地下洞室开挖工程

7 地下洞室开挖工程

7.1工程概述

7.1.1引水隧洞工程

引水系统包括进水塔、引水隧洞、调压井和压力管道。

引水隧洞为城门洞型，开挖断面2.4×2.4m，长约3697m，坡比3‰。砼衬砌段：衬厚20cm，进出口段采用钢拱架，长为1297m；锚喷段：喷厚5cm混凝土，长为920m。在整个洞线上布置三条支洞，长度分别是243m、212m、95m；支洞与主洞的相交桩号分别是1+171m、1+806m、3+351m。

7.1.2调压井

调压井井深35m，内径为5m，底部高程为1533.50m，井口平台高程为1571.50m；调压井衬砌厚度为0.75m，1557.0m高程以下部分采用钢衬，钢板厚度为10mm。

7.1.3右岸导流洞

导流洞也为城门洞型，开挖断面尺寸为2.4×2.5m，洞挖长约120m，衬厚20cm。

洞挖支护工程量一览表表7-1

7.2工程地质条件

引水隧洞和导流洞进出口段洞室需加强支护，支护类型以衬砌为主，衬砌长度为1297m。洞身段围岩基本稳定，对部分稳定性差的洞段围岩采用锚喷支护，锚喷长度为920m。

7.3洞挖施工特点、难点及措施

（1）隧洞洞线长，洞径小，开挖钻孔、爆破、出渣、支护各工序交叉作业，相互干扰大，合理安排施工顺序、施工工艺、组织计划是保证隧洞开挖安全、质量和进度的关键。

（2）隧洞进出口围岩段的爆破开挖需加强控制并及时支护。施工中需加强监测工作，并根据现场情况采用超前小导管灌浆或超前锚杆等方法提前支护。

（3）主洞与支洞和洞井交叉位置处，应加强支护确保开挖质量与安全。7.4施工方案

7.4.1引水隧洞和导流洞施工方案

引水隧洞和导流洞开挖采用YT-28手风钻造孔爆破、全断面掘进。洞内铺设轨道，扒渣机配合动力牵引矿车出渣。为保证洞挖交通顺畅，每隔120-150m扩挖设一错车道，支护作业紧随开挖进行。洞口用装载机装渣，二次倒运。

针对本工程工期较紧，单工作面掘进线长等特点，引水隧洞洞挖工程共分为7个作业区，从3个支洞和主洞进水口分别掘进。3#支洞下游工作面开挖至调压井底部后进行调压井开挖。作业分区详见表7-2。

引水隧洞作业区划分表表7-2

导流洞洞挖工程划分为2个作业区，从导流洞进出口分别掘进。

7.4.3调压井开挖方案

调压井开挖采用先打导井，然后再扩挖的施工方法，导井采用潜孔钻一次成孔，自上而下分段进行爆破，形成直径为2.0m的导井。当导井贯通后再自上而下进行扩挖成井，通过底部引水隧道中的扒渣机装渣，矿车运输运至洞口。7.4.2作业循环

作业循环见表7-2。

开挖单循环作业时间计划表单位：h 表7-3

挂网、喷混凝土、格栅拱等，时间按多个循环平均时间考虑。

7.5施工布置

2.5.1施工道路及通道布置

根据现场地形及施工范围，结合现有施工道路为隧洞进出口及各支洞修建一条施工出碴道路。道路布置详见施工总平面布置图。通过出渣道路拉运渣料至指定堆放点。

7.5.2风、水、电布置

（1）供风：施工用风主要是工作面手风钻造及喷混凝土支护用风，在引水隧洞进出口和支洞进口各布置1-2台21m3/min电动空压机，用3″钢管和2″PVC 管供风至作业面。

（2）供水：施工用水主要是钻孔与除尘用水，由洞口高位水池供水，采用1.5"钢管供水至作业面。

（3）排水：洞内布置3"主排水管至工作面附近，积水区域用2～3"潜水泥浆泵抽水至主排水管排出洞外。

（4）供电：根据招标文件，通过我方与电力商业机构之间的供电合同，在现场区域的变电站处供应。可提前架设线路，施工用电采用电缆经500KWA变压器引至洞内。

（5）照明：洞内照明线路采用电缆供电，分别敷设380V动力线和36V低压照明线。洞内已成洞段采用防水日光灯照明，每隔10m安装一盏60W防水灯，距离工作面30m处设置投光灯。

（6）通风：为满足洞内环境卫生标准，保证洞内作业人员新鲜空气的供应，拟采用混合式机械通风：在引水隧洞进出口和支洞进口各布设1台22kw强力轴流风机向洞内送风，风筒为Φ80cm的柔性风筒，风筒长度保证出风口距工作面不大于30m。洞内接力，200m-300m布置一台接力风机。

7.6施工方法

7.6.1洞挖施工工艺框图见图7-1。

7.6.2钻孔

开挖采用光面爆破全断面开挖的方式一次成型，造孔采用YT-28型手风钻在自制平台上进行，孔径42mm。周边孔必须在测定出的轮廓线上开孔，孔间间距偏差不大于5cm，掏槽孔孔位偏差不大于5cm，其它爆破孔位偏差不大于10cm。

洞内开挖风水电布置、施工方法、开挖布孔及爆破参数图附图

7.6.3装药、爆破

采用人工装药，掏槽孔及主爆孔药径均为32mm，周边光爆孔药径25mm。用潮湿的黄土或粉砂土堵孔，非电雷管毫秒微差起爆。

7.6.4通风散烟

出碴前和出碴过程中启动通风设备通风对开挖面爆破碴堆洒水除尘，所有进洞车辆均安装尾气净化器，使洞内有害气体和粉尘含量控制在规范允许范围内。

7.6.5危石及欠挖处理

（1）施工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。

（2）欠挖地带岩石处理以人工手持钢钎撬挖或人工手持风镐撬挖。

7.6.6出渣

引水隧洞和导流洞均采用扒渣机装渣，洞内铺设轨道，动力牵引矿车出渣。

7.6.7洞挖施工中拟采取的主要技术措施

7.6.7.1洞口锁口

在洞挖前先要对洞口进行修整并锁口锚固，然后才能进行洞挖施工。

7.6.7.2洞口段石方开挖

在洞口段岩体风化，整体性差，采取先挖导洞再扩挖成洞的方法，及时锚喷支护锁口，且采用短进尺、弱爆破、勤量测。

7.6.7.3不良地质地段石方洞挖（主要是Ⅳ类围岩区）

（1）根据现场围岩条件采取一定的预支护措施，如超前锚杆支护、超前小导管支护、管棚支护等；

（2）开挖时按“短进尺、弱爆破、勤量测、强支护”的原则进行施工；

（3）加强光爆质量、降低爆破单响药量，减小爆破振动对围岩的影响；

（4）预先准备足够数量的钢格栅，以能及时对不稳定地段进行强支护。7.7支护施工工艺

根据围岩类型的不同，采用以下三种支护方式：

第一种：隧道进出口段，断层及其影响带，I16 a=50cm的拱桥进行加固。

第二种：隧道5

第三种：用于f≥7的隧洞段，锚杆φ16 ，a=100cm

7.7.1砂浆锚杆施工

（1）砂浆锚杆施工工艺流程

砂浆锚杆施工工艺流程见图7-3。

砂浆锚杆施工工艺流程图

图7-3