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1、支洞开挖支护方案1、概述山西省中部引黄工程 是山西省“十二五规划”大水网建设中一项重要的工程，本工程干线自天桥水电站库区取水，供水范围包括四市十六个县（市区），涉及忻州市保德县；吕梁市：兴县、临县、离石、柳林、中阳、石楼、交口、孝义、汾阳九个县（市区）；临汾市：隰县、蒲县、大宁、汾西四个县，晋中市：灵石、介休两个县（市）。规划年供水6.02亿m。中部引黄工程包括取水工程和输水工程。输水线路总长384.5km，总干线长200.22km，东干线全长28.76km，西干线全长85.70km，蒲大支线长3.6km，汾孝介支线长14.97km，交汾灵支线长51.25km。2、施工布置方案2.1施工道路（
2、1）对外道路15#支洞位于兴县魏家滩镇田家圪埚村东1.4km处，施工对外道主要利用209国道及村村通公路网。拟新建公路200m到达支洞口，道路编号R2；新修道路200m到渣场。支洞运输采用轨道运输的施工方法，运输轨道采用双轨布置的施工方法。两个轨道之间间距20cm，同时在右侧预留1.0m宽的人行道，轨道布置详细布置见15#支洞轨道布置平面图。2.2施工风、水、电（1）引水隧洞开挖及支护用风设备主要为手风钻、喷锚机。洞内施工用风利用支洞口的集中供风站通过供风管道（150钢管）系统接至施工现场保证施工。 （2）施工用水考虑打井抽取，配备2台200QJ20-350/26深井水泵（1台备用），水泵参数
3、为流量20m3/h，扬程350m，功率37kW，出水管尺寸2.5寸。在15#支洞口上部设2个水池，水池容量为60m3。 （3）本工程区内有已建成的国家电网10KV高压线路经过，工程用电可直接就近“T”接，各施工低压端布置于各施工支洞附近，然后引至洞内，保证施工。由于施工区域施工供电电网不稳定，为保证施工用电，我部在各支洞配置了柴油发电机，满足因主电网停电或不能保证供荷时增补电源。各发电机线路接口设置双向开关，以便停电后能及时发电供应。2.3施工排水洞内施工排水采用水泵抽排的方式。由于支洞较长，坡陡，为防止地下水倒灌入主洞内，需加强支洞排水。洞口边坡开挖的同时做好坡顶及两侧的截水沟，并保持截水沟
4、排水畅通。截水沟与冲沟相连接，边坡上的水流经载水沟排到冲沟内，再经已埋设的在冲沟处的排水涵管将水排到公路外侧的主河道内。在支洞内每200m左右设一个集水井，并用15KW的排污水泵将水排到主水管内，经主水管排到洞外。洞内排水：在洞内右侧布置排水管，将水排入集水井集中，再使用泥浆泵或污水泵抽排，经布置在洞壁的150排水管排出洞外沉淀池内。2.4施工通风隧洞通风拟采用2台255KW的轴流风机（根据实际通风效果进行调整），风管采用1000mm的硬风管，风机的布置原则是根据施工作业面隧洞的长短，若采用接力送风，按500600m接力一台，通风机型号为222KW轴流风机（根据实际通风效果进行调整）。2.5弃
5、碴规划15#支洞渣场主要位于15#支洞东侧的冲沟内。3、施工方法（1）隧洞开挖施工方法隧洞开挖采用手风钻加架子台车一次开挖成型，爆破采用光面爆破工艺，施工支洞开挖段出渣采用JK2.52矿井提升机牵引6m侧卸式矿车至卸渣平台，侧卸式矿车在卸渣平台直接卸装在15T自卸汽车内运输至指定渣场。支洞担负主洞段采用LDZ100扒渣机装渣，8T蓄电池牵引机动电牵引6m侧卸式矿车主洞内运输，通过施工支洞矿井提升机拉矿车至卸渣平台，侧卸式矿车在卸渣平台直接卸装在15T自卸汽车内运输至指定渣场。主洞轨道布置双线，一侧设0.8m以上人行道。钢轨采用24Kg/m钢轨。开挖时每120m开挖一个避车洞，以方便施工人员避让
6、矿车。喷混凝土采用TK961施喷，锚杆及排水孔采用手风钻施工。支洞进洞约20米后，即进行洞口锁口砼施工，类围岩开挖100m后立即对已开挖洞段进行砼施工，砼施工结束后再进行开挖施工；类围岩开挖75m后立即对已开挖洞段进行砼施工；类围岩开挖50m后立即对已开挖洞段进行砼施工。（2） 土洞段开挖施工方法土洞段围岩极部稳定，不能自稳，变形破坏严重，无法进行爆破施工。同时由于支洞坡度较大、开挖断面小，大型机械设备无法施工，因此土洞段主要采用人工开挖的施工方法，出渣采用JK2.52矿井提升机牵引6m侧卸式矿车至卸渣平台，侧卸式矿车在卸渣平台直接卸装在15T自卸汽车内运输至指定渣场。隧洞开挖按照“新奥法”进
7、行施工组织管理，根据围岩情况，一般洞室支护施工距开挖工作面距离为30m左右；断层处理及、类围岩的开挖施工，相应安全支护工作紧跟工作面进行。引水隧洞开挖支护详见后附图：施工支洞标注横断面图（1/22/2）。引水隧洞围岩类别划分、开挖断面尺寸及混凝土永久衬砌尺寸按设计蓝图施工支洞标注横断面图（1/22/2）【图号：520S-462-SZ-1、520S-462-SZ-2】、总干3#隧洞施工支洞进口设计图【图号：520S-462-07B-6】、及总干3#隧洞15#施工支洞纵断图【图号：520S-462-07B-5】施工。其中类围岩开挖考虑8cm的支护厚度，类围岩开挖考虑10cm支护厚度，类围岩开挖考虑
8、12cm支护厚度。（2）开挖施工工艺支洞开挖施工工艺流程分别见如下框图所示：、 类、类围岩开挖工艺流程：开挖准备测量放线钻 孔装药爆破通风散烟，喷水除尘安全清撬、危石处理出碴、清底延伸风水电管线，转入下一循环安全监测已开挖洞段的锚喷支护类、类围岩开挖工艺流程框图、类围岩开挖工艺流程：安全监测 挂网护开挖准备测量放线钻 孔装药爆破通风散烟，喷水除尘安全处理、平碴出碴、清底超前支护已开挖洞段的锚喷支护延伸风水电管线，转入下一循环 锚杆安装钢支撑喷砼至设计厚度下部开挖类围岩开挖工艺流程框图（3）类、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
9、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3m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10cm。、装药爆破：炮工在装药平台上按钻爆设计参数装药。崩落孔
10、采用32mm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，孔口用泥堵塞严实；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，对开挖面爆破碴堆洒水除尘。、安全处理：爆破后，用挖掘机（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厚砼，出碴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。、出碴：出碴方式采用LDZ100型履带式斜井挖
11、斗装渣机装渣，通过卸渣平台处的曲轨（采用布置在该处的电动葫芦提升）卸装在15t自卸汽车由卸渣平台运至指定弃渣场。出碴完毕后用将工作面底部积碴整平，为下一循环钻爆作业做好准备。、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。、安全监测：开挖510m后，随开挖进度设置围岩收敛监测断面，类围岩观测断面间距2m，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，及时上报监理人研究处理。在喷砼或衬砌砼上设置动态观测点，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。（4）类围岩开挖工艺作业措施类围岩除按类围岩施工工艺和方法施工外，还需采取以下措施：
12、、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（不良地质段，根据实际情况确定）：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。（5）洞内石方开挖根据实际围岩及爆破效果及时优化调整爆破参数，初步拟定爆破参数设计如下：1、爆破参数设计a、掏槽
13、孔参数设计钻孔直径： 42钻孔深度: （类3.5m,类2.5m,类1.5m）钻孔间距： 0.25m药卷直径: 32装药结构: 连续装药堵塞长度: 0.5m0.7m单孔药量: （类2.1kg,类1.3kg,类0.7kg）起爆网络: 微差挤压爆破b、崩落孔爆破参数设计钻孔直径： 42钻孔间距： 0.8m1.0m钻孔深度: （类3.2m,类2.2m,类1.2m）药卷直径: 32单孔药量: （类1.5kg,类0.95kg,类0.45kg）堵塞长度: 0.5m0.7mc、光面爆破参数设计钻孔深度: （类2.5m,类1.7m,类1.2m）钻孔直径： 42钻孔间距： （类0.55m,类0.5m,类0.5m）
14、药卷直径: 25不耦合系数: 1.68装药结构: 间隔不偶合装药线装药密度: (类0.23kg/m,类0.15kg/m，类0.12kg/m）堵塞长度： 0.3m装药、孔位间距、线装药密度之间的合理匹配，是取得爆破效果的最好途径，通过超前预测围岩类别，掌子面的描述，制定下一轮钻爆参数。、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、安装钢拱架（型钢拱架）和喷砼，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碴。、砼跟进衬砌：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砼衬砌。、安全监测：为保证施工安全，类围岩收敛监测断面间距为2.0m，加密观测，及时整理上报观测资料。（6）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
