大沙沟隧道施工方案.docx

1、大沙沟隧道施工方案大沙沟隧道施工方案1 工程概况1.1概述 【1公路】1隧道在大沙沟沟口下游侧进洞（进口里程K1+065.00，高程419.29m），隧道从大沙沟下通过，绕避左岸泄洪洞尾水洞、厂房尾水洞、电站地下厂房、导流洞等工程区及河岸陡峭地形段，在大坝上游约1.40km位置兴田沟沟口下游侧出洞（出口里程K4+948.00，高程441.28m），全长3883m；洞内设平面交叉连接至左岸厂房尾水洞平台【102公路】、至厂房和安装间【101公路】、至上游围堰【103公路】，隧道总体走向平行金沙江。【1公路】1隧道为单洞双向交通隧道，公路等级为露天矿山二级公路，隧道净空12.05.0m，进厂交通段

2、最大纵坡3（施工临时交通段最大纵坡：5.5），路面结构类型为钢纤维混凝土路面（fcm=6.0MPa），地震基本烈度为度。隧道工程主要项目包括洞口明挖、坡面防护、超前支护、洞挖、喷锚支护、钢支撑、防水层、砼衬砌、路面砼及隧道永久照明、消防设施等。隧道主要施工技术特性见下表 所示。 隧道施工工程特性表 洞长(m)围岩类别、洞长（m）主要工程量明挖（m3）洞挖（m3）砼（m3）喷砼（m3）型钢（kg）锚杆（根）钢筋（kg）38833010090366310980487334117731156012929439217927640881.2工程地质条件(1)隧洞进口段K1+065.00K1+128.00

3、隧洞进口段，长63m，基岩裸露，边墙及底板为二叠系峨眉山玄武岩第十三层（P213）顶部角砾集块熔岩、紫红色凝灰岩，顶拱为第十四层（P214）下部致密状玄武岩，强度较高，地层产状平缓，岩体风化卸荷较强烈，据地质调查估计，弱风化水平深度约4050m；强卸荷水平深度约1015m；弱卸荷水平深度约4050m。岩体多发育短小裂隙，优势方向主要有3组：N30W/SW7080，延伸长12m，普遍张开23cm；SN/W7080，延伸长23m，闭合无充填；N30E/SE2030，延伸长12m，闭合无充填。地表水流丰富，应有相应的排水措施，围岩类别以类为主，隧洞围岩稳定性差，应加强支护处理措施。洞脸边坡稳定受风化

4、卸荷控制，构造裂隙延伸短小，整体稳定性较好，注意局部掉块现象，开挖坡比为1：0.75，并采取支护处理措施。洞口顶拱附近为大砂沟的沟口，沟谷切割较深，常年均有水流，洪水期流量可达15m3/s，应加强排水处理措施。（2）隧洞洞身段K1+128.00K4+898.00隧洞洞身段，长3770m，上覆埋深一般150300m，最大可达400m以上，地层为二叠系峨眉山玄武岩第313层（P23P213），岩性为致密状玄武岩、斑状玄武岩、含斑玄武岩、玄武质角砾集块熔岩等，岩体新鲜，强度高。地层产状平缓，层间、层内错动带较发育，隧洞线将遇到C3 C12等10个岩流层界面，均有不同程度的构造错动，错动强度由低高程向

5、高高程逐渐增强，主要集中分布在12-13（C12）、9-10（C9）、8-9（C8）、7-8（C7）之间，破碎带宽度一般厚510cm，局部可达2030cm，错动带物质大多为0.53cm的玄武岩角砾、碎块，夹少量岩屑，极少含泥。层内错动带在各岩流层中随机分布，主要集中分布在8层中部、6层中部、5、4层等部位，次为9、7、12层，而10、11、13层较少，据坝区勘探揭示，错动带长度以2050m为主，小于10m和大于100m的较少，破碎带宽度一般为25cm，局部可达1020cm，由角砾、碎块组成，含少量岩屑，极少含泥。隧洞深埋部位地应力的最大主应力1=1620Mpa，方向N6070W，属中等应力区，

6、围岩强度应力比S4。隧洞沿线为基岩裂隙水，岩体透水性微弱，地下水不活跃，洞壁一般干燥。隧洞沿线岩体新鲜完整，嵌合紧密，岩体多呈块状次块状结构，地应力量值中等，地下水不活跃，围岩稳定性较好，以类围岩为主，具备成硐条件。层间、层内错动带发育段围岩稳定性较差，为类。（3）隧洞出口段K4+898.00K4+948.00隧洞出口段，长50m，上覆埋深一般1030m，最大可达50m。地表分布大片崩坡积覆盖层，厚度一般35m，最大可达10m，粒径大小相差较大，结构松散。基岩为二叠系峨眉山玄武岩第四层（P24）中上部，岩性为含斑玄武岩、角砾集块熔岩，强度较高，岩体风化卸荷较强，据地质调查估计，弱风化水平深度约

7、4050m；强卸荷水平深度约1015m；弱卸荷水平深度约4050m。岩体多发育短小裂隙，优势方向主要有3组：N2030W/SW7080，延伸长23m，普遍张开23cm；SN/W7080，延伸长23m，微张；N3040E/SE2030，延伸长12m，闭合无充填。由于靠近兴田沟，地表水流丰富，应作好相应的排水措施，围岩类别以类为主，隧洞围岩稳定性差，应加强支护处理措施。1.3 隧道衬砌及施工支护【1公路】1隧道围岩地质条件较好，仅作为施工交通的类、类围岩隧道段采用喷锚支护衬砌，其余隧道段均采用复合衬砌。隧道进出口段、偏压隧道段类围岩段：利用超前小导管进行超前支护，采用台阶法开挖，开挖后及时完成喷锚

8、支护和钢支撑组成的初期支护系统，并在施工监测围岩变形基本稳定后，及时进行二次模筑钢筋混凝土衬砌。隧道类围岩段：利用超前锚杆进行超前支护，采用台阶法或全断面开挖，开挖后及时进行初期喷锚支护（裂隙组合不利于围岩稳定段，同时设置格栅钢架支撑），并在施工监测围岩变形基本稳定后，及时进行二次模筑钢筋混凝土衬砌。隧道类、类、类围岩段：采用全断面开挖，开挖后及时进行初期喷锚支护，并在施工监测围岩变形基本稳定后，进行二次模筑混凝土衬砌，对仅作为施工交通的类、类围岩隧道段不进行二次模筑混凝土衬砌。隧道衬砌及支护参数见下表 。 隧道衬砌及支护参数表围岩类型初 期 支 护二次衬砌砼喷层锚 杆超 前 支 护钢 架拱墙

9、仰拱路面部位直径长度间距环纵部位直径长度间距环纵型号间距mmmmmmmmmmmmmmmmmII类250拱墙253.51.00.8拱426.00.44.2型钢0.8900500320III类150拱墙253.51.01.0拱254.50.43.0700320IV类120拱墙253.01.21.0500320V类100拱252.51.01.0300320类50拱252.51.21.23003202施工布置2.1 风、水、电供应（1）施工供风隧道进出口明挖段主要采用CM351（自带风）、YQ100B以及手风钻开挖，采用21m3/min和9m3/min移动式柴油空压机解决潜孔钻和手风钻的供风。洞挖段开

10、挖主要采用BOOMER353E三臂凿岩台车（用电）；锚杆主要利用各工作面三臂凿岩台车闲置时间施工，以手风钻辅助施工；喷锚主要采用一部砼喷车（用电）施工，并在各工作面配置一台湿喷机辅助施工。供风主要解决锚杆及喷锚施工时的辅助用风，在隧道进、出口及102#支洞口附近各布置一座30m3/min空压站，采用6钢管引至工作面。（2）施工供水1#隧道进口工作面在大沙沟沟口附近的440m高程台阶上修一150m3水池（1#水池），雨季从1#隧道进口的大沙沟内取水，在枯水期可用水泵从江中抽水补给； 1#隧道出口工作面在兴田沟460m阶地上建一100 m3（2#）的生产用水池，用2钢管从1#隧道出口的兴田沟内取水

11、。102#公路隧道工作面在洞口附近设一50 m3水池（3#水池），用2钢管与下游1#水池连接，雨季时引管从附近沟内引水。各工作面供水均从对应的水池用4钢管引至洞口位置，再用2钢管接至工作面。（3）施工供电、照明及通讯在隧道进口设置一台500KVA变压器、出口及102#公路支洞口各设置一台400KVA变压器，供洞口轴流风机、空压站及沿线照明等用电。距各工作面150200m再设置一台400KVA移动式变压器，供各个工作面三臂凿岩台车、钢模台车、砼喷车及水泵等设备用电及工作面照明用电。前期施工在业主供电线路未提供前，在各洞口配备一台150KW的柴油发电机组，供洞口轴流风机及沿线照明用电；在各工作面配

12、备一台250KW柴油发电机组，供三臂凿岩台车、钢模台车、水泵等用电及工作面的照明用电；配备一台150KW的移动式柴油发电机组，供砼喷车用电。洞内非作业地段采用220V白织灯照明，开挖、支护工作面使用投光灯照明，照明度满足要求。隧道施工各工作面采用无线通讯设备进行联系。2.2 施工通风隧道进、出口及102#支洞口各安装两台55KW的轴流式风机，配两根1m直径加肋软风筒接至工作面。各工作面均采用正负压混合式通风，爆破后洒水降尘，并做好个人防护。2.3施工排水隧道进、出口工作面均为下坡施工，施工废水及地下渗水在工作面用污水泵汇水至移动泵站，然后由移动泵站排出洞外，移动泵站由2-3m3的自制铁皮水箱加

13、一台潜水泵组成，排水管为6钢管用法兰盘连接，沿洞线布置。2.4施工道路及碴场规划1隧道进口位于现有道路上方，为便于及早将施工设备运至【1公路】进洞口施工，拟修一条施工支路R1-1，起点为【11公路】与左岸乡村公路的交点，终点至【11公路】与R1公路的平交点，全长约75m，最大纵坡约10%，路面宽度7.0m。隧道出口紧靠现有道路，其高程较现有道路稍高，可结合区域地形沿坡修筑R2临时施工道路：起点为【1公路】出洞口K4+948.00，接左岸原有乡村公路，终点为豆沙溪沟碴场，全长约700m，路面宽度为57m，最大纵坡约10%，作为K3+100.00K4+948.00的洞挖出碴运输通道及遂洞衬砌混凝土

14、运输通道。具体见总平面布置图。1隧道K1+065.00K3+100.00段洞挖碴料，运至癞子沟碴场堆放，平均运距约3.5km，其中部分微风化玄武岩可作为筹建期砂石骨料料源在癞子沟碴场回采； K3+100.00K4+948.00段洞挖碴料运至豆沙溪沟碴场堆放，平均运距1.8 km，其中微风化玄武岩可作为砂石骨料料源用于加工碎石和砂，其余用于路基填筑。3施工程序安排3.1 施工程序安排原则根据本工程的特点、施工条件及工期要求，施工程序原则如下：工程开工前期，抓紧施工临时施工便道，为大型机械设备的进场提供条件。同时通过现有的便道，人工抬运小型施工机具进入隧道进、出口工作面及支洞口工作面，根据设计及实

15、际地形，修好洞口明挖截水沟，人工进行洞口上部分明挖施工；便道打通后，尽快组织大型明挖设备进行洞口明挖，加强洞口位置的支护施工，争取早进洞。隧道施工结合施工通道布置划分为进口、出口及102#支洞三个工作面平行作业施工，每个工作面均配备一部三臂台车进行开挖及部分锚杆的施工。根据工作特点及进度安排，102#支洞工作面进洞以后，应全力向出口工作面方向施工。施工中组织好开挖、支护、砼施工等多工序平形交叉作业，抓好工序衔接、减少施工干扰，提高施工效率，以缩短直线工期。洞挖施工根据不同围岩条件选用中导洞法（、类围岩）、分层分部短台阶法（、类围岩）等不同的开挖支护程序，确保成洞稳定和安全。隧道砼衬砌与开挖支护

16、平形作业，施工中采用两套钢模台车，一套从隧道进口向出口方向，一套从隧道出口向进口方向浇筑，102#支洞工作面主要采用二套拱架向出口方向浇筑。施工时先浇底拱及回填砼，后浇边顶拱砼。基层砼及路面砼滞后洞身衬砌砼一段时间分块浇筑。3.2 施工程序框图 隧道施工程序框图（进口工作面） （支洞口工作面） （出口工作面） 4 进出口明挖及支护施工4.1 施工程序隧道进、出口以及102#支洞明挖自上而下分台分层进行开挖，支护、排水及时跟进。其施工程序如下： 隧道进出口明挖及支护施工程序 4.2 施工方法及工艺措施 （1） 开挖准备 由测量工放出洞口设计开挖边线，核实开挖断面，人工清除开挖区内的植被、杂物，按

17、设计开挖坡外截水沟，由施工道路进入开挖区内开挖形成集碴平台及施工便道。 （2） 土石方开挖洞口土石方开挖按照图纸的要求，在洞口施工放样的线位上进行边坡、仰坡自上而下的开挖，采用小药量、弱爆破，尽量减少原地层的扰动。松软地层开挖边坡、仰坡时，随挖随支护，加强防护，随时监测、检查山坡稳定情况。及早修筑洞门，尽量安排在2004年雨季前施工。洞门基础必须置于稳固的地基上，做好防水排水工作，不得被水浸泡。土方开挖前期采用人工开挖削坡，后期则采用推土机、 挖掘机由施工便道进入开挖区。开挖从上往下开挖集碴至集碴平台，在集碴平台上采用推土机集碴，装载机、挖掘机挖装， 815T自卸车运输开挖料至弃碴堆料场弃碴。

18、石方开挖前期施工采用手风钻钻孔进行浅孔爆破；为了保证施工工期，待施工便道形成以后，地势平缓处采用CM351型高风压钻机或YQ100-B型潜孔钻钻孔进行深孔爆破，同时辅以手风钻的开挖方案。采用CM351型高风压钻或YQ100-B型潜孔钻钻孔爆破开挖时控制开挖台阶高度约68m，采用手风钻钻孔浅孔爆破开挖时，每层钻孔开挖厚度控制在23m，每开挖一层形成平台，做好平台排水工作，使平台形成流水纵坡，不积水。在集碴平台上采用推土机集碴，装载机、挖掘机挖装， 815T自卸车运输开挖料至弃碴堆料场。在开挖过程中，土质边坡用挖掘机挖成设计坡度；石质边坡采用光面爆破技术控制边坡的平整度；堆石崩积体边坡采用浅孔光面

19、爆破并辅以挖掘机进行开挖，基础预留1.5m 保护层，浅孔爆破开挖，对于软弱、破碎基岩，则最后留足2030cm的撬挖层，人工撬挖。以满足设计要求。开挖前认真做好爆破方案设计，并在现场作生产性试验，优化、调整爆破参数。开挖中严格控制开挖规格，同时尽量减少爆破震动对边坡稳定的影响。（3） 边坡处理及防护人工配合挖掘机修整开挖边坡，使边坡平整，无松动块石，测量人员测量实际开挖断面，做好验收资料，呈报工程师提请验收，验收合格后，方可进行支护及排水的施工。（4）洞门砼洞门端墙砼与洞口相邻的拱墙砼衬砌同时施工，连成整体。施工主要采用钢模台车，端墙砼采用组合模板立模，砼搅拌车运输，泵送入仓。（5）洞门回填洞门

20、端墙的砌筑与墙背回填，两侧同时进行，防止对衬砌产生偏压。 5 隧洞开挖施工5.1 开挖支护方案及程序根据本隧洞的特点和工期要求，采用以三台三臂凿岩台车为主的大型机械化钻爆法施工，出碴采用3m3 侧卸装载机配15t自卸车运输。喷砼以砼喷车为主，各工作面配置一台湿喷机进行辅助施工。锚杆施工则以三臂凿岩台车为主，手风钻辅助的方案。洞挖方案如下表 所示。表 隧洞开挖施工方案表 工程部位施工方案超前支护开挖程序方法一次支护施工监测隧道进出口类围岩洞口双排锁口锚杆锁口+超前小导管注浆预支护洞口采用先上层再下层进行开挖，上层又分左右半幅开挖。上层短进尺，1.5m一个循环；下层全断面开挖，m一个循环；采用小药

21、量、弱爆破、周边密孔小药量光爆每排炮开挖后及时跟进系统锚杆、型钢刚架、钢筋网及喷砼等一次支护每天进行一次洞内外观察，每20米设置一条周边位移及顶拱下沉量测断面，定时进行观测。洞身类围岩（顶拱裂隙发育带）顶拱超前锚杆预支护采用先上层再下层进行开挖，上层又分左右半幅开挖。上层短进尺，1.5m一个循环；下层全断面开挖，3一个循环；采用小药量、弱爆破、周边密孔小药量光爆开挖后及时跟进锚杆、钢筋网、喷砼等一次支护每天进行一次洞内外观察；每25米设置一条周边位移及顶拱下沉量测断面，定时进行观测。洞身类围岩顶拱超前锚杆预支护分上下两层进行开挖，上层1.5一个循环，下层3一个循环；采用小药量、弱爆破、周边密孔

22、小药量光爆开挖后及时跟进系统锚杆、钢筋网及喷砼支护每天进行一次洞内外观察，每25米设置一条周边位移及顶拱下沉量测断面，定时进行观测。洞身类底导洞超前2030m，周边全断面扩挖。底导洞m一个循环，扩挖m一个循环，采用小药量、弱爆破、周边密孔小药量光爆。系统锚杆、钢筋网及喷砼支护滞后进行。每天进行一次洞内外观察，每40米设置一条周边位移及顶拱下沉量测断面，定时进行观测。洞身、类（施工隧道）底导洞超前2030m，周边全断面扩挖。底导洞m一个循环，扩挖m一个循环，采用小药量、弱爆破、周边密孔小药量光爆。系统锚杆、钢筋网及喷砼支护滞后进行。每天进行一次洞内外观察，每40米设置一条周边位移及顶拱下沉量测断

23、面，定时进行观测。洞身、类（永久隧道）底导洞超前2030m，周边全断面扩挖。底导洞m一个循环，扩挖m一个循环，采用小药量、弱爆破、周边密孔小药量光爆。系统锚杆、钢筋网及喷砼支护滞后进行。每天进行一次洞内外观察，每40米设置一条周边位移及顶拱下沉量测断面，定时进行观测。隧道开挖支护施工程序详见图XLD/0041-T-2226，开挖支护施工方法见图XLD/0041-T-21 。5.2 开挖工艺及措施（1）开挖工艺流程各类围岩隧道开挖施工工艺流程见图 。 类围岩隧道开挖施工工艺流程 类围岩隧道开挖施工工艺流程 、类围岩隧道开挖施工工艺流程（2）主要工艺作业措施 、类围岩开挖工艺措施测量放线：控制测量

24、采用全站仪作导线控制网。施工测量采用全站仪进行。测量作业由专业人员认真进行，每个月进行一次测量检查、复测，确保测量控制工序质量。钻孔作业：由熟练的台车工严格按照设计钻爆图进行钻孔作业。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。周边孔偏差不得大于5cm/m，爆破孔偏差不得大于10cm。装药爆破：炮工按钻爆设计参数认真进行，炸药选用乳化炸药。台车水平孔一般崩落孔药卷直径32mm，连续装药，周边孔选用25mm直径药卷，间隔装药，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

25、位置，导火索起爆、导爆管传爆，毫秒微差爆破，周边光面爆破。初拟钻爆设计图见图XLD/0041-T-1820。通风散烟：爆破后起动强力轴流通风机负压通风，开挖面爆破碴堆进行人工洒水降尘。安全处理、清底：爆破后要用1.0m3反铲处理掌子面及顶拱安全。出碴后再次进行安全检查及处理，并用反铲扒除工作面积碴，为下一循环钻爆作业做好准备。 根据以上设备配置及施工工艺,拟定、类围岩开挖施工作业循环时间如下表 所示：每排炮中导洞循环进尺2.5m2.7m，循环时间12小时；扩挖循环进尺3.8m，循环时间16小时。 、类围岩中导洞开挖作业循环时间 、类围岩扩挖作业循环时间不良地质段开挖工艺措施对、类围岩，除上述施

26、工工艺及方法外，还应采取如下措施：A 超前支护开挖钻孔前，采用超前小导管预注浆、超前锚杆支护，确保围岩稳定。B 开挖钻爆类围岩开挖时分台阶分部进行施工。开挖钻爆严格遵守“短进尺、弱爆破、少扰动”的原则，减少爆破震动，不得对已衬砌结构的安全产生影响及破坏。上层开挖时，采用先左半幅后右半幅的开挖方法，减少一次支护跨度，确保成洞稳定；为了确保围岩稳定，严格控制钻孔深度，上半部开挖时一次钻孔深度不得大于1.8m，下半部开挖时一次钻孔深度不得大于3.0m。初拟钻爆设计见图XLD/0041-T-16。类围岩开挖时分台阶进行施工。开挖钻爆严格遵守“短进尺、弱爆破、少扰动”的原则，减少爆破震动，不得对已衬砌结

27、构的安全产生影响及破坏。对于拱部节理裂隙切割、易形成塌顶的类围岩，上层开挖时应分两部分开挖。严格控制钻孔深度，上半部开挖时一次钻孔深度不得大于1.8m，下半部开挖时一次钻孔深度不得大于3.0m。初拟钻爆设计见XLD/0041-T-17。C 一次支护钻爆后暂不出碴，经安全处理、平碴后，立即进行系统锚杆、型钢钢架、挂网喷砼等一次支护，形成一柔性封闭环，确保围岩稳定。左半幅没有进行支护，不得进行右半幅的开挖；上半部没有进行支护，不得进行下半部的开挖；下台阶开挖后，立即进行边墙喷锚及相应支护。根据以上设备配置及施工工艺,拟定、类围岩开挖施工作业循环时间如下表 所示：每循环排炮进尺1.5m，循环时间24

28、小时。 、类围岩开挖作业循环时间6 隧洞支护施工6.1 施工支护形式及顺序根据不同的围岩地质条件，设计采取了超前预注浆小导管、超前锚杆、型钢刚架、系统锚杆、喷混凝土、挂网喷混凝土等形式及其组合进行围岩支护。围岩支护施工时，尽量利用围岩的自承能力，充分发挥围岩自身的支承作用，且应加强围岩与支护的监控量测、地质探测与地质预报工作，及时反馈监控数据、地质探测与地质预报成果，以调整支护设计参数并指导施工生产；对于地质条件差的类围岩地段，应紧随开挖面及时施作，及时封闭，以控制围岩变形并减少围岩暴露时间，确保施工安全；对于完整、稳定的、类围岩段，则可视具体情况适当滞后于开挖工作面，待其围岩内部应力、变形发

29、生适量的调整与变化后，适时支护。且不同类别的围岩，采用不同结构形式与顺序进行支护：（1）、类围岩支护时，宜采用局部喷射混凝土或局部锚杆，为防止岩爆和局部落石，可局部加挂钢筋网。其支护顺序如下：（2） 、类围岩可采用锚杆、锚杆挂网、喷混凝土或锚喷联合支护，类围岩必要时可加设钢架。其支护顺序如下：（3） 、类围岩宜采用锚喷挂网的联合支护及钢架构件等加强支护形式，并可结合超前预注桨小导管、超前锚杆等辅助施工方法进行施工支护。其支护顺序如下：6.2 喷射混凝土施工（1）材料 喷射混凝土采用的原材料及细集料与粗集料的级配应符合锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 500862001）的规定；并定期检查料堆中集料的含水量。水泥：选用符合国家标准、质检合格、强度等级不小于32.5级，且优先选用普通硅酸盐水泥。骨料：细骨料采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数宜大于2.5；粗骨料应采用耐久的卵石或碎石，粒径不超过15mm；喷射混凝土中不使用含有活性二氧化硅的骨料； 外加剂：凡喷射混凝土拟用于堵塞漏水灌浆，或要求支撑加固尽快达到强度值，可掺加早强剂于混合料中。为使喷射混凝土在喷射后达到速凝，可掺加速凝剂于混合料中。速凝效果要求初凝时间不大于5min，终凝时间不大于10 min。该外加剂对所用水泥的适应性和其他影响因素均应在施工前通过实验室试验，并经监理工程师认可后使用。