尾水隧洞作业指导书.docx
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尾水隧洞作业指导书
泰安抽水蓄能电站工程
中铁第十四工程局发文
尾水隧洞开挖支护施工措施
编号：
TA-C4-SS（7）-（2002）13-71
承包人名称
中铁第十四工程局
主送单位
北京院泰安监理部
抄送单位
泰山抽水蓄能电站有限责任公司
提交文件类型
SS
文件提交时间
2002年3月3日
所附文件页数
主要内容提要
尾水隧洞开挖支护施工措施
备注
签发:
项目部盖章：
尾水隧洞施工措施（开挖、支护篇）
1、工程概况
1#、2#尾水隧洞是泰安抽水蓄能电站输水系统的组成部分，两隧洞下库进/出水口处中心线距离31.5m。
本标段1#尾水隧洞起讫里程为尾10+497.973～尾11+414.715，全长916.742m，纵向设3.243%、8%两个坡度，变坡点里程为尾11+294.365，线路平面设一个转弯点，转弯点里程为尾11+220.980。
2#尾水隧洞起讫里程为尾20+470.00～尾21+387.758，全长917.758m，纵向设3.328%、8%两个坡度，变坡点里程为尾21+267.408，线路平面设一个转弯点，转弯点里程为尾20+632.443。
两条尾水隧洞从小里程到大里程方向是逆坡。
洞身标准开挖段断面为直径9.7米的圆，衬砌内径8.5m，衬砌厚度0.6m，F3断层处衬砌厚度0.8m。
下库进/出水口处断面呈矩形，该段衬砌厚度渐变。
2、工程地质
尾水隧洞沿线围岩为混合花岗岩及后期侵入的岩脉，以Ⅲ类围岩为主。
断层破碎带、裂隙密集带及蚀变岩带为Ⅳ～Ⅴ类。
岩石弱风化～新鲜，结构面较发育～发育，尾水隧洞洞身穿过F3断层，F3断层与洞轴线交角较大，宽度5～10m，岩体破碎，为Ⅳ～Ⅴ类围岩，稳定性差，对洞顶及洞壁的稳定有一定的影响。
下水库进/出口位于F4断层影响带内，裂隙发育，岩体破碎，风化深，岩体较破碎～完整性差，进洞条件及边坡稳定性差。
3、临时设施
临时设施在原4#支洞临设的基础上进行，主要增加施工供风设施、通风设施等。
尾水隧洞的临建分两部分，竖井未贯通之前，主要利用4#支洞的临建，在错开尾1、尾2施工工序前提下，原供风系统仍可满足两尾水隧洞开挖时的高压风供应。
增加两台37KW通风机在尾水隧洞开挖面进行抽出式通风结合原设压入式通风进行排风作业。
竖井贯通后尾水隧洞施工用的风、水、电及通风设施从通风竖井进入，临建主要布置在通风竖井位置，供风系统采用4台20m3与1台11m3电动空压机对掌子面进行供风，考虑风损，竖井段采用φ200钢管，尾水洞内用φ150钢管；在此设一800KVA的变压器为尾水隧洞施工供电；从1#高位水池用φ100钢管通过竖井引入尾水隧洞，保证其施工用水；污水排放也从竖井进行，排污管道采用φ80钢管；在竖井处设两条通风管分别为尾1、尾2进行通风，通风采用压入式通风，风管用φ100cm的通风管。
具体布置见尾水隧洞施工临建平面布置图。
4、施工顺序及进度计划
待4#施工支洞及通风竖井开挖完成后，1#、2#尾水隧洞小里程工作面开始分上、下断面开挖，先开挖2#尾水隧洞，后开挖1#尾水隧洞，2#尾水隧洞掌子面超前1#尾水隧洞掌子面不小于50m，下库进/出水口段50m范围内明渠开挖完成后，该处即可进洞开挖，同样先开挖2#尾水隧洞，并且该洞掌子面超前1#尾水隧洞掌子面不小于50m。
锚喷支护紧跟开挖及时施作。
5、施工方案
5.1进洞方案
尾水隧洞开挖从4#支洞与尾水隧洞连接处开始，进洞时由于4#支洞开挖半径较小，采用超前小导坑法，先开挖6.7m的洞径，待超前30m后扩挖光爆至上断面设计轮廓层,待开挖爆破参数经监理确认后上断面再一次性开挖。
导洞爆破设计见后开挖爆破设计。
下库进/出水口位置随明渠一同开挖，靠近设计开挖边线预留保护层，光面爆破开挖，洞口削坡应自上而下进行，同时应做好危石清理、坡面加固、马道开挖及排水等工作。
在洞口靠近洞脸处的岩石开挖，应打防震孔及放小炮并降低装药量，以避免洞脸边坡由于爆破而发生岩石震裂、松动和塌方。
原则上，尾水隧洞由两头掘进，如下库洞口因明渠施工影响不能产生工作面，则由洞内开挖至设计洞口里程，支护完成后再开挖下库洞口。
此方案开挖洞口时应注意预留保护层防止开挖过程中因隧洞已开挖而造成坍方。
洞口仰坡采用预裂爆破，减少开挖对隧洞的影响。
5.2洞身开挖
4#支洞进入尾水隧洞后，向大、小里程两个方向同时开挖，开挖采用半断面法施工。
上断面开挖高度为7m，下断面开挖高度为2.7m。
待上断面贯通之后开挖下断面。
开挖爆破采用光面爆破，爆破设计如下：
尾水隧洞半断面爆破开挖爆破参数表
部位
段号
炮孔名称
炮孔深度（m）
孔
数
单孔装药量（Kg）
段装药量（Kg）
附注
上
断
面
3
掏槽眼
2.3
3
2.0
6.0
主要指标：
φ108mm中空孔：
2个
炮眼个数：
163个
断面积：
73.9m2
设计进尺：
2.0m .
单位耗药量：
1.30Kg/m3
比钻眼数：
2.2个/m2
炮眼利用率:
98.7%
5
掏槽眼
2.3
4
2.0
8.0
7
辅助眼
2.2
4
1.87
7.48
7
掘进眼
2.2
7
1.87
13.09
9
掘进眼
2.2
17
1.87
31.79
11
掘进眼
2.2
9
1.87
16.83
13
掘进眼
2.2
7
1.87
13.09
13
内圈眼
2.2
31
1.0
31
15
底眼
2.2
8
1.87
14.96
17
周边眼
2.2
50
0.5
25
下
断
面
3
掘进眼
2.2
7
1.87
13.09
7
周边眼
2.2
16
0.7
11.2
合计
163
191.53
半断面法施工工艺流程如下：
5.2.1短台阶法施工
5.2.1.1隧洞通过104国道及居民区及F3断层时，开挖采用短台阶法，光面爆破，循环进尺2米，台阶长度7～8m，小里程工作面上下台阶开挖采用手风钻钻孔，下库进/出水口处工作面采用手风钻钻孔，塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆，减小进尺及装药量，减轻震动。
上台阶采用人工配合挖掘机扒碴到下台阶，侧卸式装载机配合自卸车出碴，施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业，开挖前视围岩情况，必要时施作超前支护，隧洞开挖后及时施作喷锚支护。
短台阶法施工工艺框图：
爆破设计见附图：
尾水隧洞短台阶开挖爆破参数表
部位
段号
炮孔名称
炮孔深度（m）
孔
数
单孔装药量（Kg）
段装药量（Kg）
附注
上
台
阶
1
掏槽眼
2.3
3
2.0
6.0
主要指标：
φ108mm中空孔：
2个
炮眼个数：
154个
断面积：
76.98m2
设计进尺：
2.0m .
单位耗药量：
1.43Kg/m3
比钻眼数：
2.0个/m2
炮眼利用率:
91%
3
掏槽眼
2.3
4
2.0
6.0
5
辅助眼
2.2
4
1.87
7.48
7
掘进眼
2.2
7
1.87
13.09
9
掘进眼
2.2
10
1.87
18.7
10
内圈眼
2.2
18
1.0
18
11
周边眼
2.2
30
0.7
21
12
底眼
2.3
11
1.87
20.57
下
台
阶
13
掘进眼
2.2
9
1.87
16.83
14
掘进眼
2.2
7
1.87
13.09
15
掘进眼
2.2
4
1.87
7.48
16
掘进眼
2.2
18
1.87
33.66
17
周边眼
2.2
29
0.7
20.3
合计
154
202.2
短台阶开挖施工顺序图如下：
Ⅲ（与半断面下部一起开挖）
5.2.1.2通过京沪铁路施工方法
隧洞经过京沪铁路时，为减少爆破对铁路运输的影响，采用短台阶预留光面层的施工方法，具体施工工艺如下：
循环进尺2米，光爆周边眼二次起爆，台阶长度7～8米，手风钻钻孔，塑料导爆管非电导爆，中心土出碴完毕，起爆周边预留炮眼。
然后进行喷锚支护。
上台阶进尺7～8米后转移到下台阶开挖，施工工艺框图如下：
预留光面层爆破参数选择：
a．周边眼孔距E的选择
预留光面层爆破周边眼间距一般为0.40～0.50m，本设计取0.40m。
b．抵抗线W的选择
W=E/M
M为周边孔密集系数，一般取0.6～1.2，本设计M取0.8，则W=0.59m。
C．炮孔深度L的选择：
初步设计循环进尺Ⅳ～Ⅴ类围岩2.0m。
尾水隧洞短台阶预留光面层开挖爆破参数表
部位
段号
炮孔名称
炮孔深度
（m）
孔
数
单孔装药量（Kg）
段装药量（Kg）
附注
上
台
阶
1
掏槽眼
2.3
3
2.0
6.0
主要指标：
φ108mm中空孔：
2个
炮眼个数：
154个
断面积：
76.98m2
设计进尺：
2.0m .
单位耗药量：
1.43Kg/m3
比钻眼数：
2.0个/m2
炮眼利用率:
91%
3
掏槽眼
2.3
4
2.0
6.0
5
辅助眼
2.2
4
1.87
7.48
7
掘进眼
2.2
7
1.87
13.09
9
掘进眼
2.2
10
1.87
18.7
10
内圈眼
2.2
18
1.0
18
周边眼
2.2
33
0.7
23.1
12
底眼
2.3
11
1.87
20.57
下
台
阶
13
掘进眼
2.2
9
1.87
16.83
14
掘进眼
2.2
7
1.87
13.09
15
掘进眼
2.2
4
1.87
7.48
16
掘进眼
2.2
18
1.87
33.66
17
周边眼
2.2
29
0.7
20.3
合计
154
204.3
预留光爆层开挖施工顺序如下图：
5.4钻爆施工
5.4.1严密组织
光爆钻孔时，应统一指挥协调行动，认真实行定人、定机、定质、定量“四定”岗位责任制，分区按顺序钻孔，避免相互干扰、碰撞、拥挤和窝工。
5.4.2钻孔方法步骤
整个钻孔过程中，可分为准备、定位、开口、拨杆、移位五步。
5.4.2.1准备
开工前准备工作做到“四查”。
即：
查凿岩机运转及部件是否正常。
查风水电管连接部位是否牢固。
查钻头钻杆等配件是否备全。
查消耗较多的器材是否有充分的余量。
5.4.2.2定位
先由测量人员在掌子面上画出各炮孔位置和中线十字线，将钻孔范围定下来，并将钻孔先后次序分配明确。
5.4.2.3开口
开口时慢慢推进，并特别注意钻杆的方向与掌子面垂
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