隧洞主要项目施工方法

隧洞主要项目施工方法

一、朝庄支洞施工

设计主体隧洞在20+258位置开凿支洞，以加快主体隧洞的施工进度和施工时的通风工作，支洞设计断面4×3m（宽×高），由地表按倾角20度、开口掘进斜井，然后与主体隧洞相接后，分别掘进至相邻标段分界点。

1、洞口位置确定后，根据设计要求挖掘斜井洞口土石方，土方用挖掘机开挖翻运，

石方采用凿岩爆破法挖掘后用铲运机铲运，到达斜井落坡点后按倾角20度向下，用YT-24型风钻凿岩，炮孔按设计断面布置，为减少超挖量，周边眼以光面爆破眼距参数布置，装药采用柱状装药、炸药为2#岩石硝胺炸药，用非电导爆管，火雷管引爆。斜井出渣，暂考虑人工出渣，工作面采用潜水泵排水至临时水池，然后用多级水泵排出到斜井地表，地面安装调度卷扬机一台，提升0.75立方米V型翻斗车，将矿车提出斜井，用人工推车至排废场卸碴。直到掘至引水隧洞。

二、应用光面爆破技术施工引水隧洞

光面爆破技术就是利用岩石抗拉强度远比抗压强度小的物理力学性质，采用合理的炮孔布置及药量分配，来实现沿炮孔连线方向上把岩石爆裂，形成巷道的轮廓线，为此本隧洞工程掘进中采取以下措施，来保证光面爆破顺利实施，以达到标文中对光面爆破的要求。

1、合理布置隧洞的周边炮孔

①周边眼的间距，根据掘进岩石性质不同控制在500-600mm。

②周边眼应精确的钻凿在设计的轮廓线上，互相保持平行，深度一致，眼底应

落在轮廓线外100mm处，既控制超挖，又能方便下一循环凿岩。

③正确确定光面层厚度，则周边眼的抵抗线，根据隧洞通过的岩石等级，分别

取600-800mm。

④同时起爆周边眼，用同一段雷管起爆以保证爆破瞬间产生重合应力场，使爆破相遇和叠加，产生药包连线上拉应力，形成炮孔连线方向上的破裂。

2、选用低猛度的炸药与合理的炮孔装药结构

①本工程采用2#岩石炸药，掏槽眼，辅助眼药卷采用Φ32mm、长200mm、每节重150g，周边眼采用Φ25mm、长200mm的小药卷，每节重100g。

②控制周边眼装药量，每米炮孔装药量在0.15-0.25公斤，比普通爆破法少。

③周边眼采用反向间隔装药结构，尽量使炸药均匀的分布在炮孔中。

3、凿岩

凿岩设备采用YT-24型或ZY-24型风动凿岩机，Φ22mm六角钢成钢成品钎，钎杆长1.5m、2.0m、2.5m 三种，钻头为一字形硬质合金钻头，钻头直径为Φ40mm,成孔后直径约42mm.工作面需3台凿岩机同时作业，分区包干，采用定人、定机、定位、定眼数、定时间的岗位责任制，凿岩时间约3小时。

4、爆破

爆破工作是光面爆破中的一项主要工序，特别是周边眼之间的起爆时差，直接关系到巷道壁的平整程度，为了满足爆破的要求，我们采用半秒差雷管起爆，

段别为1-8段，起爆顺序及装药量见表。

装药量及起爆顺序

①爆破参数的确定

（1）炸药消耗量q

根据光面爆破的有关资料及多年的实践经验确定

q=Q/V (kg/m3)=1.6kg/m3-2.8kg/m3,

根据不同的岩石类别作出相关的调整。

（2）炮眼直径

采用直径40mm的一字型钻头打眼，炮孔直径为42mm.

(3) 炮眼深度

采用2.5m长六角钢成品钎进行打眼，每次循环空眼深度为2.2m，装药眼深度为

2.0m。

（4）炮眼数目

根据现场岩石硬度系数f值不等，以f=7—9为例来进行说明，经有关光面爆破资料和经验，我们确定一次循环钻眼36只，详见图，当f为其他值时，视现场情况适当调整眼数。

5、装药结构与炮孔堵塞

掏槽眼与辅助眼的装药结构采用反向连续装药，周边眼采用不偶合装药，使用直径为25mm的药卷反向间隔装药

炮眼的填塞用1：3的泥沙混合炮泥，湿度为18-20%，因其具有良好的可塑性，又具有较大的摩擦系数。

6、起爆方法

装药结束后，将相邻炮孔的导爆管捆扎成2-3束，然后用火雷管连接，导爆管与火雷管用塑料带扎紧扎实，火雷管聚能穴用小纸团堵塞，防止火雷管的聚能穴冲断导爆管，影响正常传爆，最后点燃导火线一次起爆。

以上爆破参数需要在实践中试验、调整，通过多次摸索、总结，根据不同的岩石，选择合理参数，使光面爆破的巷道周边轮廓能符合设计，超（欠）挖量很小，岩面平整，对围岩破坏轻微，周边炮孔中的半面炮孔眼痕迹可清晰地保存在岩面上。

预期爆破效果

循环作业图表

三、岩碴装运

隧洞掘进中的装岩和转载运输工作，是掘进循环中最为繁重而又耗工费时的

一道工序，一般情况下装岩工序占掘进循环总时间的30-50%，因此必须采取合理的组织措施，配置合适的装截设备及转载调车设备，实现装岩转载机械化，减少调车辅助时间，以提高装岩机的实际生产能力，缩短装岩工序时间，是减轻劳动强度，提高掘进速度的重要措施。

1、装岩设备的配置

主体隧洞分南北二作业面，每个工作面一个循环进尺2.2米，岩碴量为20立方米（松方）需装车26辆，每个作业面各配一台Z-30型电动铲斗后卸式装载机，备用壹台。0.75立方米V型翻斗车24辆，可以满足装岩要求，经测算每循环装车时间3小时。

2、转载调车方法

在隧洞掘进中，每隔100米掘一个调车场，每个调车场能停放8辆矿车，调车场的长度控制在15m以内，在调车场到撑子面采用人工推车，调车场外采用电瓶车拉运。

3、碴石拉运

工作面爆破下来的石碴用Z-30型装岩机装入0.75立方米矿车，用2.5吨蓄电池电瓶车拉至支洞斜井底部车场。

4、提升排碴

斜井提升配备调度卷扬机一台，斜井斜长118M每次提升二辆重车，每小时提升10辆，每次循环爆破碴石提升时间为2.6小时，二个作业面提升为5.2小时/班。

碴石拉至地面后由人工推车至至排废场卸碴。

四、隧洞掘进时的临时支护

输水隧洞通过的岩层地质条件虽然较好，但由于受断层影响和不可预见地质情况出现，在施工准备阶段仍考虑巷道需要临时支护，以确保职工的人身安全和施工进度，本次隧洞掘进的临时支护采用本支护和钢支护，考虑地质有可能局部出现破碎地段，还准备采取素喷砼和锚杆金属网砼联合支护。

1、素喷射砼支护

主要用于Ⅲ类岩石地段的支护，采用425-525#普通硅酸盐水泥，中粗砂及瓜子片，为加快初凝速度，适当的加入速凝剂。喷射顺序先墙后顶的顺序进行，如需加喷第二层时，时间间隔在30分钟左右，临时支护喷砼厚度为50-70毫米，每米支护量为0.4m3/m。

2、锚杆、金属网、喷射砼联合支护

在隧洞通过断层Ⅳ类岩石时，岩石节理发育、破碎、松软，采用锚杆，金属网喷射砼联合支护，这种支护形式，使巷道顶、邦的压力由锚杆承受，而锚杆间的不稳定岩层由金属网和喷射砼承受，形成一个整体，增加围岩的整体性和稳固性。锚杆孔深2-2.5m，锚杆采用20mm螺纹钢配扣板，平面布置采用梅花形，锚杆孔排距为1米。

金属网由4-6mm钢丝编制而成，每张网的规格为1000×1500mm2，便于运输。

喷射砼应复盖全部金属网，不能露筋，厚度根据设计要求。

3、型钢金属支架支护

对特殊地段松软、破碎岩层、硐口部分平巷及涌水量大的地段，采用喷锚网砼支护有困难，采用金属支架支护，金属支架由14号槽钢加工制成，用金属构

件在现场装配，每架金属支架之间用16圆钢作连接拉杆，形成整体，防止继续冒落。特殊情况下，在永久支护时不拆除金属临时支加。砼衬砌时浇灌在里面。金属支架间距，视岩层稳固情况而定，一般在0.8-1.0m之间，每架14号槽钢金属支架加钢网及配件重约150公斤。

4、木支护：

对破碎地段的临时支护二边立柱，上部横木，横木上纵向木填塞到洞顶，具有支护快，造价低的好处。

五、不良地质条件及复杂地段下隧洞的施工

根据甲方提供的输水隧洞工程地质平面图，第7标段主体工程隧洞穿越岩层为凝灰岩，虽然围岩较好，但局部有可能由于受断层、压扭性、张扭性，形成破碎带和内劈理发育或含水流砂层，地貌上形成冲沟，工作面涌水量增高，在断层带中掘进隧洞，极易引起顶板冒落，对巷道施工进度和工程质量的保证影响极大，确定合理、可行的施工方案，对顺利通过复杂水文地质条件的地段，加快施工速度，确保工程质量有很大的实际意义。

1、在不稳定软岩或流砂层块段掘进：

（1）当工作面岩石不允许按设计断面施工时，可考虑用半园木，头部削尖，通过

后架设的临时支架顶向上10-15度强制插入，采用先护顶，后护邦。也可采用轻型铁轨替代园木公同样方式护顶、护邦开凿的隧洞断面必须能达到设计砼浇灌厚度的掘进断面。

（2）采用型钢金属支架

由于岩层松软。架设的支架在砼浇灌时很难拆除，为确保工程质量，简化施工工艺，一般确认难以拆除时，立模后将支架浇灌于内。

金属支架可采用槽钢弯制而成，形状为设计形状，考虑运输和架设时的方便可采用组装式，每架间用Φ16圆钢作拉杆。在金属架顶、邦铺设金属网，防止碎石漏落伤人。

（3）软岩中掘进，暂时允许暴露设计断面时：

A、以隧洞浇灌断面规格掘进，用托盘或涨塞锚杆作临时支护，进行护顶，护邦，

然后进行架金属网砼喷射临时支护。

B、为防止在爆破中冒顶增大开挖量，可在迎头打超前锚杆，锚孔以设计浇灌断

面圆弧形布置，眼距400-500mm，眼深2.5米。

2、控制爆破药量，以防顶邦冒落

在软岩中掘进隧洞，防止顶邦冒落的最有效办法，正确运用光面爆破，全断面一次成巷要得到理想的光面爆破，应对辅助眼和周边眼的眼距及抵抗线根据不同岩性进行现场试验。

3、隧洞涌水过大时先治水后施工

在含水量大的破碎层施工，必须先治水、后施工。治水主要途径：一放水、二堵水。

放水可用深孔钻机，以隧洞中心线形成30-40度夹角，钻凿钻孔放水，孔深一般20-25米，孔径100mm，由孔口套管接到引管沿隧洞边墙流入临时排水沟。

在用钻孔放水难以达到预定要求时，考虑注浆堵水。

4、在斜井底部建一个临时水仓，安装80D水泵2台，以防突然涌水，淹没隧洞。

七、C20砼衬砌：

C20砼衬砌10941m3，主洞长3016m，衬砌后净内径2m,砼厚0.30m。

施工顺序：先底拱，后侧墙顶拱。侧墙顶拱施工顺序为：施工准备→测量→放样→立模→绑扎钢筋→复查验收→灌注砼震捣→养护→拆模。底拱施工工时的顺序为；洞底修凿清理→测量放样→扎钢筋→复查验收→安装刮板模→砼入仓震捣→养护。

1）立模：侧顶模用有轨式钢模台车立模，通过人工螺旋调节骨架位置使符合设计轴线。

钢模表面应平整洁净，每次使用后均需清洗并涂上脱模油。侧模用定型钢模，封口部位拼接木模，使严密不漏浆。立模长度根据设计留伸缩缝的长度而定，根据设计，分缝为8m一段，一般确定为6米一段。底模用刮滑模，用1.5T卷扬机索引。

2）钢筋：钢筋按图要求制作，用交流弧焊机焊接，绑扎好的钢筋规格、位置、间

距、搭接长度、接头位置、保护层厚度均需符合图纸及规范要求。

3）砼浇筑：砼用350升拌和机在洞外拌制，骨料均过磅配料，严格控制坍落度，

经轨道车运入洞内，由砼泵入模，左右对称浇注，插入式震捣机震捣，浇捣后适时养护。

4）砼衬砌循环作业：

循环框图及台班时间：（拆模时间参照有关工程经验，实际施工后再于调整）。

以每8m一段计模板计周转期为3天，按每月9次计算配4×2套模板，（32m ×2），月衬砌进度可达288m×2，计划6个月完成侧墙顶拱衬砌，底拱及灌浆在侧墙顶拱养护期内穿插进行。按上循环方案，以8m长为一个浇筑单位，砼工作量19.2m3，二台350升拌和机一个台班能满足二头同时浇筑砼需要。

5）砼工程质量予控及通病对策：

砼工程的质量予控框图形及砼工程质量对策如下：（另附）

七、回填固结灌浆：

隧洞回填固结灌浆在衬砌砼达到70%以上设计强度时及时进行，按照先回填灌浆，后固结灌浆的顺序进行。回填灌浆孔布置根据设计要求，一般在拱顶120°范围内，灌浆孔采用予埋灌浆管，固结灌浆一般在回填模浆七天后进行。布孔按照设计要求，灌浆按照环间分序，环内加密的原则进行。

回填灌浆采用填压式灌浆方法，用SGB-3型灌浆泵施工，回填物由水泥、水、

细黄砂按设计配合比拌和而成，水灰比分1∶1，0.8∶1，0.5∶1四个比级，拌和物由灌浆泵灌入被回填处，在设计规定压力下，当灌浆孔停止吸浆五分钟后，回填灌浆结束。

固结灌浆采用风钻造孔，严格按设计要求的角度和深度钻孔，采用双缸立式灌浆机，用孔内循环法灌浆先洗孔，后灌浆，浆液由稀到浓，射浆管距孔底小于0.5m，全孔一次灌浆，吸浆量大时采用一泵一孔灌注，吸浆量小时可采用群孔并联灌注，固结灌浆压力，根据不同地段和孔深分别采用0.3-0.5Mpa，在规定压力下吸浆量小于0.4L/分钟，持续灌注30分钟，结束灌浆。如灌浆中途因故中断，必须马上处理，尽快恢复施工，如中断超过30分钟，则应进行钻孔冲洗或扫孔，然后继续灌浆，灌浆中出现异常情况，则应按有关规范作相应处理。

固结灌浆孔灌浆结束后，按规范或设计要求做好检查孔的施工和质量检查工作，并用机械封孔。

灌浆工程予控对策附后。

回填固结灌浆质量予控对策

八、通风防尘

横锦引水工程第七标主体工程隧洞长度3015m，在20+258处设施工支洞，洞身长约118m，从地表支洞分别向两端独头掘进至相邻分界线，独头长度分别达到1779m和1472m，要使烟雾、粉尘、有毒气体浓度不超过国家规定的人身安全保健水平和加快排烟速度，确保工程进度，必须要有可行的技术组织措施和先进的生产管理措施，本次掘进通风防尘以紧紧抓住“减、降、排、防”四个基本环节和措施，这四个环节措施内容如下：

1、减尘：（1）确保工业用水的水质。（2）控制炮孔装药量，避免岩石过于

粉碎而

造成粉尘增多。（3）装岩前对岩堆洒水，距工作面15m内冲洗岩邦。

2、降尘：（1）凿岩操作规定先开水后开风和先关风后关水的操作顺序。（2）

爆破

后采用爆破冲击波启动水幕，自动喷射水雾降尘。

3、排尘：排尘工作实质上是通风工作，将地表的新鲜空气以稀释并排出地

表，为

确保工作面的风量和风速，以迅速彻底把工作面的粉尘排至地表，本次通风方案如下：

（1）风机安装：离斜井出口处30m处，架设二台28KW轴流式扇风机，采取压

入式通风，一台风机的有效通风距离为1200m，在隧洞增加二台11KW 风机接力通风。在工作面分别约30m处用二台11KW风机向外抽出式作辅助通风。

（2）风筒架设：从斜井口、斜井、及引水洞均采用Φ500mm软质轻便风筒，每

节长100m，以减小接头过多的风阻。

（3）减少通风阻力系数措施：

a、风机和风筒尽量保持一直线，风机架设高度与风筒挂设高度一致，同时

做到

逢环必挂，缺环必补，始终保持风筒处于平、直、稳并避免折弯。

b、采用直径相同的风筒，以减少阻力。

（4）防护：通过上述措施，残留在工作面的空气中的粉尘虽趋于合格，但无法根

除，但仍需加强个人防护，作业时带防尘口罩。

综上所述，为了更好地做好通风防尘工作，在抓好减、降、排、防等四个环节的

措施，同时定期要进行排尘风速和测尘以便掌握防尘工作的主动权。一丝不荀地执行综合防尘措施，持之以恒，确保人身安全。

九、施工供排水、供风

1、供排水：

在支洞斜井掘进时采用工作面潜水泵排水，如在斜井掘进中出现涌水量较大，则

至离工作面6-8m垂高处安装临时储水箱，在储水箱安装一台扬程为50-60m的多级泵，泵型待斜井掘进时的涌水量的大小确定，掘进至斜井底部平巷段，选择合适位置开凿施工主隧洞的临时储水水仓，水仓容积暂定为30m3，安装二台扬程为50-60m，流量待涌水情况再作选择，使巷道涌水和施工用水，回流至储水仓，通过水泵，3寸排水管排出地表，流至排水沟。

供水在斜井口上部筑工业用水池，水池容积30m3，水源取于附近的水井或沟中，用水泵打入工业用水水池，在工业水池下部安装2寸管供井下作业面生产用。

1、井上下通讯

井上下的通讯联系采用安装二对直接对讲电话（作业面至井口），使井口与井下

业面保持通讯联系畅通。

2、压气供给

在井口安装二台10立方米/分和一台6立方米/分空气压缩机，通过3寸无缝钢管

输送至井下作业面，在用气高峰期时，考虑6台凿岩机同时作业，约需风量为20立方米/分，所以压缩机能力能满足生产要求。