量q

单位岩体炸药消耗量，取决于岩石性质，隧洞断面、炮孔深度及掏槽方式等多种因素。根据经验，隧洞断面在4～100m2时，按如下经验公式计算，并进行适当调整：

q＝14/s+a

式中：q—单位岩体炸药消耗量

s—断面面积，m2；

a—修正系数，取0.6～0.8，炮孔偏差小取小值。

（3）单孔装药量q

d

，根据如下经验公式计算：

q d ＝πd²/4×△L

a

式中：q

d

—每个炮孔的炸药用量，kg；

d—药卷直径，m；本工程采用2#岩石炸药，d＝0.032m；

△—药卷装药密度，kg/m3；本工程采用2#岩石炸药，△＝1.1×103kg/m3；L—炮孔平均深度，m；

a—充填系数，按《水利水电施工手册》第二卷表5-3-6选用。（4）工作面总钻孔数N，用如下经验公式计算：

N＝qV/q

d

式中：N—工作面总钻孔数；

q—单位耗药量，kg/m3；

V—爆破岩体的体积，m3；

q

d

—单孔装药量；kg。

(5）一次开挖循环炸药量Q，用如下经验公式计算：

Q＝qdN

式中：Q—一次开挖循环炸药量；kg；

(6）掏槽孔炸药量qcut，按如下经验公式计算：

q

cut

＝1.25Q/N

式中：q

cut

—掏槽孔的炸药用量，kg/孔；

(7）周边孔平均炸药量qp，按如下经验公式计算：

qp＝EWLp（0.5～0.8）q

式中：qp—周边孔的平均炸药用量，kg；

E—周边孔间距，m；

W—周边孔的最小抵抗线，m；

Lp—周边孔的孔深，m；

q—单位耗药量，kg/m3。

(8）辅助孔（崩落孔）平均炸药量qn，按如下经验公式计算：

式中：qn—辅助孔（崩落孔）的平均炸药量，kg；

N

cut

—掏槽孔数（不含空孔）；

N

p

—周边孔数；

N

f

—底板孔数；

q f —底孔炸药用量kg/孔，qf＝（1.1～1.2）Q/N。

)

N

N

(N

N

)

N

q

N

q

N

(q

Q

q

f

p

cut

f

f

p

p

cut

cut

n

+

+

-

+

+

⨯

-

=