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
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