2下行3上行改道方案89.docx
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2下行3上行改道方案89
巨龙铜业驱龙铜多金属生态水引水隧洞工程
K2+819～K3+823段掘进施工方案
编制人：
审核人：
批准人：
中国华冶科工集团西南分公司西藏项目部
二O一六年八月
一、工程概况
我单位施工的生态水引水隧道工程2#洞至3#洞设计全长1301m，衬砌形式为I型衬砌—全周衬砌厚度350mm,开挖宽度和高度均为3600mm，隧洞开挖断面为11.569m2，坡度为34‰。
本工程开工前因未做详细地质勘探致使我单位对隧道施工时围岩突变，2#洞至3#洞K2+756K2+891、K3+823～K4+000段因地质应力释放、岩土膨胀造成钢拱架变形收缩、沉降、塌方不能预判，使得工期延误并且施工成本增加。
2016年8月8日经业主、设计、监理单位同意，改道施工，临时支护净断面变为Ⅱ型。
二、K2+822～K3+860改道施工方案
2016年6月19日矿区内突降暴雨，业主要求隧洞进口至导流洞段临时通水，造成地表水回灌至2#洞下行，巷道经过雨水长期浸泡，2#通风洞下行发生拱架严重变形、塌方事故。
2015年11月16日3#通风洞上行发生塌方事故，11月22日经业主、监理现场确认采用套拱支护方案，至今未能通过塌方段。
鉴于以上情况2016年8月8日业主组织设计、监理、地质单位，同意2#通风洞下行、3#通风洞上行（K2+822、K3+860）改道,改道后两帮距离暂定为30m,掘进距离为1049.869m,距离比原设计增加9.87m，给到后掘进断面为4.5m×4.7m（附：
弯道图）。
隧道改线均为流水方向右侧平移30m，改线开口处弯道临时支护（I20a工字钢）跨度7.5m渐变至Ⅱ型衬砌断面。
为了改善2#通风洞洞上行二衬施工、2#通风洞下行掘进施工，在2#通风洞上行K2+485—K2+821二衬底板以下，施工一条排水沟（规格500mm×400mm）2#通风洞上行排至下行集水仓内。
排水沟掘进0.2m3/m、混凝土0.11m3/m、胶合板0.5m2/m（附：
排水沟简图）。
（1）工艺流程：
材料准备—→拱架破拆—→掘进施工—→出渣—→安设拱架—→挂设网片—→底梁安设及底板矸石回填—→喷浆—→下一循环
（二）施工方案：
1、材料准备期间，拱架、网片、导管在洞外加工而成（附：
拱架Ⅰ20a加工图）。
2、对改道段拱架进行由外至里进行破拆，对欠挖断面进行渐变性扩大，并对浮石进行检撬，清理工作面渣石。
每破拆一榀拱架，必须进行拱架支护，拱架支护间距为0.3m。
3、相邻拱架同一侧立柱底部铺设纵向Ⅰ20a工字钢，保证底板承载力。
4、超前管棚采用3m长Ф40焊管沿工作面打入，末端与钢拱架连接形成一个整体。
超前锚杆的外插角α一般选用6°～12°，根据围岩状况适当控制超前管棚间距和密度。
5、拱架顶部铺设Ф8盘条钢筋网片（网格为100mm*100mm），环向连接采用Ⅰ14工字钢焊接连接，环向间距不大于1m。
6、每榀拱架底部加设Ⅰ20a工字钢底梁,拱架与底梁形成一个整体。
并且进行底板换填，换填高度为0.5m厚渣石。
7、喷砼厚度为0.3m，保证拱架形成一个稳定整体。
（三）、破拆工程量
序号
名称
单位
数量
备注
1
拱架拆除
榀
40
Ⅰ20
2
网片拆除
m2
200
Ф8
3
喷砼处理
m3
38.2
C20
4
三、地应力和破碎围岩施工方案
目前2#通风洞下行揭露围岩为粘土夹石伴有涌水、3#通风洞上强风化千枚岩，遇水膨胀、水解，因此对巷道进行临时支护，具体施工如下：
（一）工艺流程：
材料准备—→超前导管—→掘进施工—→出渣—→安设拱架—→挂设网片—→木背板充填—→底梁及矸石回填—→喷浆—→下一循环
（二）施工方案：
1、根据目前揭露的施工情况，围岩遇水膨胀导致拱架变形收缩，严重影响施工安全及质量。
为保证施工断面满足设计要求，建议变更为Ⅱ掘进断面，隧洞掘进断面为4.5m宽×4.7m高。
临时支护“采用锚网喷加型钢支护”，Ⅰ20a钢拱架（附：
拱架加工图）、Ф40超前管棚、Ф8钢筋网片加工成型；环向拱架连接采用Ⅰ14工字钢，底梁采用I20a工字钢焊接连接,环向充填木背板1.5m3/m。
2、钢拱架立柱长度为2.45m；断面底部掘进加深0.5m（全高为4.7m）矸石换填（2m3/m）。
出渣人员首先进行敲帮问顶，进行排险，出渣完成后采用风镐处理欠挖部分，保证掘进断面尺寸；拱架间距不得大于0.3m，相邻拱架间采用I14工字钢焊接连接，环向间距不大于1m，立柱柱脚深埋掘进地板之下0.5m。
钢拱架采用I20a工字钢冷弯加工而成。
3、钢支撑采用I20a的工字钢现场加工而成。
钢支撑分片、分段加工。
弧形拱顶采用冷弯机一次弯曲成型。
钢支撑端部连接处焊接厚度δ=10mm，300×300的钢板钻螺栓孔与钢支撑柱腿用φ16×43螺栓连接而成。
必要时，将柱腿与拱部之间的两块钢板焊接成整体。
柱腿底部焊接厚度δ=10mm，300mm×300mm的钢板扩大受力面积。
4、两榀拱架顶部安设网片，网片须紧贴拱架，网片与网片搭接不得小于100mm,且点焊形成一整体。
5、超前管棚采用3m长一寸焊管沿工作面打入，末端与钢拱架连接形成一个整体。
超前锚杆的外插角α一般选用6°～12°，一般情况下，超前导管的横向宽度为内拱顶线的一半再加2m，也可根据地质情况适当增减其布置范围，为提高支护效果，在靠近拱脚部位的超前支护的方向分别向左右酌情外插。
横向间距应根据围岩情况而定，一般为0.2～0.4m。
6、加设纵向和横向底梁，底梁与立柱焊接连接或加设连接板进行螺栓加固，使所有立架形成整体以抵御压力。
工字钢底梁及超前支护示意图
7、矸石回填，回填厚度不小于0.5m，用于防止工程车辆碾压造成底梁受压变形。
8、喷射强度为C20的混凝土，喷射厚度为30cm。
为确保喷射混凝土的质量，加强对喷射混凝土质量的检测，在传统检测手段的基础上，增加对喷射混凝土的质量的自检措施。
喷混凝土的管理基准
对象
项目
基准
频率
细骨料
砂的表面水率
5+1%
每次喷射
喷射机
压送水平距离
一般20～60m
每次喷射
SFRC20~50m
每次喷射
压力
3～5kgf/cm2
每次喷射
喷射面与喷嘴的距离
1.0～1.5m，与喷射面垂直
每次喷射
流量计
5%
每次喷射
连续搅拌机
计量计
水泥+2%
1日/次
骨料+3%
1日/次或
1次/150m3
拌和配比试验
1次/500m3
确保喷射混凝土的质量，建立喷射混凝土的自检体系，具体的检测手段参见表《喷射混凝土的自检体系表》。
喷射砼质量自检体系
检测项目
检测方法
必做项目
辅助手段
喷
射
混
凝
土
抗压强度
1、抗压试块
抗折强度
2、抗折试块
回弹法
混凝土密实度
3、抗渗试块
超声波检测法
厚度
4、钻孔检查
CTG-1混凝土厚度测试仪
9、拱架支护完成后，距工作面大于7m以外进行底梁安设，底梁视变形情况，适当安设。
底梁安设及底板浇筑应及时，防止侧压变形，导致断面变小，不符合设计要求。
（三）投入人员、设备、工程量
拱架处理人员组织安排表
序号
工种
人数
备注
1
管理人员
7
2
安全人员
4
3
测量人员
3
4
装载机司机
6
5
临时支护
10
6
电工
4
7
凿岩工
6
8
值班人员
4
9
出渣工
8
10
喷浆工
10
11
辅助人员
5
12
合计
67
主要施工机械配置
序号
设备名称
规格型号
数量
备注
1
装载机
935
4
2
出渣车
6
3
切割机
φ500
2
4
风镐
G20
4
6
调直机
2
7
混凝土输送车
4
8
皮卡车
2
9
电焊机
BX-500
4
10
气腿式凿岩机
YT-28
6
11
拱架弯曲机
2
程量表
序号
名称
单位
数量
备注
1
拱架支护
t
1170
Ⅰ20a
2
网片
m2
16798
1m×2m/Ф8
3
超前导管
根
13996
Ф40每根3m
4
喷砼
m3
3620.998
C20
5
连接工字钢
t
213
Ⅰ14工字钢
6
底梁
t
440
Ⅰ20a工字钢
7
掘进量
m3
19924
8
换填矸石
m3
2362
说明：
本工程量表为改道后工程量
四、Ⅳ类围岩光面爆破施工方案
根据以往类似工程施工经验，开挖时采用全断面光面爆破方案，一次开挖成形，中心空孔螺旋掏槽，电毫秒雷管起爆。
（一）工艺流程：
钻孔—→装药爆破—→通风—→检撬浮石—→出渣—→抽水—→
喷浆—→下一循环
1、钻孔采用Ф40钻头，根据光面爆破选定的周边眼间距，将炮孔布置在周边轮廓线上，钻眼时稍向外张，但须严格控制外插角以减少超挖，周边眼间距控制至0.5m以内。
辅助眼：
掘进炮眼，其炮孔间距，视岩石坚硬程度、装运手段、岩石破碎程度的要求等因素而定，一般取0.7～1.0m，岩石坚固取小值，反之取大值。
掏槽眼：
隧道爆破采用干直眼掏槽形式。
为保证掏槽钻眼精度，掏槽位置选择在隧道中线位置。
2、装药爆破：
检查炮眼装药前要仔细检查孔眼，若眼内有残渣，可用高压风吹或高压水冲洗。
若孔位不正确或孔深不够，必须重打。
将制作好的起爆药卷装入相应孔内，并装够设计药量。
掏槽眼、辅助眼和底板眼均采用连续、耦合装药结构，装药时只能用木棍将炸药轻轻捣实。
在装光爆孔采用连续、不耦合装药结构。
用砂子和粘土制作，比例（重量比）为砂子：
粘土＝3：
1，再加20%的水，混合均匀后再揉成直径稍小于炮孔直径的炮泥段。
光爆孔堵50cm；掏槽眼、辅助眼和底板眼装够设计药量后余孔全部堵塞。
每8～10根导爆管捆一把，用MS1段非电导爆管雷管连接。
雷管不能捆在导爆管末端15cm以内，同时应注意导爆管不能重叠，应紧贴雷管表面。
为保险起见，每把导爆管可用2发MS1段雷管连接。
用YJDH-1000导爆管电火花引爆机起爆，起爆安全距离≥500m，起爆时，人员必须躲藏到调车洞内，起爆后人员应迅速撤出洞外，以防炮烟中毒。
3、通风及浮石检撬：
安装1台FBD-6.3/2×22kw对旋风机，配Φ600mm风筒进行压入式通风，同时对工作面进行洒水除尘。
当爆破排烟30min后，对工作面进行安全检查并进行安全处理，对洞内工作围岩特别是拱部不稳定部位进行检撬处理，以保证洞内作业人员和机械设备的安全。
4、出渣：
采用D935装载机进行出渣，配4台自卸汽车配合运输。
弃渣运输到指定的渣场。
5、对裸露巷道进行喷砼封闭，防止围岩风化易偏帮冒顶，喷砼厚度为5cm。
四、塌方段施工方案
1、工艺流程：
材料准备—→临时喷砼—→出渣—→套拱安设—→工字钢穿楔—→拱架安设—→挂设网片—→施工管棚—→喷浆—→掘进下一循环
2、施工方法：
隧道施工围岩破碎段极易发生塌方，及时通报业主和监理单位进行现场勘察确认塌方情况并制定处置方案。
根据目前过塌方比较成熟的施工方法和以往塌方段的成功施工经验，采取“锚网喷加型钢支护方案”进行施工。
具体方法为，在塌方段首先采用临时喷砼，喷射C20混凝土20mm—30mm厚，封闭塌方段，防止继续塌方。
然后拱顶采用锚网喷加强支护，用YT-28型气腿式凿岩机在简易平台上钻孔，钻孔完毕之后，用高压风将孔内粉尘及污水吹出，锚杆孔完成后，挂设网片用管缝锚杆固定网片，同时钢筋网片与锚杆要形成一个整体。
人工布设钢筋网片,钢筋网与钢筋网连接处要点焊在一起，然后喷射40mm—50mm厚C20混凝土。
最后采用拱架单层网片喷砼临时支护，确定好柱腿位置，用连接筋固定柱腿后，人工把半圆拱固定在柱腿上，用螺栓上紧。
把网片安装到拱架与岩石之间，网片与网片焊接一起，用Ⅰ20a螺纹钢作为连接筋把拱架与拱架连接在一起，喷射C20混凝土300mm厚。
拱架支护靠近工作面5m—6m位置，在起拱线以上环向布置，纵向打入I14工字钢护顶，下部支拱架过渡。
五、质量控制控制措施
1、钢筋网片质量保证措施
1.1型钢及网片钢筋使用前首先按有关规范进行材质试验，对于不合格的材料禁止使用。
1.2钢筋网和喷射混凝土连续铺设。
铺设时要注意：
钢筋网必须与锚杆联结牢固。
片状钢筋网的搭接长度不小于200mm。
钢筋必须用喷混凝土盖住，不少于20mm的保护层。
2、混凝土质量保证措施：
2.1严格控制喷射砼施工配合比、原材料计量、养生、喷射风压及水压和施工顺序、喷层厚度。
各种材料必须符合规定要求，并经检验合格。
2.2在喷射混凝土施工前，应对受喷面进行清理，包括清除松石、找平岩面、保持岩面一定湿度。
2.3严格按喷射砼操作规程施工，采用湿式喷砼机降低粉尘改善工作环境。
喷射混凝土时不应出现0.5mm的贯通缝和空鼓现场。
2.4强度检验按设计文件和规范规定执行。
2.5加强喷混凝土养护，一般喷混凝土凝固2h后应开始养生，养护日期不得小于7天，洒水次数以能保持混凝土充分湿润为度。
3、钢拱架制作要求预先在加工厂用冷弯法加工成型，每榀钢支撑构件要做好标号，保证使用时构件间按原来顺序连接，不混乱。
.加工后进行试拼。
钢支撑由顶拱、侧拱各单元钢构件拼装而成，各单元用螺栓进行连接。
螺栓孔中心线误差不超过±0.5cm。
.加工的支撑平放时，平面橇曲不大于±2cm。
4、底板浇筑混凝土厚度不应小于300mm,且混凝土强度不得小于C25混凝土强度。
5、为保证钻孔质量，必须做到：
按照设计孔径使用钻头，实行分区、定位、定质、定量、定人的岗位责任制，开孔做到“准、直、平、齐”；勤量勤测，找准中线和腰线，标定炮眼的孔位；钻眼时，先按照设计调整好钻杆角度，不得使钻杆四周晃动，以免钻出的炮眼不直，导致装药困难或根本装不进药。
同时，钻几分钟后要用高压风吹一次，将孔内岩碴吹出，以免卡钻；在拱顶1m处，定一临时中线，以保证炮眼沿隧道中线钻进；然后在标准孔内插上炮棍，作为其他炮孔的方向标志；根据设计钻孔深度在钻杆上做好标记，使孔底落在同一平面上，周边眼孔深不超过辅助眼孔深。
6、材料进场必须进行复检，复检不合格产品禁止使用。
7、锚杆间距和锚杆长度符合设计要求。
确保锚杆和锚杆孔的施工质量：
锚杆杆身必须无缺损；锚杆的孔位误差不大于±10cm；锚杆孔深度，误差不大于±10cm。
锚杆主要检测项目及方法和质量要求
序号
检测项目
检测方法
质量要求
1
锚杆孔深度
钢尺、标尺
大于锚杆长度的10cm
4
锚杆体材质
万能材料试验机试验
符合设计要求
6
锚杆安装数量
计数
符合设计要求
7
锚杆孔距
尺量
±15
8、必须保证喷砼厚度，喷砼厚度不得小于0.3m。
9、拱架焊接必须满焊，焊缝高度为h=1.2HF,H为钢板厚度。
10、临时支护（拱架、套拱）必须充填（背板、废旧轮胎）接顶。
11、掘进段拱架支护间距不得大于0.3m。
六、安全保证措施
1、认真贯彻执行“安全第一、预防为主”的方针，坚持“管生产必须管安全”的原则，加强工程安全管理，做到对事故的预控。
2、开工前，对将参加本工程施工的人员进行安全技术培训。
遵守本专业工种的各项技术操作规程，并定期进行安全技术考核，考核合格者方可上岗工作。
施工人员进入现场前进行安全文明施工教育，遵守规章制度，做到安全文明施工。
3、各种机械操作人员和车辆驾驶员，必须经过培训并考试取得操作合格证并持证上岗；不准将机械设备交给无本机操作证的人员操作，对机械操作人员要建立档案，专人管理。
4、围岩破碎段施工，由安全人员24小时盯班作业。
5、施工现场实施机械安全管理及安装验收制度，机械安装要按照规定的安全技术标准进行检测。
6、做好现场的清理工作，做好工完料尽场地清。
7、支护期间现场要有监管人员，防止岩石脱落、塌方。
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