隧洞开挖及支护施工组织设计

料场交通洞开挖及支护施工案

一、工程概述：

1、工程概况：

料场交通洞所处位置在大坝右岸，进口位于料场附近，出口位于家大沟弃渣场一级堆渣堆渣平台附近，交通洞出口布置一条与坝后“之”字道路的连接道路，作为大坝填筑和砼运输的主要通道。料场交通洞进口高程1295.0m，出口高程1255.0m,交通洞长1498m，最大纵坡为2.73%，洞身断面为10×7.1m（宽×高）马蹄型，衬厚0.5m，后期需进行封堵。洞采用水泥混凝土路面，厚30cm，行车道宽9m，两侧分别设置0.4m的盖板排水沟和0.6m人行通道。为了满足料场交通洞及大坝右岸坝肩施工的要求，料场交通洞设置一条施工支洞。料场交通洞洞身开挖从出口向进口向掘进，施工支洞施工与主洞相交后，为了加快施工进度，再向主洞进口和出口向增开两个工作面进行施工。

2、地质情况：

料场交通洞前部分围岩为永宁镇组第一段（T1yn1）中厚层灰岩夹泥质灰岩,隧洞埋深75.0～.0m,岩风化弱，节理裂隙较发育，局部岩溶发育为不良地质段，分别穿过F2与F9号断层，开挖后大部分洞段围岩稳定性较好，少部分稳定性较差。围岩类别为Ⅲ～Ⅴ类围岩。后部分围岩为（T1f2-3-3）紫红色薄至中厚层泥质粉砂岩,（T1f2-3-2）灰色中厚层细砂岩,T1f2-3-1）紫红色薄至中厚层泥质粉砂岩夹中厚层灰色细砂岩,（T1f2-2）紫红色薄至中厚层泥质粉砂岩与薄至中厚层灰色细砂岩互层。隧洞埋深110～164.0m,岩风化弱，节理裂隙较

发育，开挖后围岩基本稳定至稳定性较差。围岩Ⅲ-Ⅴ类围岩。

3、施工区域的气象条件：

工程区域属亚热带季风气候区，冬季主要受北西伯利亚气流影响，天气较为寒冷；夏季受印度洋孟加拉湾西南暖湿气流和西太平洋的海洋性气候影响，湿润多雨。同时流域地处云贵高原，地势较高的高原面与地势低洼的河谷区气候有明显差异，地势较高的西部具有高原气候特征。工程区多年平均气温13.3℃，极端最高气温36.4℃，极端最低气温-10.1℃。多年平均降水量854.2mm。

4、主要工程量：

料场交通洞主要工程量见下表

料场交通洞主要工程量表

说明：工程量以实际发生量计。

5、进度计划

料场交通洞出口到进口向围岩段落划分为：

Ⅴ类：K1+468.975-K1+388.910（80.07米）

Ⅲ-Ⅴ类：K1+388.910-K0+878.982（509.93米）

Ⅳ类：K0+878.982-K0+673.762（205.22米）

Ⅴ类：K0+673.762-K0+640.（33.57米）

Ⅳ类：K0+640.-K0+571.601（68.59米）

Ⅲ-Ⅴ类：K0+571.601-K0+025.391（546.21米）

Ⅴ类：K0+025.391-K0+000（25.39米）

施工支洞与交通洞连接桩号为K0+715.673。

料场交通洞为本合同段的控制性工程，施工支洞与主洞连接桩号为K0+715.673，为了加快施工进度，在支洞与主洞连接后，增开两个工作面，（即往主洞进、出口各增开工作面）根据以上围岩情况结合洞身开挖施工法，料场交通洞进度计划：K1+468.975-K1+388.910段为上、下两台阶开挖施工法，上台阶开挖每循环进尺控制在0.8-1.0m，按照24小时施工，每天2个循环，进尺共计1.6-2.0米，下台阶与上台阶错开10-15m，紧跟同步施工，全断面开挖及锚喷支护计划60天完成；与此同时计划施工支洞洞挖支护完成，与主洞相接，立即增开两个工作面，K1+388.910-K0+715.673段两个工作面施工，K0+715.673-K0+571.601一个工作面施工，综合计算全段面开挖及锚喷支护计划70天完成；K0+571.601-K0+025.391段全段面开挖及锚喷支护计划90天完成；K0+025.391-K0+000段全段面开挖及锚喷支护计划15天完成；综合分析统计，料场交通洞计划235日历天（约8个月）贯通。

二、施工临建规划：

1、施工便道

料场交通洞出口作业面施工便道由新建5#施工道路和原有改扩建道路组成，该道路从维新镇至家沟村路进入，路面宽约5m，该道路主要承担交通洞洞身开挖所需材料运输和洞出渣运输。

2、施工用电

计划在交通洞出口线路向左侧安装800KVA变压器一台。因为抢工期，为了加快施工进度，料场交通洞出口前期施工用电采用一台300kw的发电机。

3、施工用水

在料场交通洞出口线路向右侧设置高位水池，从家沟河道抽水至高位水池，水池蓄水容量为50m3，满足隧洞洞施工需求。

4、空压机站

空压机站布置于料场交通洞出口左侧，采用3台型号20m3/min的空压机组，满足洞施工需求，供风管采用Φ150钢管制作安装，供风管线路沿出口进洞向左侧布置。

5、材料堆放场地

材料堆放按照不同工作面需求进行划分，同时对不能混装的材料要分批分类堆放，材料必须按要求进行下垫上盖的式存储。常用的临时材料堆放在料场交通洞出口施工场地，主要施工材料和机械零部件等机具需存放仓库，有专人负责发放领取，并做好进、出库相关记录。

6、钢拱架和钢筋加工厂

钢拱架和钢筋加工厂场地布置在交通洞出口新建5#施工便道左侧，占地面积约500m2，功能区具体规划分别为：原材料堆放区、半成品加工区、成品存放区、成品运输区。

7、混凝土搅拌站场地

混凝土搅拌站设置在家沟斜对面新建4#道路右侧，采用HZS-90混凝土搅拌机拌料，每小时生产能力约50m3，满足施工需求。搅拌站和料场交通洞出口施工便道由新建4#道路、原有改扩建道路和新建5#道路组成，道路宽度约5m。

8、弃渣场

料场交通洞弃渣场地按业主指定的家沟弃渣场，经我单位新建5#道路可到达该弃渣场。

9、料场交通洞生产生活营地

在新建5#路左侧位置修建料场交通洞生产生活营地，其中包括工人宿舍、食堂和仓库，占地面积约300m2，距离交通洞出口工作面距离约500m。

三、隧洞洞身开挖施工工艺：

1、洞口段V级围岩开挖：

料场交通洞开挖与支护主要按“新奥法”的思想或法组织施工，采用“短进尺、弱爆破、早封闭、强支护、勤观察”，跟进或紧跟支护的施工法。交通洞进口和出口端围岩破碎，围岩稳定性差，均为V类围岩，洞身开挖施工时采用台阶法开挖。V级围岩地段开挖时上台阶采用弧形导坑法，上台阶采用履带式挖掘机挖至下台阶由自卸汽车运出，下台阶采用ZL50侧

卸装载机JCMPC200型挖掘机配合清底，人工配合修整，上、下台阶长度控制在10-15m，开挖进尺控制在0.5～0.8m，开挖后及时施工初期支护，根据监控量测结果确定进行二次衬砌砼的浇筑。开挖顺序见“V级围岩台阶开挖工艺流程图”。

施工注意事项：

①、在上部断面初期支护基本稳定后，才能进行下半断面开挖。

②、要认真加固拱脚，保证拱脚位于原状土上，若拱脚所处岩破碎及软弱时，要加临时长钢垫板。

③、隧洞采用机械开挖，开挖每循环进尺控制在0.5～0.8m,开挖完后立即架设钢支撑,并与超前小导管或长管棚和系统锚杆焊接。

④、下半面边墙马口跳槽开挖必须单侧落底或双侧交错落底，避免上部断面两侧拱脚同时悬空。

⑤、重视监控量测工作，真实有效的反映实际情况。

⑥、施工过程中，经现场勘察掌子面，如发现核心土边缘失稳，有滑动坍塌迹象，立即实行喷浆封闭掌子面，喷浆厚度为5-8cm，以确保施工安全。

V级围岩台阶开挖工艺流程

2、IV级围岩开挖：

IV级围岩段或IV级围岩破碎带，围岩属镶嵌破碎结构为主，完整性较差，自稳能力较弱，采用台阶法施工。台阶长度控制在15～20m，开挖每循环进尺控制在1.6-2.0m，施工时可根据围岩变化情况调整台阶长度。开挖时采用钻爆法施工，施工中格按钻爆设计进行钻、装药，爆破采用2号岩硝氨炸药，有水地段采用Φ25mm乳化防水炸药。药卷直径：边眼采用Φ25mm，其余眼采用Φ32mm。装药结构：边眼采用空气间隔装药，其余眼采用集中装药。非电毫秒雷管起爆，火雷管引爆。采用黄泥封堵炮眼，封堵长度不小于30cm。施工中根据围岩类别和爆破效果不断调整爆破参数。挖掘机或装载机配合自卸汽车运渣。及时施作锚喷及钢架支护，二次衬砌紧跟。具体见IV级围岩台阶开挖工艺流程图:

IV级围岩台阶开挖工艺流程

3、III级围岩开挖：

①、III级围岩段，视围岩地质情况采用长台阶法或全断面法施工。台阶法施工流程与IV级围岩相同，台阶长度可根据实际情况适当调整,每循环进尺控制在 2 ～3 m。

采用全断面开挖施工时利用钢架台车钻架工作平台，人工装2#岩乳化炸药,非电塑料导爆管微差爆破。围岩边光爆采用光爆，并装导爆索，塑料导爆管引爆导爆索同时起爆；掏槽、崩落和底采用2#乳化炸药，连续装药结构，塑料导爆管分段起爆，采用电雷管引爆。

爆破设计：光面爆破参数见表１，Ⅲ类围岩开挖炮布置图见图２，交通洞Ⅲ类围岩段洞挖炮特性表见表２。

表1：光面爆破参数的规定如下表

根据上表规定，并结合本合同段料场交通洞图纸标注围岩状况，边间距确定为50cm，边抵抗线为50cm，线装药密度为0.25kg/m。