尾岔洞开挖及支护技术措施.doc
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溪洛渡水电站右岸地下电站、泄洪洞土建及金属结构安装工程第Ⅱ标段（编号:
XLD/0449）施工措施
尾水岔管段开挖支护措施
一、工程概述
1、概况
溪洛渡右岸地下厂房工程尾水岔洞工程由4#尾水岔洞、5#尾水岔洞和6#尾水岔洞组成，其上、下游分别与尾水支洞和尾水隧洞相连接。
尾水支洞与尾水洞采用三合一的布置型式形成尾水岔洞；三条尾水岔洞基本平行布置。
相邻两尾水管连接段间设计最大岩壁厚度为19m，岔洞相交部位的隔墙最小厚度仅为2.63m。
4#、5#尾水岔洞段顶拱布置有Φ28、L=6m和Φ32、L=9m系统锚杆；边墙则采用Φ25、L=4.5m和Φ28、L=6m系统锚杆。
顶拱和边墙挂钢筋网φ6.5，喷C25混凝土10cm厚。
6#尾水岔洞段顶拱布置有Φ28、L=6.0m和Φ32、L=9m系统锚杆；边墙则采用Φ25、L=4.5m和Φ28、L=6m系统锚杆。
顶拱和边墙挂钢筋网φ6.5，喷C25混凝土10cm厚。
具体设计开挖断面和设计支护参数详见设计图纸所示。
尾水岔洞段开挖支护设计工程量统计见表1。
表1尾水岔洞开挖支护工程量一览表
序号
工程项目
单位
工程量
4#尾水岔洞
5#尾水岔洞
6#尾水岔洞
合计
1
岩石洞挖
m3
41650
36105
67500
145255
2
Φ25系统锚杆L=4.5m
根
640
549
2139
3328
3
Φ28系统锚杆L=6.0m
根
1944
1677
2549
6170
4
Φ32系统锚杆L=9.0m
根
1310
1128
1888
4326
5
喷C25砼（厚10cm）
m3
665
415
1175
2255
6
挂网钢筋φ6.5
t
13.74
11.83
19.8
45.37
2、工程地质条件
洞身沿线地层岩性为P2β2～P2β3层的粗玄武岩、含斑玄武岩、致密状玄武岩、斑状玄武岩和各层上部的角砾集块熔岩。
岩部的角砾集块熔岩。
岩体新鲜完整，多呈整体块状～块状结构，层间错动带总体不太发育，围岩类别以Ⅱ类围岩为主，部分Ⅲ1类围岩。
尾水洞沿线岩体节理裂隙较发育，总体发育规律性与坝区基本一致，裂隙多短小、闭合，无充填。
洞身沿线地下水为基岩裂隙水，岩层透水性微弱，地下水不活跃，深埋洞段地下洪、枯水位变幅大致在380～390m之间，浅埋洞段地下洪、枯水位变幅大致在375～386m之间。
尾水洞布置区地应力中等，最大主应力方向与尾水洞轴线呈小角度相交，对围岩稳定有利。
3、编制依据
⑴金沙江溪洛渡水电站右岸地下电站、泄洪洞土建及金属结构安装工程招标技术条款（XLD/0449）；
⑵溪洛渡水电站右岸地下电站、泄洪洞土建及金属结构安装工程投标文件（XLD/0449）；
⑶《地下厂房洞室群开挖及喷锚支护施工技术要求》
⑷右岸尾水岔洞开挖支护图R1（1/4～4/4）；
⑸相关施工技术规程、规范。
二、施工布置
1、施工通道
尾水岔洞Ⅰ层顶拱开挖支护主要以右下3-1施工支洞作为施工通道，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等层开挖支护以右下3施工支洞作为施工通道。
2、风、水、电布置
尾水岔管段的开挖支护施工用风、用水、用电分别从4#、5#和6#尾水主洞开挖期间已架设的风、水、电主支管预留接口位置接引支管线至施工作业面。
3、施工照明及通讯
沿尾水洞壁布置风、水管路的另一侧采用架设四榀线的方式，每间隔10～15m布置一盏50W节能灯照明，施工现场增设移动式碘钨灯加强照明。
施工现场的通讯采用移动电话和内部固定电话方式。
三、施工总体程序安排
根据设计图纸所示，尾岔渐变段和尾水支管段设计开挖体型复杂，开挖成型后的断面跨度大（约30m左右），再加上相邻两支洞之间的中隔墙厚度较小（最大19m，最小仅为2.63m）。
因此，如何确保尾水岔洞段的开挖后围岩的稳定以及相邻两支洞相交部位中隔墙的尖角部位的开挖体型，是尾水岔管段开挖支护施工的重点和难点。
针对上述施工重点和难点，从施工总体程序安排上作如下安排：
1、4#、5#尾水岔洞段分为Ⅳ层进行开挖支护，6#尾水岔洞段分为Ⅴ层进行开挖支护。
单条尾水岔洞段相邻的三条尾水支洞在同一开挖高程上实行分序跳洞施工，首先进行一序洞的开挖支护，再进行二序洞的施工；4#、5#、6#尾水岔管段的开挖分区情况见附图1所示。
2、单条尾水岔管段施工按照先完成尾岔渐变段的开挖、系统锚杆支护以及相邻两支洞相交部位中隔墙锚杆施工后再进行尾水支洞的开挖支护施工的先后顺序进行。
3、尾岔渐变段和尾水支洞的施工按照中导洞超前，再进行两侧扩挖施工的顺序进行。
四、开挖支护施工技术措施
根据分层高度和施工通道条件的限制，4#、5#尾水岔洞和尾岔支洞分为Ⅳ层施工，6#尾水洞及尾岔支洞分为Ⅴ层进行施工。
每层开挖支护按照中导洞超前，两侧扩挖跟进的方式进行；具体开挖分层和分区情况详见附图1～3所示。
右下3-1施工支洞与4#、5#、6#尾水洞贯通后按照错距施工的方式分别开挖到4#尾水隧洞的0+117.188桩号、5#尾水隧洞德的0+188.265桩号和6#尾水隧洞的0+252.246桩号位置。
然后利用右下3-1施工支洞和各条尾水洞的Ⅰ层作为施工通道，向上游侧完成尾岔渐变段Ⅰ层顶拱位置的开挖支护施工；渐变段Ⅰ层支护和相邻两支洞相交位置的中隔墙锚杆支护结束后，再按照跳洞开挖的顺序完成尾水支洞的Ⅰ层开挖支护施工。
右下3施工支洞与4#、5#、6#尾水洞Ⅱ～Ⅳ（Ⅴ）层分别开挖到4#尾0+117.188桩号、5#尾0+188.265桩号和6#尾0+252.246m桩号位置后，利用右下3施工支洞和各尾水洞分层的施工通道，向上游侧进行各尾岔主洞Ⅱ～Ⅳ（Ⅴ）层的开挖和支护；尾岔支洞Ⅱ～Ⅳ（Ⅴ）层开挖、支护顺序同第Ⅰ层施工程序。
1、开挖及支护方法
⑴尾水岔洞Ⅰ层开挖均采用自制钻架台车配合手风钻水平钻孔，周边光爆。
4#、5#尾水岔洞Ⅱ层、Ⅲ层开挖边墙采用手风钻预裂，中部采用液压履带潜孔钻造垂直孔梯段爆破，Ⅳ层底板保护层开挖采用手风钻水平光爆。
6#尾水岔洞Ⅱ层、Ⅲ层、Ⅳ层开挖周边采用手风钻预裂，中部采用液压履带潜孔钻造垂直孔梯段爆破，Ⅴ层底板保护层开挖采用手风钻水平光爆。
尾水岔洞爆破出渣采用ZL-50装载机或反铲配合20t自卸汽车进行。
⑵尾岔渐变段和尾水支管段设计开挖体型复杂，开挖成型后的断面跨度大（约30m左右），再加上相邻两支洞之间的中隔墙保留岩体的厚度较薄（最大19m，最小仅为2.63m）。
因此，在开挖施工中主要采取短进尺、弱爆破的施工方法。
尾水岔洞的渐变段以及支洞平面弯段部位的开挖循环进尺控制在2m～2.5m范围内，渐变段的中导洞平顶位置以及顺水流向右侧的扩挖爆破循环进尺不大于3.3m；具体开挖循环进尺控制情况详见附图4所示。
对于尾水支洞交叉部位的设计轮廓线开挖采用长、短钎配合的方式水平光爆成型。
⑶尾水岔洞系统锚杆采用353E锚杆台车造孔，8T吊配合人工辅助安插锚杆。
根据开挖所揭露的围岩地质情况综合运用“先注浆后插杆”或“先插杆后注浆”的锚杆施工方法。
洞内喷砼采用麦斯特砼喷车湿喷，按湿喷工艺法分段分片依次进行，自下而上分层施喷。
挂网一般采用人工利用钢管排架现场铺设，紧急支护时采用在场外编制好的块状网格进行；钢筋网利用外露锚杆点焊固定，中间利用膨胀螺栓加密固定。
2、开挖施工工艺
⑴开挖工艺流程图
尾水岔洞开挖工艺流程如下图所示：
施工准备
测量放线
钻孔
装药爆破
通风散烟，洒水除尘
出渣清底
安全处理
安全处理
钻孔验收
N
Y
⑵施工工艺方法
①开挖准备：
洞内风、水、电就绪，施工人员、机具准备就位。
②测量放线：
洞内导线控制测量和施工测量均采用全站仪进行。
鉴于尾水岔管段开挖体型的复杂多变且开挖后的成型断面跨度较大，再加上相邻两支洞之间的中隔墙保留岩体厚度较薄；因此，开挖施工的测量放样尤其关键。
正式施工前，由分局测量大队组织尾水测量组的测量人员进行测量技术交底，在熟悉设计图纸的基础上提前完成现场测量放样所需的计算程序和计算数据的编制和审核工作。
进入尾水岔管段渐变段开挖前应安排专人对洞内布置的导线点进行复测，确认满足测量精度控制要求方可用于现场放样。
现场放样所用数据严格执行分局制定的《测量管理办法（试行）》相关规定，经过复核后方可用于现场施工。
对于开挖体型变化复杂的部位（如尾水岔管段顺水流向的左半洞、尾支洞平面转弯段）应采取加密点位的方式进行设计开挖轮廓线的施工放样并给出周边孔（含二圈孔）以及掏槽孔位置的爆破孔的钻孔方向线。
现场放样完成后，由尾水当班测量组长以书面的形式向开挖大队的值班技术员和当班钻工班长进行现场测量放样交底。
③钻孔：
由合格的钻工严格按照测量放出的设计开挖轮廓线、钻孔方向线和造孔深度，分区、分部位、定人、定钻进行钻孔作业。
4#、5#尾岔洞Ⅰ层、Ⅳ层以及6#尾岔洞Ⅰ层、Ⅴ层开挖采用手风钻水平光爆。
4#、5#尾岔洞Ⅱ层～Ⅲ层及6#尾岔洞Ⅱ层～Ⅳ层开挖设计轮廓线位置采用手风钻垂直预裂，中部潜孔钻梯段爆破。
钻手严格按监理审批的设计钻爆图施钻爆破孔，按照“平、直、齐”的要领操作，确保钻孔的质量。
周边孔孔位偏差不得大于5cm，其它孔位偏差不大于10cm。
钻孔完毕后由质检员对炮孔检查，对遗漏孔位或角度、间距不满足规定要求的进行补造或重造。
④装药、联线、起爆：
装药前用高压风冲扫炮孔，炮孔经检查合格后，方可进行装药。
4#、5#尾水洞Ⅰ层、Ⅳ层和6#尾水洞的Ⅰ层、Ⅴ层开挖采用手风钻水平光爆。
手风钻造孔孔径选用φ42，掏槽孔及主爆孔间排距60～100cm、药径直径为φ32；周边光爆孔孔距50cm、选用φ25小药卷，设计线装药密度为120g/m。
4#、5#、6#尾水岔洞渐变段以及支洞平面弯段部位Ⅰ层顶拱的爆破循环进尺控制在2m～2.5m范围内；渐变段中导洞平顶位置以及顺水流向右侧扩挖爆破循环进尺不大于3.3m；具体开挖循环进尺控制情况详见附图4所示。
对于尾水支洞交叉部位的设计轮廓线开挖采用长、短钎配合的方式水平光爆成型。
尾水支洞在平面转弯段位置的底板预留保护层开挖爆破循环进尺控制与Ⅰ层顶拱部位相同。
4#、5#尾水洞Ⅱ层～Ⅲ层以及6#尾水洞Ⅱ层～Ⅳ层开挖周边设计轮廓线位置采用手风钻进行竖向预裂。
手风钻预裂造孔采用φ42孔径，孔距45cm,药卷直径采用φ25（底孔位置采用φ32加强药包），设计线装药密度300g/m。
手风钻竖向预裂造孔的精度和深度采用钻孔样架进行控制，样架的搭设参照厂房Ⅱ层的手风钻预裂样架进行搭设。
4#、5#尾水洞Ⅱ层～Ⅲ层以及6#尾水洞Ⅱ层～Ⅳ层的中部开挖采用履带式潜孔钻梯段拉槽，造孔孔径选用φ76，主爆孔间距200～230cm，排距180～200cm，采用φ60药卷连续装药。
4#、5#尾水岔管渐变段典型开挖断面初拟的爆破设计参数见附图5～6所示，并根据现场爆破效果进行调整。
起爆网络采用非电毫秒延期雷管起爆。
联线完毕，由技术员和专业炮工分片分区查看，同时撤退工作面其它工作人员、设备、材料至安全位置，最后由炮工负责点燃导火索引爆起爆网络。
⑤通风散烟及除尘：
爆破后立即启动轴流风机进行通风，并安排人员对开挖面爆破渣堆进行洒水除尘。
⑥出渣及清底：
爆破石渣采用ZL50装载机或PC300反铲装渣，20t自卸汽车运输出渣至塘房坪渣场；出渣完毕后，再次进行安全处理，人工配合反铲进行开挖面的清底工作，便于下一循环的开挖造孔。
⑦安全处理：
爆破散烟结束后，进行安全检查，人工配合反铲撬挖岩壁上松动浮石，以保证出渣设备及人员的安全，出渣后再次进行安全检查及处理。
3、支护施工工艺
⑴普通锚杆施工
先注浆后安插锚杆施工工艺流程框图如下：
孔位放样
锚杆制作
基面清理
造孔
清洗
注浆
安插锚杆
检查验收
制浆
普通砂浆锚杆采用先注浆后插杆工艺的施工方法参见《关于呈报右岸地下电站砂浆锚杆施工作业指导书的报告》（分局技[2006]67号文）及其监理工程师批复意见。
先安插锚杆后注浆施工工艺流程框图如下：
孔位放样
制浆
基面清理
造孔
清洗
安插锚杆
注浆
检查验收
锚杆制作
普通砂浆锚杆采用先插杆后注浆工艺的施工方法参见《关于呈报右岸地下电站砂浆锚杆施工作业指导书的报告》（分局技﹝2006﹞90号文）及其监理工程师批复意见。
⑵预应力锚杆施工
预应力锚杆施工方法及工艺参见《右岸地下电站预应力锚杆施工作业指导书》（分局技﹝2006﹞89号文）及其监理工程师批复意见。
⑵挂网喷砼施工
挂网超前于喷砼施工，分区、分块进行；一般采用人工在作业平台上现场进行铺设，利用锚杆头点焊固定，中间用膨胀螺栓加密固定，网间用铅丝扎牢，搭接长度不少于25d。
紧急支护时采用在场外编制好的网格进行支护，网格大小一般为2×2m一块。
①喷砼工艺流程框图如下：
施工准备
岩面处理
喷护
混合料拌制
质量检查
养护
验收合格
②施工工序要点
喷前准备：
施工前先对喷射岩面进行检查，清除浮石、墙脚石渣和堆积物等，并用高压风水枪冲洗岩面（易潮解的泥化岩层、破碎带和其它不良地质带用高压风清扫），并埋设钢筋，作量测喷砼厚度标志。
有水部位应采取埋设导管或设盲沟的方式进行排水处理。
砼拌制：
砼由右厂-A区拌和站拌制，8.0m3砼搅拌运输车运至现场。
喷砼：
喷砼采用麦斯特砼喷车湿喷，按湿喷工艺法分段分片依次进行，自下而上分层喷护。
喷嘴与岩面距离约1.0～1.5m，喷射方向大致垂直于岩面，每次喷厚3～5cm，分3～5次喷至设计厚度，间隔时间30～60min。
质量检查：
喷砼厚度通过预埋钢筋作厚度标志或造孔测深检查，外观质量通过肉眼检查评价；喷砼与岩石间及喷层之间的粘结力取砼芯样作抗拉试验，孔径φ100mm，后期用干硬性水泥砂浆回填。
养护：
喷砼终凝2h后喷水养护。
养护时间一般不少于14昼夜。
当周围环境空气湿度≥85%时，可自然养护，当气温低于5时，不得喷水养护。
五、施工期临时监测
尾水岔洞段的开挖支护施工期间，按照《右岸地下电站施工期临时安全监测专项施工措施》（分局技[2006]107号文）以及监理工程师的审批意见，在尾水管岔管段位置布置有5测点收敛监测断面和锚杆应力计等作为施工期临时安全监测。
其具体布置情况参见分局技[2006]107号文附图7所示。
六、施工进度安排
根据目前4#、5#、6#尾水隧洞的开挖情况，结合开挖阶段施工组织设计所要求的尾水洞为厂房下部开挖施工提供通道条件的节点工期安排，4#、5#、6#尾水岔洞开挖支护施工的主要进度计划安排如下：
4#尾水岔洞：
2006年12月20日开工，2008年5月23日完工。
5#尾水岔洞：
2006年12月28日开工，2008年10月24日完工。
6#尾水岔洞：
2007年1月15日开工，2008年12月1日完工。
4#、5#、6#尾水岔管段各层的开挖支护施工时间安排详见开挖阶段施工组织设计P3计划横道图所示。
七、资源配置
尾水岔洞开挖及支护主要施工人员劳动力的配置见表2～3所示，主要机械设备配置见表4。
表2开挖队施工人员配置表
工种
队长
副队长
技术主管
技术员
手风钻工
炮工
测量工
电工
普工
合计
人数
1
2
1
4
60
4
6
2
20
100
表3支护队施工人员配置表
工种
队长
副队长
技术
主管
技术员
台车工
喷车工
支护工
修理工
电工
普工
合计
人数
1
2
1
4
6
4
40
8
2
30
98
表4主要施工机械设备表
设备名称
型号及规格
单位
数量
三臂凿岩台车
BOOMER-353E
部
1
履带潜孔钻
HCR1200-ED
部
2
砼喷车
Meyco
部
1
手风钻
YT28
把
60
装载机
ZL-50
部
3
挖掘机
PC-300
部
3
锚杆注浆机
台
4
自卸车
20t
辆
21
砼搅拌车
6m3
辆
2
钻架台车
台
6
汽车吊
8T
台
4
八、质量保证措施
1、严格按照设计图纸及有关施工技术规范进行施工。
2、严格执行“三检”质量管理制度，实行质量一票否决制。
3、施工用原材料必须有出厂合格证、材质证明书；需抽检的应待取样合格后使用。
4、严格按措施要求分层、分区开挖及支护，开挖后及时进行随机锚杆和系统锚喷支护，保证施工安全，减少围岩变形。
5、洞室交叉部位应按照设计要求完成锁口锚杆及喷砼支护后，再按先中导洞后两侧扩挖的方式成洞。
6、尾水岔管段位置的开挖由经验丰富的钻工施钻，技术员跟班指导，对每道工序进行质量跟踪。
7、严格按监理批准的爆破设计参数装药，严防用错雷管段别。
8、对于开挖施工，质检员重点检查周边孔和预裂孔的间距，钻孔深度和方向；并严格控制装药结构和装药量，确保开挖质量。
9、对于开挖形成的断面，在现场具备测量条件时，测量队要立即进行断面测量，对超欠挖情况进行统计并及时提交作业队安排处理。
10、系统锚杆造孔时必须对每个待造孔的孔深用不同颜色的油漆记号进行标识，避免出错。
11、锚杆注装过程中质检员重点旁站检查：
锚杆长度、直径是否按图纸施工；砂浆配合比是否按试验的配合比进行拌制；原材料（包括砂、水泥）是否符合要求。
12、砼喷射前，在岩面上用钢筋条做好标记，以此检查喷砼的厚度；速凝剂的用量不能超过配合比要求的上限，以免出现低强。
13、未尽事宜，按照分局相关质量办法和实施细则执行。
九、安全文明施工
1、所有进入地下洞室人员，必须按规定配带安全防护用品，遵章守纪，听从指挥。
作业人员到达工作面后，首先应了解相邻工作面的当前工序情况，并检查所施工的工作面是否处于安全状态。
2、尾水岔洞开挖成型后的跨度大，顶拱个别位置层内错动带及裂隙较发育，岩体多呈次块状～镶嵌结构，产状平缓，可能产生局部块体失稳问题。
因此应严格按照措施规定的开挖支护顺序进行施工。
3、根据岔洞位置的临时监测断面反应的围岩的变形情况，及时调整爆破参数和支护时段，做到信息化施工。
随时对开挖揭露的围岩进行巡视检查，发现不稳定块体及时进行随机支护。
4、尾水岔洞开挖时工作面多，相互施工干扰大；要协调好爆破作业与周边工作面的施工，单个工作面放炮必须通知相邻工作面，并做好安全警戒。
5、地下洞室施工放炮由专业爆破工担任。
放炮前安全人员设出防护距离和爆破警界线。
放炮后安全检查人员进入工作面，检查照明线路是否安全、有无“盲炮”及可疑现象。
在进行安全处理并确认无误后，其他工作人员才可进入工作面。
6、三臂台车进入工作面时要有专人指挥，认真检查道路状况和安全界限。
台车在行走或待避时，应将钻架和机具都收拢到放置位置；到位后不得倾斜，并应刹住车轮，放下支柱，防止移动。
7、洞室施工通风设专人管理；无论通风机运转与否，严禁人员在风管的进出口附近停留。
通风机停止运转时，任何人员不得靠近通风软管行走或在软管旁边停留，不得将任何物品放在通风管或管口附近。
8、洞内施工的风、水、电管线路布置要求架设于边墙之上，做到平、直、顺、整齐有序。
9、未尽事宜，按照分局相关的安全和文明施工管理办法执行。
中国水利水电第十四工程局溪洛渡分局第13页
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