取水隧洞施工方案讲解

取水隧洞施工方案

1、工程概况

灌浆引水隧洞位于左岸，取水系统隧洞全长11097.8m ，采用有压流形式，桩号0+000～0+007为隧洞进口方变圆段，0+007～0+990为钢筋砼圆形断面，衬砌洞径为3.6m ，开挖洞径为4.5m ，0+990～1+097.8m为16MnR 钢管衬砌段，管长107.8m ，管径3.6m ，开挖洞径4.9m ，隧洞开挖进口底板高程为EL297.645，出口底板高程EL1296.11，隧洞底坡i=0.993/1000。隧洞出口边坡两侧开挖坡比为1:1，隧洞挂扣EL1304.195以上开挖坡比1：0.75，一下为直面。是隧洞洞挖石方19050m ³，隧洞出口土方开挖1511m ³，石方开挖3530m ³。

灌溉引水隧洞岩层约有37.3%的洞段位灰岩和泥岩形成软硬相间分布，含水层和隔水层交替出现，可能在接触带发育大量的溶蚀裂隙或溶洞，使其围岩稳定性变差。其余洞段为T 1yn t-2中厚至厚层灰岩，位于鸡场背斜轴部附近，应力集中，裂隙发育，通过地表调查及钻孔揭露，此区域溶洞发育，溶蚀严重，推测此洞段局部可能存在较大规模的溶洞或溶蚀破碎带。

为保证取水系统隧洞洞身段及隧洞出口明挖断边坡石方开挖保证安全、质量、开挖后符合设计要求，特编写本措施。

2、施工布置

2.1、施工道路

隧洞进口出渣道路利用进水口明挖开挖出渣道路，隧洞出口开挖出渣道路从出口修建至4#弃渣场，出渣道路均为泥结石道路，路面宽4.5m ；

2.2、施工用风

从隧洞进口开挖方向洞挖施工用风从隧洞进口现已修建在进水口营区附近20m ³/min空压机房接φ80管至隧洞洞内，从隧洞出口开挖方向洞挖施工用风从隧洞出口附近修建EL1304平台22m ³/min空压机接φ80管至隧洞出口及洞内；

2.3、施工用水

从进口铁皮水箱及厂房施工用水水池分别接至使用部位；

2.4、施工用电

从进水口400KVA 变压器附近修建配电房及厂房630KVA 变压器附近修建配电

房分别接至施工部位。动力电线采用三相五线制，隧洞内开挖面的工作照明采用

36V 线路，用行灯变将220V 或380V 电压降为36V 供电；洞内统一使用100W 白炽灯间隔8～12m 布置，沿隧洞洞壁一侧布置，灯具采用防潮、防爆灯具、照明灯具。

3、石方洞挖施工技术方案

隧洞开挖从进、出口分别开挖，分2个工作面进行施工，隧洞洞身采用光面爆破，YT-28手风钻钻爆全断面开挖。

3.1、洞挖爆破参数设计

根据岩层条件，洞室开挖采取楔形掏槽微差爆破，拟定爆破参数为如下：

（1）造孔设计

孔深确定：Ⅲ类围岩：掏槽孔孔深2.7m ，间距25cm ，蹦落孔及周边孔孔深

2.5m ，蹦落孔距0.8m ，周边孔间距0.6m ，抵抗线0.75m ，周边孔线装药量150kg/m，单位耗药量1.215kg/m³；遇Ⅳ类及以上围岩时，掏槽孔孔深2.0m ，间距为25cm ，蹦落孔及周边孔孔深为1.8m ，蹦落孔距0.8m ，周边孔间距0.5m ，抵抗线0.75m ，周边孔线装药量120kg/m，单位耗药量1.095kg/m³。

孔位布置确定：沿洞轴线设置一排掏槽孔，间距25cm ，共计5个孔；崩落孔沿洞身轮廓布置，共2排，间距@0.8m×0.8m ，共计18个孔；周边孔沿洞身周边布置，间距0.6m ，共计23个孔。

（2）装药量设计

掏槽孔单孔装药量为2.1kg/孔，第一排崩落孔单孔装药量为2.1kg/孔，其他崩落孔单孔装药量为1.5kg/孔，底排孔单孔装药量为2.1kg/孔；光面孔单孔装药量为0.75kg/孔，其线装药量密度q=150g/m；按每次爆破进尺3.0m 计算，洞室开挖爆破单耗Q=1.215kg/m³。

（3）药卷选择

根据造孔设计直径及装药量，确定光面孔选用乳化炸药，药卷直径25mm ；掏槽孔及崩落孔选用硝铵炸药，药卷直径32mm 。

（4）网络连接及起爆

起爆采用非电毫秒微差爆破，掏槽孔及崩落孔起爆采用塑料导爆管（非电管）

起爆，光面孔采用导爆索起爆，其孔外采用塑料导爆管与导爆索连接。装要前，现将塑料导爆管按起爆顺序分段摆放到地面，然后再进行网络连接，选用MS1～ MS7段次塑料导爆管，爆顺序为掏槽孔、缓崩落孔、光面孔。

网络连接好后，将掏槽孔、蹦崩落孔及光面孔的塑料导爆管同意连接至电雷管，采用发爆器引爆。

具体孔为布置及网络连接详见《取水系统隧道开挖爆破设计图》。

3.2、洞挖施工

洞挖施工流程

洞挖施工工艺流程如下：

洞挖施工工艺流程

台车制作：造孔采用YT －28手风钻，工人站在作业台车上进行造孔；作业台车采用20a 号工字钢和16号钢筋形成，台车上铺设钢筋网作为作业平台，钢筋网采用Φ22的钢筋骨架，内焊接Φ6.5的形成。

测量放线：每轮放线由项目部测量人员实施，测量仪器采用激光全站仪。每次爆破结束后进行开挖边线复核，每个周进行一次洞轴线及坡度的全面检查、复

测，以精确的测量工序控制开挖质量。同时，随着洞挖的进尺，每个10m 在两侧洞壁设一桩号标志。

钻孔作业：熟练的钻工严格按照测量放出的开挖轮廓线及爆破计参数进行钻空作业。根据钻孔分区、分布为定人施钻，并对作业人员实行严格的钻孔质量奖惩责任制。每排炮由值班工程师按“平、直、齐“的要求进行检查。

装药爆破：炮工在钻孔平台上岸钻爆设计参数装。由技术员和专业炮工分区分片检查，连接爆破网络，将作业面50m 内的设备、材料撤离至安全地带，采用电雷管引爆。

通风散烟及除尘：由风机通风，吧爆破后产生的烟尘、废弃排出洞外，并辅以掌子面喷雾降尘等综合措施。

安全处理：爆破后，利用1m ³挖掘机清楚掌子面及顶拱上残留的危石及碎块，保证人员及设备的安全，出渣结束后再次进行安全检查及处理。在整个施工过程中，专职安全员随时进行安全检查，发现问题及时上报处理。

3.3、石渣出运

取水隧洞桩号0+000～0+950采用WY-60L 型扒渣机装渣，15t 自卸汽车运输出渣，弃渣至3#弃渣场，0+950～1+097.8采用ZL30装载机转渣至隧洞出口装15t 自卸汽车运输，至4#渣场起渣。

3.4、不良地质洞段处理的应对方法与措施

（1）针对IV 类围岩洞段岩体完整性差，围岩稳定性差，采取如下措施： ①、超前地质预报

隧洞施工中遇到不良地质时，为了确保施工安全，施工中做好超前地质预探预报，将工程地质预测预报工作贯穿于隧洞施工过程的始终；

②、加强围岩变形监测；

③、采用超前锚杆、超前小导管注浆、超前管棚等支护措施；

④、开挖遵循“强振动、短进尺、强支护”;

⑤、及时进行锚喷支护，必要事进行混凝土衬砌，确保围岩稳定。

（2）针对可能存在较大规模的溶洞或溶蚀破碎碎带，采取如下措施

①、做好超前预报工作，及时掌握掘进前方地质情况；

②、一般溶洞采用换填处理，溶蚀破碎带采用灌浆或换填处理；

③、遇到较大规模溶洞时，会同相关单位研究、制定处理措施及方法。

4、石方明挖施工技术方案

渠首电站取水系统隧洞1+097.800明挖段约30m ，隧洞出口明挖段采用光面爆破，YT-28手风钻钻爆，由上而下分3m 一层开挖爆破。

4.1、隧洞出口明挖施工

隧洞出口明挖段开挖按照自上而下的施工原则，采用一次性钻孔爆破作业3m 进行钻爆。

土方开挖采用人工配合CAT320D 反铲挖掘机自杀个人先逐层剥除、翻渣，与石方开挖一起采用挖机庄查，15t 自卸汽车运输至4#渣场。

石方开挖采用手风钻钻孔进行梯段光面爆破。马道及基础面预留1.5m 的保护层，采用收藏在水平预裂爆破开挖。开挖石渣采用1m ³反铲向隧洞出口高程翻渣，采用CAT320T 反铲装渣，15t 自卸汽车运输。开挖过程中进行不留保护层的钻爆试验，效果理想则不再预留保护层，一次性开挖到位。

4.2、石方明挖施工

（1）石方开挖施工工艺流程

石方开挖施工工艺流程如下所示。

石方开挖施工程序图

（2）梯段开挖

梯段开挖高度3m ，采用手风钻钻孔，钻孔直径为42mm ，边坡采用光面爆破。根据类似工程成功经验，结合招标文件中提供的本工程地质地形条件及我局长期工程施工中的实践经验，初拟爆破参数如下：

①梯段松动爆破参数

钻孔直径：42mm

钻孔间距：1.0m

钻孔排距：1.5m

梯段高度：3m

钻孔深度：3.5m

钻孔角度：垂直钻孔

超钻深度0.5m

药卷直径：25mm

炸药种类：乳化炸药

装药结构：连续装药，孔内非电雷管、孔外导爆索联网

堵塞长度0.8m

炸药单耗：0。3kg ／m ³～0.6kg ／m ³

②光面爆破参数

钻孔直径：42mm

钻孔间距：0.6m

钻孔深度：（H+h）／sin α

卷药直径：25mm

炸药种类：不耦合间隔装药，导爆索传爆

线装药密度：80g ／m~120g／m

堵塞长度：0.8m

以上参数在实际施工中，根据爆破试验确定合理的爆破参数和起爆网络后再加以调整。

（3）保护层开挖

建基面保护层开挖采用手风钻钻孔光面爆破。保护层开挖前，采用“V ”爆破型成先锋槽，开挖时，横向20～30m 为一次爆破循环，主爆孔梅花形布置孔距1m ，排距0.8m ，钻孔深度距建基面10m 。采用Φ32药卷紧密装药，堵塞长度0.4m ；孔内采用MS20非电雷管，孔外采用导爆索连接，当单响药量

50kg 时，用MS2非电雷管延时。

（4）主要作业措施

钻孔爆破

a 预裂孔

-施工程序：

施工方法： 预裂爆破施工程序图

在钻孔前精确测量边坡开挖先，并用红油漆表明开孔孔位，安装钻孔样架，按钻孔角度和方位精确定位，开孔时适当降低钻孔速度，以确保钻孔的准确无误。装药时，先将药卷按设计的间隔装药结构与导爆索串联，用胶布绑扎在竹片上，然后放入孔内，并用纸团放置在药卷顶部，最后利用钻孔岩屑封堵孔口密实。 b 主爆孔

主爆孔爆破施工程序图

施工方法：

每次钻孔爆破前，先将台阶面上的浮渣清理干净，并按设计用红油漆标明爆破孔位，上次爆破石料挖运完成后，应将临空面清理干净，爆破采用孔间顺序微差起爆网路，其起爆网路连接须在爆破技术员的指导下，由专业爆破员认真连接，以确保爆破成功

《取水系统隧洞出口开挖爆破设计图》附后。

4.3、石渣出运

隧洞出口明挖段采用CAT320C 挖机开挖、装渣，由15t 自卸汽车运输至4#渣场弃渣。

5、爆破炸材使用

项目部设爆破炸材管理人员1名，对爆破公司运送爆破器材数量必须严格清点，做好验收记录。对于数量或品种与单据不符时，及时报告有关领导查证落实、

处理。严格领发清退手续，做到认真负责，填写爆破单据；注明项目及单位，时间、地点、班次、发放人、领用人和施工单位并要三方签字方能生效。

炸材搬运作业控制在白天进行，严禁夜间装卸雷管。如必须在夜间装卸爆破器材时，装卸场应有充足的照明允许使用防爆和防爆电灯，禁止使用电灯、油灯、汽灯和明火把。

6、爆破安全防护措施

6.1、人员机械撤离

从进水口方向开挖隧洞洞口爆破前，将进水口、左坝肩、灌浆平洞等所有施工人员撤离，隧道出口爆破开挖及从隧洞出口方向开挖隧洞洞口爆破前，将厂房营地及爆破区域附近C1标总干渠铁五局施工人员撤离。爆破前明挖段及洞口开挖爆破位置300m 范围内人员及施工机械全部撤离至安全地带，隧道开挖进尺达100m 后，左岸6#灌浆平洞施工人员全部撤离，隧洞洞口以外50m 不进行撤离工作。

6.2、安全站哨及起爆

在隧洞进洞开挖进尺不足100m 时，进水口安排6名安全人员进行站哨，右岸1名、左岸5名。右岸上游站哨为距取水口200米的导流洞上方，左岸坝肩为高崖不考虑站哨，但爆破前进行眼观排查，左岸3#渣场施工便道上安排2人进行站哨，人行便桥上游50m 位置安排1人进行站哨，左岸灌浆平洞安排1人进行站哨，左岸进场公路150m 处安排1人进行站哨，厂房安排6人进行站哨，左岸进场公路坡上、下距隧洞350m 处进行站哨，洞口边坡山坡距离洞口300m 处安排2人进行站哨，4#渣场及厂房施工营地距离洞口300m 处安排1人进行站哨。

隧洞进洞开挖进尺达到100m 时，在隧洞洞口安排1人进行站哨。

所有站哨人员佩戴口哨，并有项目部专职安全员进行统一指挥。

引爆由协助队一名安全员监督实施，专业炮工起爆，协作队另一名安全员负责撤离情况汇报，在确保人员、设备撤离至安全地带后方可引爆。引爆采用电雷管，炮工在距起爆点300m 以外用发爆器起爆。

6.3、隐患排查

隧洞出口边坡岩层为泥夹石，枯石较多，稳定性较差，局部位置存在松动。

在爆破过程中，边坡会受爆破震动的破坏。因此在爆破前需对开挖边坡进行检查，爆破结束后再次进行检查，并对爆破前原始地貌进行对比，发现异常及时向业主、监理汇报，以便采取有效的防护措施。

隧洞爆破后必须经过30min 通风排烟后，检查人员方可进入工作面，检查照明路线是否安全，检查有无“盲炮”及可疑现象；顶拱及边墙有无松动石块；支撑有无损坏与变形。在进行安全处理并确认无误后，其他工作人员才可进入工作面。

6.4、瞎炮处理

爆破后发现或怀疑有瞎炮时，立即报告项目部，并在其附近设立标志，派人守护并采取相应的安全措施。派有经验的炮工进行瞎炮处理，处理时，无关人员不准在场，危险区内禁止进行其他工作，禁止掏出或拉出起爆药包，瞎炮处理后，应仔细检查爆堆，并将残余的起爆器材聚起来，处理裸露爆破的瞎炮时，并用手小心去掉部分封泥，安置起爆雷管重新封泥起爆。

处理浅孔瞎炮：经检查起爆网路良好时，可重新起爆。采用打平行钻孔装药，使瞎炮起爆。但平行孔距瞎炮不得少于0.3m ，且方向、角度必须一致，保证平行，可取出瞎炮孔20cm 深的填塞物。或用水冲出残药，水压不宜大于5kpa 。

如何处理深孔瞎炮：网路伟破坏，可重新连线起爆，当原孔用导爆锁起爆和装入同类炸药，可以取出拒炸药。距瞎炮孔不小于3cm 处，另打平行孔起爆。