水工隧洞开挖施工

水工隧洞开挖施工一、洞脸边坡施工洞脸、边坡开挖应自上而下进行，高度较大的边坡，应分段（或分层）开挖，梯段的高度应根据施工机械性能及开挖区地质等因素确定，如边坡地质为坚硬岩石，采用爆破方式（如预裂爆破或普通爆破）、边坡按设计坡比开挖验收后，进行锚网和喷砼施工。

㈠截水沟施工根据测量放出的开口线，在开挖线外5m～10m，征地范围2m内设置截水沟，截水沟为底宽30cm厚20cm 边墙为1:0.5坡比的梯形M10浆砌石结构,将来水排出。

㈡洞脸仰坡及渠道边坡土方开挖截水沟施工完成后，根据测量放出的开口线，边坡位置先预留保护层，采用反铲进行分层开挖， 3m一层，并开挖保持与大面均衡下降，并控制开挖面底高程，每一层开挖均要考虑开挖区场内道路的换填施工或铺设钢板，以防陷车。

每开挖一层，边坡削坡随大面进行，按1:1~1.5（根据围岩级别确定）的坡比进行削坡，开挖过程中及时检查边坡超欠挖情况。

开挖渣料采用反铲装、自卸汽车，通过渣场道路运至弃渣场堆放。

㈢边坡支护边坡成型后，搭设排架，排架搭设完成通过监理验收后即可开始进行支护施工，⒈锚网施工程序为：造孔→注浆→插锚杆→挂钢筋网→焊接。

边坡锚杆钻ø 32mm孔，先注浆后插锚杆，再挂钢筋网。

⒉喷砼施工工序为：基岩清洗→验收→喷砼→养护→喷层检查。

喷射砼采用干喷工艺，按实验配比配料，人工装风动喷机，喷枪口人工加适量水喷射至设计厚度。

洒水养护21天后打孔检查喷层厚度达到要求。

二、洞身开挖施工洞身开挖应根据设计图纸尺寸，围岩类别，根据稳定、基本稳定、稳定性差、不稳定、极不稳定这五类别。

采取不同方法开挖。

进洞前对洞脸边坡岩体进行检查，清除危石，确保施工安全。

㈠Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖施工Ⅱ、Ⅲ类围岩采用全断面钻爆法开挖，即风钻钻眼,掏槽方法爆破，通风采用压入式通风,弃碴运输采用有轨运输。

开挖、支护交替进行，采用全断面喷锚支护，作到有序施工，充分利用工作场地及设备。

开挖后根据实际情况进行支护。

Ⅱ、Ⅲ类围岩采用前面开挖掘进，后面喷锚支护跟进作业进行的方法。

在隧洞有限的空间内，相互干扰较大。

对锚、喷、网的作业安排不能与掘进的钻爆、出碴干扰。

故对锚杆和挂网安排在掘进的出碴过程中进行，对喷射砼作业安排在掘进的钻眼装药过程中进行。

锚、喷、网的作业台架采用工字钢焊接的门架式，其下面可以穿过通行人员和小型车辆。

围岩开挖施工工艺：布孔---钻孔---吹孔---装药---堵塞---引爆---检查⒈布孔例隧道为马蹄形结构，隧道宽2.6米，拱顶至地面高2.6米，开挖面积约6.8平方米。

中心为掏槽孔第二排（面积较大时第二~三排）为扩槽孔，上为崩落孔、下为底板孔，周边为周边孔。

（1）钻爆设计①炮孔数目炮孔数目N，按下式计算：N＝q×s/rη式中：q——炸药单耗量，取q=1.25kg／mS——开挖面积，S=6.8m2r——每米长度炸药的重量，2号岩石乳化炸药r=1kg/mη——炮孔平均装药系数，取η=0.7经计算，N=13，光面爆破或者预裂爆破需多增加周边孔16只及中空孔一只，共计30只(需根据断面实际情况进行调整孔网和炮孔数量)。

②每个炮孔的装药量Ⅰ掏槽孔Q1=η×L×r式中：η——炮孔装药系数，取η＝0.7L——孔深，L=2.8mr——每米长度炸药量，r＝1.0kg／m经计算Q1=2.16取Q1=2.0kgⅡ辅助孔Q2=η×L×r=0.6*2.5*1.0=1.5kg 取Q2=1.5kg（装药系数η取0.6、孔深L取2.5米）Ⅲ周边孔Q3=q延×L×r=0.3*2.5*1.0=0.75kg 取Q3=0.7kg（装药线密度q延取0.3kg/m、孔深L取2.5米）Ⅳ地空孔Q4=η×L×r=0.7*2.5*1.0=1.75kg 取Q4=1.8kg（装药系数η取0.7、孔深L取2.5米）以上设计参数需根据隧道爆破实际情况进行调整。

③设计的炮孔布置图炮眼布置图炮眼的布置及个数需要根据现场围岩的等级来确定，并且要满足隧洞的开挖断面设计形状、平整，布置炮眼应有较高的利用率，爆破后断面和轮廓复核设计要求、壁面平整，并保持围岩的稳定性和强度。

根据该实际情况，布孔个数在25---35个之间。

⒉钻孔钻孔直径￠42、周边￠32，钻孔深度控制在2.5---2.8米之间。

⒊吹孔对已经钻好的孔用风把孔内积水吹干，提高装药的质量和放炮的效果。

⒋装药隧洞开挖爆破装药量与单耗炮孔雷管段号炸药名称数量（个）孔深（m）垂直夹角（度）类型每孔装药（节/孔）每孔装药量（kg）总装药量（kg）中空孔 1 2.8 0掏槽孔 4 2.8 0 1 2#乳化10 2 8 辅助孔7 2.5 0 5 2#乳化7.5 1.5 10.5周边孔16 2.5 0 7 光爆小药卷 3.5 0.7 11.2底孔 5 2.5 0 9 2#乳化9 1.8 9 合计33 38.7 说明：（1）预计每循环进尺2.3m，循环方量15.64m3，预计炮孔利用率92%。

（2）炸药单耗2.47kg/m3（以Ⅰ、Ⅱ类围岩为准）。

（3）周边孔采用φ25*300小药卷，其余炮孔采用φ32*200药卷。

在洞内装药时根据围岩类别、岩层硬度、渗水情况来选择炸药类别、数量。

炸药分乳化和硝铵两种，同时在装药时要装密室。

⒌堵塞把已经装好的炸药用黏土、沙或混合材料封闭起来，保证炸药的充分反应，使之放出最大能量。

⒍引爆、检查为了提高安全系数，施工中全部采用电雷管、专用线路引爆。

引爆时必须使用防暴器，不得使用其它线路来代替，同时切断电源保证安全。

引爆顺序为：①掏槽孔②扩槽孔③崩落孔④底板孔和周边孔。

在引爆30分钟后，施工人员应到现场检查安全隐患，若发现哑炮、瞎炮要及时处理，还应安排撬挖人员进入现场，人工撬除边顶危石并做好其他安全工作。

㈡光面爆破光面爆破是根据设计图纸，沿开挖线布置小孔径，密间距的周边炮孔，采用空隙装药；进行弱震爆破，炸除松动炮孔和周边孔间保护层的岩石形成光面，达到预期效果的爆破方法。

1.光面爆破参数针对岩石坚固程度，初次选用如下爆破参数：周边孔间距a=（15-10）d=（15-10）×32mm=480~320mm密集系数m=a/W=0.65~1.0，初选为0.8~0.7最小抵抗线W=600~400mm岩石坚固系数f不偶合系数k装药量q（g/m）炮孔间距a（cm）最小抵抗线W（m）2~4 2~2.4 50~125 0.4~0.3 0.4~0.3 4~6 1.6~1.8 100~200 0.45~0.35 0.45~.035 6~10 1.4~1.6 150~250 0.5~0.4 0.55~0.45在施工中可按照选定的参数总结每次爆破效果，测量半径和轮廓不平整，不断调整光爆参数。

2.施工的主要技术措施：①边孔直径d宜在50mm以内，孔距与最小抵抗线之比a/w宜在0.75—0.95内，岩石的牢固系数越小取值越大，反之，取值越小。

但W以不超过0．8m为宜，②边孔装药量较一般爆破装药量少一半以上，以保证弱震效果。

可间隔装药，形成空隙药包结构（即装一节0.25kg的药卷，再每隔0～20厘米装0.1kg的细药卷，可将药卷绑在竹片上减少炸药威力，亦可在炸药内掺入15％的锯木屑，导爆索连接。

或装直径Φ32半节的药卷，间隔装药，用导爆索串连绑扎在竹片上进行装药，非电毫秒雷管引爆，周边光面齐爆。

③光面爆破的起爆程序是先掏槽，次崩落，后周边，段内同时起爆，段与段间分段延期起爆。

㈢Ⅱ、Ⅲ类围岩施工支护Ⅱ级围岩采用素喷施工支护，素喷C20早强砼封闭开挖轮廓，喷射砼厚8cm。

根据围岩情况和地质构造局部可设法向锚杆和挂网。

Ⅲ级围岩采用喷锚施工支护，拱部设φ25中空注浆锚杆,长 3.0m，边墙设砂浆锚杆长3.0m，纵向间距1.0m，环向间距1.2m，拱墙部挂钢筋网（φ8），间距20×20cm，喷C20早强速凝砼15cm厚。

围岩施工支护，在松软或破碎带,为了防止岩石冒落,超前于掘进工作面进行的支护。

利用锚杆将松动岩体或较软弱岩体联结在稳定的岩体上。

类别多样，为施工安全起见所设置的支护方法大体上有：⒈系统锚杆：系统锚杆有砂浆锚杆和中空注浆锚杆。

锚杆支护，超前锚杆是沿开挖轮廓线，以较大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固(预支护)，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。

超前支护、注浆加固围岩和堵截水，主要适用于围岩应力较小，地下水较少、岩体软弱破碎，开挖面有可能坍塌的隧道中,松散地层结构松散，稳定性差，若有地下水时则更甚。

（1）砂浆锚杆施工方法：采用锚杆台车钻锚杆孔，人工安装锚杆。

利用高压风或水清孔，完成后采用后退式注浆，以保证孔内浆液饱满。

施工技术措施：孔径要与锚杆直径相匹配，锚杆孔径应大于设计的锚杆直径15mm；孔深一般比锚杆稍长一些(10cm 以上)；孔向应按设计方向钻进，垂直岩面；锚杆规格、长度、直径符合设计要求，锚杆杆体除锈除油。

（2）中空注浆锚杆：施工方法同砂浆锚杆施工。

超前支护、注浆加固围岩和堵截水，主要适用于围岩应力较小，地下水较少、岩体软弱破碎，开挖面有可能坍塌的隧道中,松散地层结构松散，稳定性差，若有地下水时则更甚。

采用电动注浆机注浆，当注浆压力达到设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆，并保证锚杆孔浆液注满。

最后在综合检查判定注浆质量合格后，用专用螺帽将锚杆头封堵，以防浆液倒流管外。

（3）技术措施：①砂浆锚杆选用II级螺纹钢筋，钢筋直径16~25,长1.5~4m，一般采用Φ22㎜，按设计尺寸进行加工锚杆，并调直除锈。

②根据岩层走向选择眼位锚杆必须与岩体主结构面成较大角度布置，当主结构面不明显时，与隧道周边轮廓垂直呈梅花形布置。

在施工中可根据实际进行一定的调整。

局部锚杆的锚孔轴线方向应与可能滑动面的倾向相反，其与滑动面的交角应大于45°。

③在钻眼中，间距：不大于锚杆长度的二分之一（不良围岩不大于1.25m）要专人指导和监督。

防止操作工人乱钻眼，少钻眼，不按技术要求施工。

保证开孔偏差小于10厘米，钻孔方位角偏差小于2°。

④锚杆孔钻头直径比锚杆直径大15mm以上，锚孔必须达到设计深度。

⑤砂浆锚杆的水泥砂浆应采用标号不低于P.O.42.5的普通硅酸盐水泥。

砂采用最大粒径小于2.5mm的中细砂。

⑥锚杆注浆的水泥砂浆配合比，应通过试验确定。

在注入浆体后，应立即插入锚杆，在砂浆凝固前，不要敲打、碰撞和拉拔锚杆。

一般注浆压力为0.5—1.0Mpa，终压为2.0—2.5Mpa。

⑦每根锚杆的抗拔力不得低于设计规定，并不应低于50KN，每300根锚杆必须抽样一组进行抗拔立试验，每组不少于3根，并符合《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GBJ--85)的规定。