分洪工程隧洞圍巖施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1工程背景與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)本工程為流域防洪體系關(guān)鍵控制性工程，分洪隧洞全長(zhǎng)2850米，設(shè)計(jì)分洪流量608立方米/秒，采用城門洞型斷面，凈寬8.5米，凈高7.2米。隧洞穿越地層以Ⅳ級(jí)圍巖為主（占比65%），局部穿越Ⅴ級(jí)破碎帶及斷層影響區(qū)（長(zhǎng)度約420米），最大埋深165米。工程等別為Ⅱ等，主要建筑物級(jí)別2級(jí)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇。1.2地質(zhì)水文條件隧洞沿線揭露巖性主要為砂巖夾頁(yè)巖互層，其中K1+240~K1+510段穿越F13斷層破碎帶，巖體完整性系數(shù)Kv=0.35~0.55，飽和單軸抗壓強(qiáng)度15~30MPa，存在涌水、突泥風(fēng)險(xiǎn)。地下水位埋深5~38米，斷層帶最大涌水量預(yù)測(cè)達(dá)25m3/h。根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》，圍巖分級(jí)如下：Ⅳ級(jí)圍巖：巖體較完整，結(jié)構(gòu)面間距1.0~2.0米，需系統(tǒng)支護(hù)Ⅴ級(jí)圍巖（斷層帶）：巖體破碎，呈碎石狀松散結(jié)構(gòu)，需加強(qiáng)支護(hù)并采取超前加固措施二、施工總體部署2.1施工分區(qū)與流程采用"新奧法"施工，隧道分為進(jìn)口段（0+000~0+850）、中部斷層段（1+240~1+510）及出口段（2+050~2+850）三個(gè)關(guān)鍵工區(qū)。施工遵循"管超前、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)"原則，循環(huán)作業(yè)流程為：超前地質(zhì)預(yù)報(bào)→掌子面加固→分步開挖→初噴混凝土→系統(tǒng)錨桿施工→掛設(shè)鋼筋網(wǎng)→鋼拱架安裝→復(fù)噴混凝土→監(jiān)控量測(cè)。2.2施工設(shè)備配置設(shè)備類型規(guī)格型號(hào)數(shù)量主要用途鑿巖臺(tái)車三臂液壓臺(tái)車2臺(tái)炮孔鉆設(shè)濕噴機(jī)HPS30型3臺(tái)混凝土噴射注漿機(jī)ZJB-6型2臺(tái)錨桿及超前注漿挖掘機(jī)PC220型2臺(tái)裝碴作業(yè)自卸汽車25t級(jí)6臺(tái)棄碴運(yùn)輸?shù)刭|(zhì)雷達(dá)SIR-4000型1臺(tái)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)2.3施工進(jìn)度計(jì)劃總工期480天，關(guān)鍵線路為：進(jìn)口段施工（120天）→斷層破碎帶處理（90天）→出口段施工（150天）→二次襯砌（80天）。斷層段采用"短進(jìn)尺、多循環(huán)"方式，單循環(huán)進(jìn)尺控制在1.5~2.0米，月進(jìn)度指標(biāo)45~50米。三、關(guān)鍵施工工藝3.1開挖作業(yè)技術(shù)3.1.1鉆爆設(shè)計(jì)根據(jù)圍巖級(jí)別采用差異化鉆爆參數(shù)：Ⅳ級(jí)圍巖：全斷面開挖，光面爆破參數(shù)為周邊眼間距50~60cm，抵抗線65~75cm，裝藥集中度0.25kg/m，炮孔利用率≥90%Ⅴ級(jí)圍巖：臺(tái)階法開挖，上臺(tái)階高度4.0米，采用楔形掏槽，周邊眼間距40~45cm，裝藥集中度0.15kg/m，控制最大段裝藥量≤30kg炮孔布置嚴(yán)格遵循"多打眼、少裝藥"原則，Ⅳ級(jí)圍巖循環(huán)進(jìn)尺3.0米，Ⅴ級(jí)圍巖1.8米。采用乳化炸藥（有水地段）或2#巖石硝銨炸藥，非電毫秒雷管起爆，起爆網(wǎng)絡(luò)采用"一把抓"聯(lián)結(jié)方式，確保傳爆可靠。3.1.2出碴運(yùn)輸爆破后采用"通風(fēng)排煙→安全處理→灑水降塵→裝碴運(yùn)輸"流程，出碴采用側(cè)卸式裝載機(jī)配合自卸汽車，運(yùn)輸路線設(shè)會(huì)車避讓段（每500米一處）。碴料分類堆放，其中可利用碴料（約3.2萬(wàn)m3）運(yùn)至棄碴場(chǎng)篩分后用于回填，棄碴運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)集中處理。3.2超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與處理3.2.1預(yù)報(bào)體系建立"長(zhǎng)-中-短"三級(jí)預(yù)報(bào)體系：長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)：采用地質(zhì)雷達(dá)，每50米探測(cè)前方巖體完整性及富水情況中距離預(yù)報(bào)：超前水平鉆探，孔深15~20米，每30米布置一個(gè)探孔短距離預(yù)報(bào)：掌子面地質(zhì)素描，每日記錄巖性變化及滲水情況3.2.2斷層破碎帶處理對(duì)K1+240~K1+510段F13斷層帶，采用"管棚+小導(dǎo)管注漿"聯(lián)合加固方案：管棚施工：采用φ108mm×6mm熱軋無(wú)縫鋼管，環(huán)向間距40cm，外插角1°~3°，單節(jié)長(zhǎng)6米，采用絲扣連接小導(dǎo)管注漿：φ42mm×3.5mm鋼管，長(zhǎng)5米，環(huán)向間距30cm，梅花形布置，注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，注漿壓力1.0~1.5MPa3.3初期支護(hù)系統(tǒng)3.3.1噴射混凝土施工采用濕噴工藝，分初噴和復(fù)噴兩次完成：初噴：開挖后立即施作，厚度50~60mm，封閉巖面防止風(fēng)化復(fù)噴：錨桿、鋼拱架安裝完成后進(jìn)行，Ⅳ級(jí)圍巖總厚度25cm，Ⅴ級(jí)圍巖30cm混凝土配合比為水泥:砂:碎石=1:2.0:2.5，水灰比0.45，摻加8%速凝劑（初凝≤5min，終凝≤10min）。噴射作業(yè)時(shí)噴頭與巖面保持垂直，距離0.8~1.2米，以螺旋狀軌跡均勻噴射，回彈率控制在≤15%。3.3.2錨桿施工根據(jù)圍巖條件選用不同錨桿類型：Ⅳ級(jí)圍巖：φ25mm中空注漿錨桿，長(zhǎng)度3.5米，間距1.2m×1.2m梅花形布置，注漿壓力0.5~1.0MPa，抗拔力≥150kNⅤ級(jí)圍巖：φ22mm藥卷錨桿+自鉆式錨桿組合，藥卷錨桿長(zhǎng)度3.0米，自鉆式錨桿長(zhǎng)度4.5米，間距0.8m×1.0m，施加預(yù)應(yīng)力60kN錨桿施工前進(jìn)行清孔，采用高壓風(fēng)清除孔內(nèi)巖粉，藥卷錨桿安裝時(shí)確保藥卷充分?jǐn)嚢?，注漿錨桿飽滿度≥95%。3.3.3鋼拱架安裝Ⅴ級(jí)圍巖及斷層帶采用I20b工字鋼拱架，間距0.8~1.0米；Ⅳ級(jí)圍巖采用格柵拱架，間距1.2~1.5米。鋼拱架在加工廠分節(jié)制作，每節(jié)長(zhǎng)度2.5~3.0米，安裝前進(jìn)行試拼，允許偏差：拱架間距±5cm，垂直度±2°，平面翹曲≤2cm。拱架與圍巖間隙采用噴射混凝土充填，拱腳設(shè)置20cm×20cm混凝土墊塊，確保受力均勻。四、特殊圍巖支護(hù)技術(shù)4.1斷層破碎帶綜合支護(hù)針對(duì)F13斷層帶（寬度約270米）采用"超前管棚+注漿加固+復(fù)合支護(hù)"體系：管棚支護(hù)：φ108mm管棚，長(zhǎng)度15米，環(huán)向間距40cm，設(shè)置于拱部120°范圍，管內(nèi)注漿采用水泥漿（水灰比1:1），注漿壓力1.5~2.0MPa小導(dǎo)管注漿：φ42mm小導(dǎo)管，長(zhǎng)度5米，外插角10°~15°，每循環(huán)搭接長(zhǎng)度1.5米，注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿，凝膠時(shí)間30~60秒復(fù)合支護(hù)：初噴混凝土厚度8cm，掛雙層鋼筋網(wǎng)（φ8@15×15cm），φ25中空錨桿（長(zhǎng)度4.5米，間距80×80cm），I20b鋼拱架（間距0.8米），復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度30cm4.2涌水處理技術(shù)施工中遇涌水時(shí)按"堵排結(jié)合、因地制宜"原則處理：局部滲水：采用速凝混凝土封堵，埋設(shè)防排水盲管（φ50mm彈簧管）中等涌水（5~15m3/h）：環(huán)向設(shè)排水盲溝，配合井點(diǎn)降水，降低地下水位大涌水（>15m3/h）：立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采用注漿堵水，必要時(shí)設(shè)置防水閘門4.3監(jiān)控量測(cè)體系建立包含以下內(nèi)容的監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)：必測(cè)項(xiàng)目：洞內(nèi)外觀察、周邊位移、拱頂下沉、凈空變化，監(jiān)測(cè)頻率：開挖后1~15天，1次/天；16~30天，1次/2天；30天后，1次/周選測(cè)項(xiàng)目：錨桿軸力、鋼拱架應(yīng)力、圍巖內(nèi)部位移，每50米設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面預(yù)警值：周邊位移≥150mm，拱頂下沉≥100mm，變形速率≥5mm/d時(shí)啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用回歸分析，預(yù)測(cè)最終位移值，當(dāng)實(shí)測(cè)值達(dá)到預(yù)測(cè)值的80%時(shí)，及時(shí)施作二次襯砌。五、質(zhì)量控制與安全保障5.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)噴射混凝土：抗壓強(qiáng)度≥25MPa，厚度允許偏差+10mm/-5mm，表面平整度≤50mm/2m錨桿施工：抗拔力≥150kN（抽檢3%），孔位偏差≤150mm，角度偏差≤5°鋼拱架：焊接強(qiáng)度≥80MPa，連接螺栓扭矩值≥300N·m注漿施工：注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值并穩(wěn)定10分鐘，單孔注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值的95%以上5.2安全保障措施施工安全：作業(yè)面設(shè)置安全警示標(biāo)志，配備通風(fēng)設(shè)備（風(fēng)量≥3m3/min·人）爆破作業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行"一炮三檢"制度，警戒半徑≥200米高陡邊坡作業(yè)設(shè)置1.2米高防護(hù)欄桿，配備安全繩用電安全：采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，配電箱設(shè)置漏電保護(hù)器（動(dòng)作電流≤30mA）照明電壓：作業(yè)面≤36V，潮濕環(huán)境≤12V應(yīng)急預(yù)案：編制坍塌、涌水、火災(zāi)等專項(xiàng)預(yù)案，每季度組織演練現(xiàn)場(chǎng)配備應(yīng)急物資：擔(dān)架2副，急救箱2個(gè)，應(yīng)急照明設(shè)備10套六、施工組織管理6.1組織機(jī)構(gòu)成立項(xiàng)目經(jīng)理部，設(shè)工程技術(shù)部、質(zhì)量安全部、物資設(shè)備部等6個(gè)職能部門，配置管理人員35人，施工人員高峰期280人。建立"項(xiàng)目經(jīng)理→項(xiàng)目總工→施工隊(duì)長(zhǎng)→作業(yè)班組"四級(jí)管理體系，明確各崗位職責(zé)。6.2物資保障主要材料需滿足以下要求：水泥：P.O42.5級(jí)水泥，進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)頻率1次/200t鋼筋：HRB400E級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)度≥540MPa炸藥：符合GB28286-2012標(biāo)準(zhǔn)，儲(chǔ)存期≤3個(gè)月材料儲(chǔ)備量滿足15天施工需求，建立材料追溯系統(tǒng)，每批材料具有完整的出廠合格證、檢測(cè)報(bào)告。6.3環(huán)保措施施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池處理后排放，懸浮物≤150mg/L棄碴場(chǎng)設(shè)置擋碴墻（高度3.0米）及截排水溝，防止水土流失爆破采用低噪聲雷管，控制晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB施工完成后及時(shí)進(jìn)行植被恢復(fù)，恢復(fù)率≥90%七、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程7.1分部分項(xiàng)驗(yàn)收工程劃分為3個(gè)單位工程，12個(gè)分部工程，45個(gè)分項(xiàng)工程。驗(yàn)收按"班組自檢→項(xiàng)目部復(fù)檢→監(jiān)理驗(yàn)收"程序進(jìn)行，關(guān)鍵工序（如斷層處理、鋼拱架安裝）實(shí)行"旁站監(jiān)理"制度。7.2竣工驗(yàn)收資料竣工資料包含