锅浪跷水电站引水隧洞-主洞开挖支护专项施工方案.docx

1综合说明1.1工程概况锅浪跷水电站位于四川省雅安市天全县紫石乡境内，为青衣江一级支流天全河梯级开发中的龙头水库。本工程为混合式开发，坝址位于两河口下游约有70Om处，厂址位于下游约Ilkm处的傍海腔，与在建的脚基坪电站衔接。电站装机3X70MW,水库正常蓄水位1280.OOnb总库容1.84亿m3,具有年调节作用。我单位承建的引水隧洞标隧洞起点桩号为隧2+700,隧洞终点桩号为隧8+000,长5300mo主洞为圆形断面，III类围岩开挖断面半径为3.76m,开挖断面面积44.41m2,支护形式为永临结合，采用初喷12Cm厚C25碎，挂网6.515X15cm,边墙、拱顶设中22锚杆，长度3m,间、排距L25m,梅花型布置；IV类围岩开挖断面半径为3.75m,开挖断面面积42.88m2,临时支护采用初喷15Cm厚C25碎，挂网”6.515X15cm,边墙、拱顶设22锚杆，长度3m,间、排距1m,梅花型布置，设116型钢支撑，IV类围岩临时支护形式可根据现场围岩稳定性做调整；V类围岩开挖断面半径为3.75m,开挖断面面积42.88m2,临时支护采用初喷15Cnl厚C20碎，挂网”6.515X15cm,边墙、拱顶设中25锚杆，长度4.5m,间、排距1m,梅花型布置，设116型钢支撑。表IT引水隧洞围岩分类统计表隧洞编号隧洞长度(m)围岩类别长度(m)分布桩号长度百分比(%)引II（桩号2+7008+000）5300III4165.9K2+680K4+057.7、K4+500.9K5+842K6+532.9K7+98078.6%IV1068.8K4+057.7K4+500.9、K5+842K6+387.1、K6+452.4K6+532.920.2%V65.3K6+387.K6+452.41.4%1.2工期计划2#支洞上游段主洞开挖、支护计划完工时间(K2+680K4+008):2017年4月1日2#3#支洞段主洞开挖、支护计划完工时间(K4+008K6+440)：2017年6月30日3#支洞下游段主洞开挖、支护计划完工时间(K6+440K7+980):2017年10月31日1.3工程地质条件本标段范围内的引水隧洞(桩号2+700.08+000.0)工程地质条件评价于下：桩号2+7004+057.7,本段洞室埋深300600m°围岩为(62(3)的闪长岩、石英闪长岩，岩石强度较高，均属坚硬岩，但岩体裂隙较发育，较完整完整性较差。地表裂隙调查统计显示，优势裂隙主要有以下四组：N3045°W/SWN4555°、N6082°W/NEN1835°、N30°50°ENWZ60o75°、N825°W/SWN8090oo围岩分类以HI类围岩为主，局部稳定性较差，需加强支护措施。桩号4+057.74+500.5段，本段洞室穿越猫子溪沟，其沟底宽度2535m,常年有水，枯期流量约0.20.5m3s,沟底覆盖层厚度约5Ioin,隧洞埋深约44177m,洞顶以上基岩厚度约40167m。本段遂洞围岩主要由第三期(82(3)闪长岩和石英闪长岩组成，局部有花岗岩脉。地表裂隙调查统计显示,优势裂隙主要有以下四组:N35。WSWZ48o、N75°WNEZ20o、N30°ENWN65°、(4)N25oWSWZ82o。本段隧洞岩体以碎裂结构为主，岩体完整性较差，地下水丰富，且有地表水补给，隧洞围岩属IV类，洞室稳定性差，在施工中可能产生涌水和小规模塌方等工程问题，需加强支护和排水措施。桩号4+500.55+842.0段，本段隧洞埋深167m以上。围岩主要由第三期(62(3)新鲜闪长岩和石英闪长岩组成，局部有花岗岩脉，岩石坚硬，岩体为镶嵌碎裂次块状结构，局部碎裂结构。围岩分类以HI类围岩为主，局部稳定性较差，需加强支护措施。桩号5+842.06+532.9段，隧洞埋深50261m。本段洞室穿雄磺溪沟，雄磺沟是引水线路区切割最深的一条冲沟，汇水面积大，枯期流量在lm3s以上，冲沟覆盖层厚度020m,洞线位置处沟底基岩裸露，隧洞埋深约50m。本段围岩由第三期(2(3)闪长岩和石英闪长岩组成，局部有花岗岩脉。雄磺沟地表裂隙调查统计显示，优势裂隙主要有以下四组：N3045°W/SWN4555°、N6082°W/NENI835°、N30o50°ENWZ60o75°、N825°W/SWN8090°。根据雄磺溪沟的锅ZK45钻孔取样试验，微风化闪长岩单轴饱和抗压强度Rs=154MPa,微风化花岗岩单轴饱和抗压强度RS=II9MPa,岩石强度较高，均属坚硬岩。弱风化岩体厚度为32m,声波纵波波速Vp=L85.0kms,完整性系数KV=O.100.55,微风化岩体未揭穿，声波纵波波速Vp=3.6-5.3kms,完整性系数KV=O.330.7,弱风化、微风化波形曲线起伏变化均较大，反应岩体裂隙发育且不均一，完整性差。根据钻孔压水试验成果，隧洞底板以上岩体透水率q=2.633.3Lu,属弱中等透水。本段隧洞围岩分类以IV类围岩为主，岩体结构属镶嵌碎裂碎裂结构，岩体完整性较差较破碎，洞室稳定性差，在施工中可能产生涌水和模塌方等工程问题，需加强支护和排水措施。本段尾部6+387.l6+452.4段为闪长岩与花岗岩的接触带，裂隙较为发育，岩体较破碎，属V类围岩，围岩极不稳定，建议及时支护并采取必要的排水措施。桩号6+532.98+000段，隧洞埋深320730m0洞室围岩由以二长花岗岩、钾长花岗岩为主的花岗岩类(k2(5)及闪长岩捕虏体或包裹体组成，岩石强度较高，属坚硬岩。岩体中发育有N3045°WNEN7080°、N215°WSWN4055°、N5062°ESEN2850°、N7585。WSWN6070°四组构造裂隙，裂隙密集，岩体较完整性差完整性差。该段洞室围岩分类以HI类为主，局部稳定性较差，需加强支护措施。由于隧洞埋深大于700m,深埋隧洞开挖时，部分洞段存在发生岩爆的可能，施工中需要加强监测，并采取相应的防治措施。2,引水隧洞开挖施工2.1 施工规划本标段主体工程为：2+700.0-8+000.0m,共计5.3km；2#施工支洞长330.71m,与引水隧洞相交于隧4+008.108m,主洞上游控制桩号隧2+700.0-4+008.108m,共计1308.108m；3#施工支洞长440.98m,与引水隧洞相交于隧6+440m,主洞下游控制桩号隧6+4408+000.0,共计1560m；2#下游3#上游中间段控制桩号隧4+008.1086+44Onb共计2431.892m；引水隧洞主体工程施工以2#、3#施工支洞为交通通道，将引水隧洞分4个工作面进行施工。2.2 开挖施工方法据本工程隧洞特点，结合我公司同类工程施工经验，在隧洞施工中，坚持按新奥法原理组织施工，以光面爆破为基础，围岩监控量测为依据，地质预报为先导，适时调整爆破方案，重视初期支护，严格施工复合衬砌。隧洞施工过程中全面贯彻新奥法施工原则，充分利用围岩的自承能力和开挖面的约束作用，采用锚杆及喷混凝土为主要施工支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导施工。引水隧洞开挖掘进采用钻爆法施工。手风钻或气腿风钻钻孔，人工装药爆破，由2.0-3.Onf侧卸式装载机装8t自卸汽车出渣。组织机械化施工，实施开挖（钻、爆、装、运）、支护（拌、运、喷、锚）、衬砌（拌、运、灌、捣）三条机械化作业线。主洞爆破开挖与支护施工详见附图27洞内出渣支护施工图、附图2-2引水隧洞支护施工图、附图2-3引水隧洞爆破网络图。In类围岩采取光面爆破法掘进，分两次爆破，第一次爆破预留底板1.5m,全部开挖完成后，由内到外进行二次爆破剩余L5m。第一爆破单循环进尺3.Om,In类围岩月平均进尺160m月，第二次爆破单循环进尺平均IOm,月平均进尺450m/月。IV类围岩地段采取弱爆破台阶法开挖。开挖分上、下断面开挖，下断面预留L5m,上断面开挖采用全断面开挖方法。下断面开挖采用全断面法一次开挖成型。单循环进尺2.0m,月平均进尺120m月。第二次爆破单循环进尺平均IOnb月平均进尺450m/月。V类围岩分上、下断面开挖，下断面预留1.5m。上半断面视地质情况分两部开挖或中导洞先行的三部开挖方法。下半断面开挖采用全断面开挖或错口开挖。单循环进尺0.6-1.0m,月平均进尺60m月。第二次爆破单循环进尺平均IOiI1,月平均进尺450m/月。V类围岩段根据实际情况确定是否采用爆破法开挖，如果岩性较好则采用弱爆破法开挖，如果围岩非常破碎，则采用挖掘机开挖。断层破碎带采用42小导管进行超前支护，在注浆强度达到要求的情况下在进行台阶分部法开挖。出渣采用ZL40B型侧卸装载机装渣、8T自卸汽车运输。2.3 开挖施工工艺洞身开挖施工工艺流程分别见如下框图所示。(1) W类围岩开挖工艺流程：开挖准备已开挖洞段的通风散烟，喷水除尘安全清撬、危石处理安全监测出渣、清底延伸风水电管线，转入下一循环图2-1III类围岩开挖工艺流程框图(2) IV类围岩开挖工艺流程：开挖准备测量放线装药爆破通风散烟，喷水除尘己开挖洞段 的锚喷支护安全处理、平渣安全监测锚杆钻孔、安挂钢筋网延伸风水电管线,转入下一循环图2-2IV类围岩开挖工艺流程框图、(3)V类围岩开挖工艺流程：图2-3V类围岩开挖工艺流程框图2.4 主要施工作业措施2.4.1 In类围岩开挖工艺作业措施开挖准备：洞内风、水、电就绪，施工人员、机具准备就位。测量放线：施工测量采用全站仪进行。测量作业由专业人员实施，每排炮后进行设计规格线测放，并根据爆破设计参数点布孔位。断面测量滞后开挖面1015m,按5m间距进行，每个月进行一次洞轴线及坡度的全面检查、复测，确保测量控制工序质量。同时，随洞室开挖、支护进度，每隔20m在两侧洞壁设一桩号及高程标志。钻孔作业：由熟练的风钻技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。各钻手分区、分部位定人定位施钻，实行严格的钻手作业质量经济责任制。每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查。周边孔及掏槽孔的偏差不得大于5cm,其它炮孔孔位偏差不得大于IOcmo装药爆破：炮工在装药平台上按钻爆设计参数装药。崩落孔采用“35mm药卷连续装药，周边光面爆破采用“25mm药卷竹片绑扎间隔装药，孔口用砂袋堵塞严实；装药完成后，由技术员和专业炮工分区分片检查，联结爆破网络，撤退工作面设备、材料至安全位置，非电毫秒雷管引爆，周边光面齐爆。通风散烟及除尘：施工过程中一直启动通风设备通风，爆破散烟结束后，对开挖面爆破渣堆洒水除尘。安全处理：爆破后，用装载机（或人工）清除掌子面及边顶拱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，可先喷一层5cm厚碎，出渣后再次进行安全检查及处理。在整个施工过程中，设专职安全员每天进行安全检查，发现问题及时处理。出渣及清底：引水洞采用ZL50B侧卸装载机配8T自卸汽车运到指定料场。引水洞底部垫L5m厚的石渣，施工支洞将底部石渣清理干净，为下一循环的开挖创造条件。围岩支护：每排炮开挖结束后，对局部稳定差的岩体及时进行随机砂浆锚杆支护,系统喷锚支护滞后开挖作业面不大于30m。安全监测：开挖5IOm后，随开挖进度设置围岩收敛监测断面，In类围岩观测断面间距50m,观测频次按规范要求进行，观测成果及时整理分析，发现异常情况，及时上报监理人研窕处理。在喷砂或衬砌砂上设置动态观测点，对爆破震动情况进行监测，每次爆破后及时整理观测成果，以指导爆破施工。2.4.2 W、V类围岩开挖工艺作业措施IV、V类围岩除按HI类围岩施工工艺和方法施工外，还需采取以下措施：地质探察：在开挖过程中，加强地质跟踪及超前预报，必要时钻超前勘探孔摸清围岩条件，以便采取恰当的施工程序及措施，保证围岩稳定。超前支护（根据实际情况确定）：IV、V类围岩开挖钻孔前，采取超前注浆小导管（或超前锚杆）预支护洞顶围岩，以增强围岩自稳能力。钻爆作业：按照“短进尺、弱爆破、少扰动”的原则施工。开挖按浅孔、小药量、多循环钻爆，钻爆循环进尺视地质情况采用0.82.5m。爆破崩落孔采用32mm药卷装药，周边孔采用25mm药卷间隔装药，根据爆破试验确定线装药密度，并严格执行。围岩支护：经安全处理后，立即对顶拱或边墙进行一次支护，支护内容包括设临时砂浆锚杆、挂钢筋网、安装钢筋格栅拱架(型钢拱架)和喷碎，在紧急情况或成孔条件差时采用自进式预应力高强锚杆快速支护。围岩支护稳定后再进行出渣。碎跟进衬砌：通过变形监测，如发现隧道围岩变形速率急增，采取一次支护及加强支护措施后尚不能满足稳定要求时，及时进行边、顶拱钢筋碎衬砌。安全监测：为保证施工安全，IV、V类围岩收敛监测断面间距缩短为1520m,加密观测，及时整理上报观测资料。2.4.3 其它地质缺陷处理施工中遇到地质缺陷时，按设计要求挖除不良岩体，然后回填碎，再钻孔进行灌浆。其施工工艺流程为：开挖一基面验收一绑扎钢筋一碎浇筑一灌浆一验收。开挖采用人工手风钻钻孔，小药量松动爆破，装载机配自卸汽车运输出磴。碎浇筑采用砂搅拌运输车运至工作面泵送辅助入仓浇筑。2.5 爆破设计引水隧洞III类、IV类、V类围岩均采用上、下分层二次爆破开挖，下层底板预留1.5m厚保护层，；III类围岩单循环进尺2.5m,IV类围岩单循环进尺1.5m,V类围岩单循环进尺LOm。爆破方法为，上层采用一次爆破成型，隧洞开挖贯通后，下层底板采用台阶爆破开挖，周边孔采用光面爆破。爆破参数详见：图4-6引水隧洞爆破网络图。(1)掏槽形式根据地质特性，均采用“六星直眼掏槽”的型式，利用非电雷管引爆。开挖爆破布孔及爆破参数见开挖爆破设计图。(2)炮孔布置周边孔的孔距以(1015)d(d为孔径，拟用50mm)控制，最小抵抗线与孔距之比控制在L30L33之间。掏槽孔布置于断面中心部位，中间空孔直径为100mm0崩落孔按等间距，尽可能梅花形布置，最小抵抗线与孔距之比控制在11.2。(3)爆破方法和爆破顺序爆破采用导爆索串、并联形成爆破网络，以毫秒延发雷管实现微差爆破。起爆顺序：由掏槽孔一崩落孔一周边孔的顺序分段起爆。(4)爆破参数爆破参数根据类似工程经验拟定，不同岩石洞段开挖拟采用的爆破参数如下：引水隧洞In类岩石洞段，周边光面孔间距50CITb崩落孔排距80cm,孔距80cm；掏槽和崩落孔采用32药卷紧密结构，周边孔采用625药卷间隔结构；每循环爆破预期进尺2.5m。引水隧洞IV类岩石洞段，周边光面孔间距50cm,崩落孔排距80CiTb孔距80cm；掏槽和崩落孔采用32药卷紧密结构，周边孔采用25药卷间隔结构；每循环爆破预期进尺1.5mo引水隧洞V类岩石洞段，周边光面孔间距50CITb崩落孔排距80cm,孔距80cm；掏槽和崩落孔采用32药卷紧密结构，周边孔采用625药卷间隔结构；每循环爆破预期进尺1.Omo引水隧洞施工支洞洞段，周边光面孔间距50cm,崩落孔排距80cm,孔距80cm；掏槽和崩落孔采用32药卷紧密结构，周边孔采用625药卷间隔结构；每循环爆破预期进尺：In类2.5m、IV类1.5、V类LOnU各断面的开挖爆破设计参数详见爆破设计图。2.6 洞内照明、通风散烟、施工降尘及排水2.6.1 洞内照明洞内照明满足文明施工和施工总布置要求，系统引接电源线统一布置，安全、美观、可靠和便于检查和维护。洞内照明线同其它动力线分开布置，采用节能灯进行照明，洞内一侧按Iom间距布置40w以上节能灯。靠近掌子面采用行灯变压器接灯照明，便于爆破时移动和拆除。2.6.2 通风散烟根据施工通风要求配置相应的通风机设备及布置通风管，通风机安放在牢固的钢结构支架平台上，通风管牢固固定在隧洞壁上。加强通风散烟运行管理必须做好以下工作：(1)采用强力轴流风机通风，设专人对洞室通风进行管理，隧洞未贯通前始终开启通风设备，从施工安排上尽量提前导洞，以便形成良好通风循环，改善洞室通风条件。(2)配置有害气体的监测、报警装置和喷雾降尘装置，爆破通风散烟后，洒水将爆渣浸透。(3)加强引水洞上下游施工工作面爆破时间控制，保证同时散烟除尘，改善洞内烟雾和粉尘浓度，加快施工进度。(4)加强对进洞机械的维修保养。建立专门的维修班，对洞内施工机械定期保养、检查，提高内燃机柴油的燃烧率。(5)慎重选择油料及柴油添加剂。施工中使用含硫量低的柴油品牌，并选用适用的柴油添加剂以降低一氧化碳的排放浓度。(6)对部分机械进行机外净化，配备有催化剂的附属箱，将其连接在尾气排放管,把发动机排出的废气用催化剂和水洗的办法来降低其中的有害气体。(7)洞内造孔设备采取湿式凿岩，喷射混凝土采用湿喷法施工。(8)根据洞室开挖实际需风量及时调节风机运行功率，在爆破后排烟及出渣期间通风机全功率开启，其余工序作业期间相应减小通风机负荷，或根据实际情况间歇通风,在保证通风效果的情况下，节约能源及设备。(9)加强对进洞机械的维修保养。建立专门的维修班，对通风机械定期保养、检查，确保通风机械处于良好的运行状态。(10)风筒均采用新购，并尽量采用软风筒，以提高效率。（三）定期不定期进行通风设备的电源开关及供电线路的安全检查，出现开关损坏或线路破皮、落地等问题时，及时更换电源开关，修补破损线路并将落地线路进行架空处理。确保通风设备的安全正常运行(12)安排专人进行通风管路的日常观测及维护人员。当风筒出现破损、接口脱落等现象时，将通风机关闭电源停止运转后安排人员进行风筒更换和连接等处理，处理完毕并且维护人员撤离工作部位后方能重新通电供风。(13)在风机周围使用隔离设备，并设置安全标示牌。2.6.3 施工降尘洞内粉尘90%来自凿岩作业，其次是由爆破产生，装偷、运输所占比例很少。隧洞施工防尘主要方法是湿式凿岩作业、喷雾洒水降尘、机械化正常通风及加强个人防护等。经过处理后粉尘允许浓度：每m3空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg；含有10%以下游离二氧化硅的水泥粉尘为6mg；二氧化硅含量在10%以下，不含有毒物质的矿物性和动植物性的粉尘为IOmgo(1)采用湿式凿岩利用高压水湿润岩粉，变成岩粉浆液，冒出炮孔，防止岩粉飞扬。(2)出碓防尘放炮后出偷前，用水枪在掘进工作面自里向外逐步洗刷隧洞顶板及两帮。水枪距工作面1520m处，水压一般为O.30.5MPa0(3)装硝洒水在装麓前及装1®时，向磴堆不断洒水，直到石砧湿透。对干燥的石磴，其洒水量可取48Lm3;如果石硝湿度大，可以少洒水或不洒水。(4)喷砂防尘采用湿喷工艺，填加粘稠剂、速凝剂等外加剂，也可加入合成纤维降低回弹率。严格按照喷射砂操作规范控制风压，一般控制在0.15MPa以内。在喷射碎工作面设局部风机和集尘仪。(5)个人防护掘进、装磴及其他辅助作业工人佩带防尘口罩。喷射砂工作人员佩带附有净化器和呼吸器的防尘安全帽。2.6.4 洞内排水上坡向进行开挖掘进时，在边侧预留20CmX20Cm排水沟，排水沟到洞外后需顺泄槽延伸排水系统到施工区外。下坡向进行开挖掘进时，隧洞内两侧设置宽为20cm,深为15Cm的排水边沟，每隔50100m左右设口径为60cm,深为50Cm的排水集水坑，将渗水汇集到集水坑后，采用7.5KW结合2.2KW水泵进行抽排，管路沿着洞挖向内延伸。2#与3#施工支洞两边侧开挖20cm×20cm系统排水沟作为主洞开挖排水通道，洞外接临时道路靠山侧排水沟，跨洞口段埋设D200钢管排水。3.支护工程3.1 施工布置(1)施工用风、水、电施工用水采用专用管线自总布置形成的系统中引至各施工部位。施工供风：采用集中供风的形式，利用开挖布置的供风管路引接至工作面。施工用电直接采用专线自总布置形成的线路中引接。(2)作业平台，采用移动钻爆台车作业平台，同时不能影响开挖交通。(3)制浆系统在各个支护工作面设置移动式制浆站，各制浆站布置若干锚杆注浆机或砂浆泵，根据现场场地情况，在其旁设适宜的水泥平台和砂料堆放场地。(4)混凝土拌合站利用施工总布置的混凝土拌和站，将拌好的混合料采用混凝土搅拌运输车运至各施工部位。(5)锚杆、管棚、钢拱架及钢筋网片加工，在加工厂内加工，加工好的材料采用汽车运输至各施工部位。3.2 引水隧洞支护施工3.2.3 引水隧洞支护参数1、III类围岩地段：围岩稳定性较好，开挖后围岩自身能维持1个月以上的稳定。在施工中视开挖后地质情况，在岩层完整且无渗水地段，为加快施工进度，在距工作面4050m距离范围内施作锚杆。岩层破碎、有渗水地段，及时施作支护。先素喷3cm厚25,L=3.0m1.25m,再挂拱部钢筋网6.515Cm的方网，最后再喷9cm厚混凝土。2、IV类围岩：先初喷3cm厚混凝土，根据围岩情况施作拱部系统锚杆，再挂拱部钢筋网(6.515Cm的方网)，最后再喷9cm厚混凝土。必要时采取钢支撑支护。3、V类围岩边顶拱类围岩：开挖爆破后安全处理后，先喷3cm厚碎封闭岩面，然后架设钢支撑，制安锚杆，固定支撑，并逐层喷碎到要求的厚度。采用钢支撑与喷锚碎联合支护，16#工字钢，围岩间距IoOCm,锚杆采用25,L=4.5ml.0l.2m；并挂设钢筋网6.515cm,喷混凝土C25,碎厚12cm；3.2.4 不良地质洞段的处理措施3.2.4.1 不良地质洞段开挖支护措施对于围岩破碎带、断层带、软弱夹层等不良地质洞段，主要依靠地质素描、超前勘测等方式，提前掌握围岩地质情况，采取超前管棚小导管预支护的方式进行加固，开挖则采用“短进尺、弱爆破、强支护”的方式，控制开挖对周边围岩的震动，避免出现塌方。开挖后即时采用钢拱架对岩面进行支撑，每完成一循环进尺后，立即在开挖面上初喷5cm厚的C25混凝土，然后将钢拱架靠上，用径向锚杆固定，钢拱架幅间用22钢筋焊接联系，并在相间挂钢筋网，最后补喷C25混凝土至设计厚度。钢拱架采用116工字钢，紧贴岩面安装，间距0.5LOnb钢拱架之间采用22钢筋纵向连接，连接筋间距0.5m,采用25、L=4.5m锁脚锚杆焊接固定，锁脚锚杆间距1.0m,沿钢拱架布置。当锁脚锚杆与系统锚杆冲突时，取消锁脚锚杆，用系统锚杆焊接钢拱架。挂中6.515CnIXI5cm的钢筋网，喷C25混凝土至15CnI厚。3.2.4.2 塌方段处理(1)预防塌方施工措施预防隧洞施工坍塌，首先作好地质预报，选择相应的安全合理的施工方法和措施，现场施工时，主要遵照以下要点：a、先排水；b、短进尺；c、弱爆破；d、强支护；e、快衬砌；f、勤检查，勤量测。随时掌握围岩变形数据，仔细观测每次爆破的围岩情况，并进行认真分析，如发现问题要及时采取措施，防患于未然，杜绝塌方事故发生。(2)处理塌方的方法及步骤a、深入现场观察研究，分析塌方原因，弄清塌方规模、类型及发展规律，核对塌方段的地质构造和地下水活动状况，尽快制定切实可行的塌方处理方案；b、对一般性塌方，在塌顶暂时稳定之后，立即加固塌体四周围岩，及时支护结构物，托住顶部，防止塌穴继续扩大；对于较大塌方或冒顶，还应妥善处理地表陷坑；c、有地下水活动的塌方，应先治水，再治塌方；d、认真制订塌方处理中的安全措施，认真组织塌方处理专业队伍，充分保证处理塌方的必须器材设备供应。（3）塌方处理方法不同类型的塌方，选择不同的处理方案。某些塌方还需综合处理才能达到目的。对于一般的塌方，采用锚喷法进行处理，其处理程序如下：a、排除淋水，用M9mm钢管插入排水孔内3060cm,钢管与岩面用棉纱封紧，再用1：1水泥砂浆（加速凝剂）堵在棉纱外面，在钢管出口套塑料管，沿洞侧悬挂，将淋水导入排水沟内；b、喷早强砂，封闭补平岩面，厚25cm；c、按间距0.6X0.8m梅花形埋设锚杆（采用22mm螺纹钢）,长3.0m,外露0.1m；d、挂网，网格20X20cm,与岩面密贴并与锚杆头焊接；e喷第二次早强碎，厚810cm;塌方段通过锚喷处理基本稳定后，再采用管棚法施工工艺通过该洞段。施工过程中严格控制进尺，采用控制爆破，以保持围岩不受过分扰动和减少因爆破造成的局部应力集中，保证岩面规整，为锚喷支护创造条件。同时利用管棚管对不良地质洞段进行固结灌浆，加固围岩和止水，使围岩达到稳定。塌方非常严重的部位，为防止四周岩体松动后产生更大规模的塌方，应在锚喷支护完成后对塌方段进行砂浇筑，然后对洞顶孔穴进行回填和灌浆处理。塌方处理方法见附图3-903.2.43地下水处理措施对地下水的处理方法主要包括超前预报、超前小导管灌浆、渗水引排等。(1)超前预报是预防大规模涌水发生的关键。施工中，应根据设计地质勘测资料、地质素描、超前钻孔勘探等方式，对围岩含水情况进行判断，对于确定会存在大量涌水的部位，采用超前小导管灌浆的方式对围岩进行固结，加强围岩稳定性，减小透水率，避免出现大规模涌水影响施工安全。超前小导管灌浆沿隧洞边墙及顶拱布置，采用42L=6.Om小导管，间距2025cm,仰角、外插角510°,循环间距1.02.0m。小导管端头加工成锥形，并封焊严实，便于插入岩体，管身设溢浆孔，按梅花形排列，后端Im范围不设溢浆孔，管尾设一个加固环。小导管适量灌浆固结，使松散的围岩形成一层水泥胶结体拱圈，灌浆压力控制在O.20.3MPa,浆液采用水灰比为0.5：11：1的纯水泥浆和水泥浆与水玻璃混合浆液(水灰比0.5：1-1：1,水玻璃浓度为3840Be',体积比1：0.3-1：0.8)。(2)对于已经发生的涌水，主要采用预埋排水管引排的方式处理，并对涌水段采用钢拱架加强支护，确保施工安全。钢拱架采用116工字钢，紧贴岩面安装，间距0.51.0m,钢拱架之间采用22钢筋纵向连接，连接筋间距0.5m,采用22、L=3.Om锁脚锚杆焊接固定，锁脚锚杆间距L5m,沿钢拱架布置。当锁脚锚杆与系统锚杆冲突时，取消锁脚锚杆，用系统锚杆焊接钢拱架。挂6.515CmXl5cm的钢筋网，喷C20混凝土至15cm厚。3.2.5 支护施工注意事项支护施工前，先清除开挖表面松动的岩块、浮渣。喷射混凝土施工作业前，先冲洗岩面，并保持岩面湿润；准备工作平台，并预埋控制检验喷混凝土厚度的钢筋条，并检查和试运行各施工工作面照明和风水管路。当洞内围岩情况较好时，支护施工可滞后开挖掌子面一段距离进行，但当围岩情况较差时，支护施工紧跟开挖掌子面。3.2.5.1 锚杆施工(1)工艺流程锚杆在钢筋加工厂内制作，自卸汽车运至现场，人工在作业平台上安装锚杆。注浆采用锚杆注浆机进行。锚杆的钻孔孔径大于锚杆直径，并满足施工图纸的要求。砂浆锚杆可选用“先注浆后安锚杆”的程序，其钻孔直径需大于锚杆直径15mm以上。对于施工图纸有规定的，按施工图纸要求进行施工。先注浆后安锚杆施工工艺流程如下：先注浆后安锚杆施工工艺流程图(2)材料a、锚杆：锚杆的材料应按施工图纸的要求，选用热扎H级或IlI级螺纹钢筋；b、水泥：注浆锚杆的水泥砂浆中的水泥应采用水泥强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥；c、砂：采用最大粒径小于2.5mm的中细砂；d、水：水质应符合相关规程规范规定；e、水泥砂浆：砂浆标号必须满足施工图纸的要求砂浆锚杆的水泥砂浆的抗压等级不应低于20Mpa；f、外加剂：按施工图纸要求，在注浆锚杆水泥砂浆中添加的速凝剂和其它外加剂,其品质不得含有对锚杆产生腐蚀作用的成分。(3)锚杆现场试验锚杆类型有砂浆锚杆，锚杆在施工前，主要进行以下锚杆试验工作：a、通过室内试验筛选23组满足设计要求的砂浆配合比并编写试验大纲报批进行生产性试验。b、注浆密实度试验：选取与现场锚杆的直径和长度、锚杆孔径和倾斜度相同的锚杆和塑料管，采用与现场注浆相同的材料和配比拌制的水泥浆或水泥砂浆，并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆，养护7天后剖管检查其密实度。不同类型和不同长度的锚杆均需进行试验，通过试验确定注浆方法和砂浆配比。(4)普通砂浆锚杆施工普通砂浆锚杆采用锚杆手风钻钻孔、注浆机注浆和人工安装。造孔a、选用手风钻造孔。b、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；局部加固锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向相反，与滑动面的交角应大于45°。c、锚杆的钻孔孔径应大于锚杆直径，并满足施工图纸的需要。施工图纸未作规定时，对于顶拱锚杆、倾角大于45°以上的锚杆以及6m以上的锚杆，采用“先安锚杆后注浆”的程序，其钻孔直径须大于锚杆直径25mm以上。其它砂浆锚杆可选用“先注浆后安锚杆”的程序，其钻孔直径需大于锚杆直径15mm以上。对于施工图纸有规定的，按施工图纸要求进行施工。d、水平锚杆施工时为有利于灌浆，可向下倾斜2。；锁口锚杆向岩石内偏转使其与洞轴线呈10°夹角；洞室交叉口周围的锚杆如距洞口距离小于Im时，可调整锚杆位置,并向岩石内偏转使其与洞轴线呈1520°夹角。钻孔的倾角偏差角应小于2。锚杆孔深必须达到设计要求，孔深偏差值不大于50mm。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。e对钻孔的孔径、孔向、孔深及孔清洁度进行认真检查记录。f、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。锚杆的安装及注浆a、注浆锚杆选用II级螺纹钢筋；水泥应采用强度等级不低于42.5普通硅酸盐水泥;砂采用最大粒径小于2.5mm的中细砂；砂浆强度等级必须满足设计要求；在注浆锚杆水泥砂浆中添加速凝剂和其它外加剂，符合GB50086-2001标准。在使用速凝剂前，做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，初凝不应大于5min,终凝不应大于IOmino危险部位的砂浆锚杆可改用无机快速微膨胀材料。b、锚杆注浆的水泥砂浆配合比,在以下规定的范围内通过试验选定：灰砂比为1:11:2（重量比）；水灰比为0.38:l0.45:1。c、注浆前，将孔内的岩粉和水吹洗干净。并用水和稀水泥浆润滑注浆管路。d、锚杆安装按施工图要求程序进行。锚杆安装采用“先注浆后插锚杆”时，先将注浆管插至距孔底50100mm,随砂浆的注入缓慢均匀拔出，浆液注满后立即插杆。锚杆安装采用“先插锚杆后注浆”的程序时，先插入锚杆和注浆管，锚杆应插入孔底并对中，为保证锚杆居中，每隔3m加焊短钢筋作为支撑点。注浆管应插至距孔底50100nmb孔口溢出浓浆后缓慢将注浆管拔出。e灌浆过程中，若发现有浆液从岩石锚杆附近流出应堵填，以免继续流浆。f、浆液一经拌和应尽快使用，拌和后超过规范规定使用时间的浆液应予以抛弃。g、无论因任何原因发生灌浆中断，应取出锚杆，并用压力水在30min内对灌浆孔进行冲洗。如果在重新安装时发现钻孔被部分填塞，应复钻到规定的深度。h、锚杆安装后5天内，不得敲击、碰撞、拉拔锚杆和悬挂重物。3.2.5.2 钢支撑施工(1)施工工艺流程钢支撑施工工艺流程图(2)钢支撑施工方法开挖过程中当遇不良地质洞段时，开挖即时采用钢拱架对岩面进行支撑，每完成一循环进尺后，立即在开挖面上初喷一定厚度的混凝土，然后将钢拱架靠上，用径向锚杆固定，钢拱架桶间用e22钢筋焊接联系，并在福间挂钢筋网，钢筋网与钢支撑焊接牢固。在混凝土衬砌施工前，按监理工程师的指示，拆除一定范围的钢筋网，以保证混凝土衬砌尽量填满空隙。钢拱架的制作：钢拱架制作结合洞身断面尺寸和钢材长度进行下料，拟在加工厂内用自制工字钢弯曲机进行弯曲制作，制作前按1:1比例放样，设立1:1胎模的工作台，钢拱架分段制作，按单元拼焊后，运至现场安装。其制作要求如下：加工尺寸准确，弧形圆顺；型钢焊接长度满足规范要求；焊接成型时，沿钢拱架两侧对称进行，钢架主筋中心与轴线重合，接头处相邻两节中心重合，连接孔位置准确。钢拱架的安装：钢拱架加工好并编号后，运至现场焊接或用螺栓连接成榴，根据开挖分层、分区分段安装固定。立柱底设钢垫板，打锁脚锚杆固定，必要时浇筑基础混凝土。测量定位后，由人工配合机械架立钢拱架，纵向用钢筋与拱架连接成整体，最后拱架与临时、随机锚杆头焊接及覆盖钢筋网焊接。钢拱架安装在初喷混凝土及挂钢筋网后进行，钢拱架与喷混凝土面之间应紧贴，在安装过程中，当钢架与洞壁之间有较大间隙时用钢楔楔紧。安装工作内容包括定位测量、安装前的准备和安设。a、定位测量：首先测定出钢拱架中线，确定高程，然后再测定其横向位置；安设方向为该点的法线方向；上下、左右偏差小于±5cm。b、准备：运至现场的单元钢架分单元堆码，安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖侵入净空部分，保证钢架正确安设，钢架外侧有不小于5cm的喷射混凝土，安设拱脚或墙脚前，清除垫板下的松渣，将钢架置于原状岩石上，在软弱地段，采用拱脚下垫钢板的方法。C、安设：钢架与初喷混凝土之间紧贴，在安设过程中，当钢架与围岩之间有较大间隙时安设垫块，垫块数量不大于10个，两排钢架间沿周边用钢筋联接，形成纵向连接系。拱脚高度不够时设置钢板调整，拱脚高度低于上半断面底线以下IOcnio钢架安装完成后，和接触的锚杆头焊接牢固，使之成为整体结构。(3)钢支撑施工质量控制a、金属材质检验：每批钢支撑材料均应附有生产厂家的质量证明书，按施工图纸规定的材质标准以及监理工程师指示的抽检数量检验材料的性能。b、加强钢支撑的制作过程控制，根据洞身尺寸量身制作，制作过程必须在技术员的指导下进行。c、焊接由专业焊工施焊，并对焊缝按规范要求进行现场抽样检查，确保焊缝质量。d、安装位置由测量定位，并在基础面上做好标示，严格按预先编好的分节号码进行拼接，并打锚杆进行固定或加设垫板固定。3.2.53喷混凝土施工(1)说明本工程喷射混凝土包括喷射素混凝土、锚秆喷混凝土、喷射钢筋网混凝土等施工作业，均采用湿喷法进行施工。(2)施工原材料a、水泥：选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥，当有防腐或特殊要求时，经监理工程师批准，可采用特种水泥。水泥强度等级不应低于P.O32.5。b、骨料：细骨料应采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数宜大于2.5,使用时的含水率宜控制在57%；粗骨料应采用耐久的卵石或碎石，粒径不应大于15mm；喷射混凝土中不得使用含有活性二氧化硅的骨料，喷射混凝土的骨料级配，应满足下表的规定。喷射混凝土用骨料级配项目通过各种筛径的累计重量百分数(%)0.6mm1.2mm2.5mm5mmIOmm15mm优(%)17-2223-3135-435