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1、引水隧洞的施工技术和施工质量控制目录前言2第一章 工程概况2第二章 施工前期准备与施工程序2第三章 引水隧洞初期支护措施4第四章 特殊地质段的支护施工9第五章 施工质量控制措施10第六章 隧洞开挖过程中可能出现的工程危险及预防、处理措施12参考文献16前言目前，随着我国水利工程建设的快速发展，引水隧洞施工在水利工程中所占比重迅速增加，本报告结合广西凌云那力水电站工程引水隧洞施工实例探论引水隧洞合理的施工技术、施工质量控制及施工安全措施等问题，总结引水隧洞合理的施工工艺和施工质量控制措施。第一章 工程概况凌云那力水电站位于广西省百色市凌云县，是澄碧河流域规划10个梯级电站的第五个梯级电站，为径流
2、引水式电站，装机容量为 8000千瓦，总投资 5600多万元，工程设计年平均发电量为355891万千瓦时。那力水电站引水隧洞全长4916m，城门型断面。隧洞的地质主要为三迭系中统、第四纪。即围岩主要为泥岩、砂岩、岩性属软中硬岩石，部分岩石强、弱风化严重，节理裂隙发育，洞轴线与岩层走向夹角较小。岩体主要为、类围岩，水文地质主要以裂隙水为主和自然降雨。第二章 施工前期准备与施工程序1.引水隧洞施工准备阶段的主要工作有: （1）业主向施工方移交测量基准点，并督促其复核；（2）查验施工方测量人员资质和测量仪器检验记录；（3）审核施工方建立的施工加密控制网质量； （4）督促施工方进行施工区的施工加密控制
3、网的测设工作；（5）施工监理测量进度计划；（6）测点埋设保护措施；（7）确定测量监理主要技术指标；（8）确定施工测量质量主要精度指标。由于引水隧洞的地质复杂，在施工过程中要开挖与支护间隙进行，不宜冒进。系统锚杆及喷混凝土施工贯穿全部开挖工作面，同时随机锚杆及喷混凝土施工也要紧跟掌子面。必要超前锚杆也要施工。因此施工工序要讲求精心、科学安排，各工序要立体、平面多种施工。一般而言，引水隧洞施工总体工艺流程如下：2施工程序及方法根据那力水电站的引水隧洞和特点，在7个工作面（隧洞进口、1#支洞、1暗涵、2暗涵、隧洞出口）争取同时施工，每次开挖、锚杆、喷砼等工序可进行平行流水作业，每排炮的进尺可根据引水
4、隧洞的地质情况调整，并及时跟进喷锚支护。(1) 施工方法在引水隧洞的开挖，用正台阶法和全断面法，进行开挖施工。在引水隧洞的类围岩，采用正台阶法开挖。在引水隧洞的类围岩，采用全断面开挖。(2) 施工工艺流程测量放样钻锚杆孔造孔装药、联线、起爆通风、散烟人工或机械安全撬挖锚杆安装出碴、清底冲洗岩面喷砼（i）在类围岩采用正台阶开挖，轮廓线采用预裂爆破（即采用导向空孔），中间采用松动爆破。（ii）在类围岩中采用全断面开挖，那力水电站引水隧洞的岩性主要为砂岩、页岩及泥岩等岩石组成其中普坚岩占的比例较大，而泥岩等为次坚岩，依据此地质可采用全断面开挖。全断面的爆破说明：掏槽孔设计说明:采用V型（即楔形）掏槽
5、方式（斜眼掏槽）,孔距40cm,孔深为4m，排距为2m，孔数为从底板开始对称布置12个掏槽孔，采用YT-28型气腿风钻施工，装药结构采用加大药量，线装药密度为0.7kg/m。辅助孔说明：孔距80cm,排距为6075cm，采用相对掏槽孔为梅花型布置，且斜线慢慢修正的布眼形式，孔深为3.5m，装药相对掏槽少一些，线装药密度为0.57kg/m。光爆孔说明:孔距采用5565cm:孔深3m:采用不藕合装药及不连续且用导爆索连线,用2#岩石乳化炸药,炮孔用炸药纸皮箱填塞掏槽,辅助孔不填塞,线装药密度为0.27kg/m。爆破参数表名称孔数(个)孔深（m）线装药数（kg/m）装药量(kg/孔)单响药量(kg)
6、光爆2630.270.6114.8辅助453.50.572.0掏槽2440.72.4（iii）出碴采用扒碴机及侧卸式装载机（柳工50）及小型反铲（玉柴YC85）和汽车联合出碴，洞碴弃至指定的弃碴场。同时，由于洞室较长，每隔250m设一处回车洞（宽度、长度、高度由现场监理工程师定）。第三章 引水隧洞初期支护措施 引水隧洞支护施工措施：引水隧洞的初期支护形式有砂浆锚杆、地下管式注浆锚杆、地下自进式锚杆、管棚、钢支撑、格栅钢架及网喷砼和超前灌浆等支护形式。综合上述的支护形式,要以“新奥法”理论为原则，即开挖必须采用控制爆破技术，中心有效掏槽,为辅助孔和周边孔创造良好的临空面，降低爆破对岩体的震动影响
7、，周边采用光面爆破，确保壁面平整,为喷锚等支护创造良好的工作条件。开挖后及早进行初期支护,适时进行二期支护，通过施工监控测量得到的数据反馈于施工之中，据此调整施工程序、开挖方式、支护形式或支护参数，以确保围岩稳定和施工安全。若引水隧洞的围岩为、类岩石的情况，应采用喷、网、锚支护形式，若引水隧洞的围岩为.类岩石的情况，应采用管棚、钢支撑、格栅钢架及网喷砼支护形式，必要时可进行超前灌浆预支护形式。1.挂网喷砼施工采用混凝土喷射机施工，洞外现场拌制砼料，运至工作面后分层施喷。（1） 施工工艺流程准备岩面冲洗设置喷砼厚度标志 否验收合格 验收喷机喷射砼取样试验拌制喷砼 是（2）配合比喷射砼的配合比通过
8、室内试验和现场试验确定，并应符合施工图纸要求，在保证喷砼性能指标的前提下，尽量减少水泥和水的用量，速凝剂的掺量通过现场试验确定，喷砼的初凝和终凝时间应满足设计和现场喷射工艺的要求。（3）喷砼的准备工作在喷射前对喷射面进行检查，如果有渗水应先将排水系统安装完毕后与岩面一起验收，作业面应具有良好的通风和充足的照明设施。在喷射前对施工机械设备,风、水管路和电线等进行全面检查和试运行。（4）砼喷射施工方法及要求只在监理工程师对即将喷射砼的表面进行检查和批准后，才能开始永久砼喷射作业。（i）喷射作业前，应对机械设备，风、水管路和电线等进行全面检查及试运转。（ii）喷射作业应分段、分片进行。（iii）喷砼
9、按12次喷射至设计厚度，进行二层喷射时，若上层终凝间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时，受喷面应用高压风水清洗干净。（iv）喷射施工时，喷枪口的加水压力要满足施工加水量的要求，喷嘴至岩面的垂直距离宜为0.61.2m，喷嘴应按螺旋形轨迹一圈压半圈的方向沿横向移动，层层喷射，确保厚度，使混凝土均匀密实、表面平整，喷嘴与喷射面尽量保持垂直，以减少回弹，确保砼的质量；料斗内的混合料应保持足够的存料，以保证施工作业时间，喷射机连续均匀地供料；喷层厚度应均匀，砼表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移溜淌现象。（5）网（或钢丝网）喷施工（i）钢筋网沿开挖面铺设，尽量贴近岩面，为避免喷射砼过程中钢筋网松动位移，以1
10、.01.0m左右的间距用膨胀螺栓将钢筋网固定在岩面上。（ii）钢筋网相邻部分的搭接长度为不应小于20cm或一倍网孔间距。（iii）钢筋网的喷射砼保护层不小于50mm。（iv）喷射砼后，立即进行检查，如发现鼓皮、剥落、强度偏低或有其它缺陷的部位，要及时以清理和修复。局部出现较严重的质量问题，进行凿除处理，并重新喷射砼。2.砂浆锚杆施工（1）锚杆使用的钢筋应满足设计及规范要求。水泥选用42.5R型新鲜普通硅酸盐水泥，砂应通过2.5mm的方孔筛,锚杆注浆的水泥砂浆配合比由业主、设计、监理或试验室确定及调整，砂浆28天龄期的抗压强度不低于20Mpa。（2）工艺流程采用手风钻钻孔，锚杆注浆机注浆，人工安
11、装锚杆，其工艺流程见如下框图。浆液制备安装锚杆孔内注浆施工准备清孔、验孔钻孔拉拔试验锚杆加工、运输孔口封堵（3）工艺方法（i）孔位放样：锚杆孔位由测量工配合值班技术员按设计图纸布孔，或根据现场监理工程师的指示布孔，孔位偏差应小于10cm。（ii）钻孔、吹洗孔：锚杆孔采用手风钻造孔，造孔深度应满足设计要求，造孔完毕后，采用高压风吹孔。（iii）安装锚杆、注浆：锚杆在钢筋加工厂加工，运至施工现场，人工安插锚杆，砂浆由现场拌制，VH4.8型锚杆注浆机注浆。注浆完毕后，在浆液凝固前不得敲击、碰撞或施加任何其它荷载于锚杆。（iv）拉拔试验：当锚杆砂浆达到设计强度后，会同监理工程师对锚杆进行现场拉拔试验。
12、3.管式锚杆（管棚）（1）管式锚杆施工法是隧洞开挖施工中用以防止掌子面坍塌并限制围岩变形的一种预支护手段, 其主要原理是在隧道开挖之前, 沿着隧道开挖轮廓线外的设定部位水平铺设钢管, 并可以通过钢管向围岩注浆, 对管棚周围的围岩进行加固, 使管棚成为隧道后续开挖的防护伞( 棚) , 达到安全施工的目的。（i）管棚法施工原理利用简支梁作用的原理。由于管棚的直径大、刚度大, 同时又是较密排布置, 当钢管两端支撑梁的刚度达到足够大后, 开挖引起的变形量非常小, 这时候管棚就相当于一道简支梁, 阻隔隧道开挖时释放应力对围岩的作用。利用水泥浆液的流动性和围岩的裂缝或孔隙, 使注入的水泥浆液能与土体进行粘
13、合而形成一种类似混凝土的固结体, 从而起到加固围岩土体的功能, 对于含水较小的地层还能起到一定的止水效果。（ii）施工的工艺流程为： 锚杆孔位由测量工程师配合现场工程师按设计要求布孔，根据设计图纸的要求（引水隧洞管棚尺寸参数主要包括管棚的长度、钢管直径、钢管壁厚及隧洞内工作室的尺寸参数），管式锚杆采用手风钻造孔，人工安插锚杆，注浆机注浆。引水隧洞管棚注浆压力为0.8MPa 1.2MPa, 水泥普通硅酸盐酸PO32.5MP, 浆液配比按0.8 ：1 或1 ：1 配制, 注浆量根据管棚管径和管棚长度确定。注浆结束用M20 砂浆填充,以增强钢管的刚度和强度。（iii）管棚法施工作用提高围岩土体强度,
14、 提高开挖线拱部土体承载力, 加固隧洞围岩, 确保隧道施工安全。在隧洞穿越破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段时, 管棚的这种作用比较明显。该法还能控制地表沉降，在隧洞穿越线路、下穿已有建筑物、构筑物等时, 管棚的作用主要就是控制地表沉降, 防止已有线路、建筑物和构筑物因隧道开挖而遭到破坏, 确保已有线路、建筑物和构筑物的安全, 保证隧洞开挖的顺利进行。（2）超前管棚施工引水隧洞在、类围岩施工时，采用正台阶法施工，主要措施就是用超前管棚预注浆，超前管棚（42的钢管，环间距50cm ,长度6m）采用手风钻钻孔，人工在平台车上安装钢管，注浆机灌注水泥（砂）浆，注浆压力为0.20.4Mpa，现场施工时压力由0.2Mpa逐渐加大，当达到0.4Mpa后，必须稳压15min才可结束注浆。施工工艺流程见如下框图所示钢管加工安插钢管清孔孔口封堵孔内注浆钻孔施工准备4.超前灌浆施工在引水隧洞的断层破碎带，岩层破碎、裂隙密集区域，不整合接触带区域，强弱风化及第四纪地层区域等不良地质段，特别是在进、出口段及中段的暗涵处，由设计、监理现场确定。防止引水隧洞塌方和冒顶。首先由测量工程师按照设计说明进行灌孔放样，灌浆用的各种浆液就地拌制，由砂浆泵输运至工作面。施工方法如下：（1）钻孔：用100B及地质钻进行钻孔，按孔径65，深
