03 交通洞施工方案介绍

尼泊尔上马相迪-A水电站BOOT项目土建、金属结构及机电设备安装工程（合同编号：SHR-UMHPBOOT-007）

厂坝路交通洞施工方案

批准：

审核：

编制：

中国水利水电第十一工程局有限公司

上马相迪A水电站项目部

2013年5月4日

目录

1.基本概况 (1)

2.施工布置 (2)

2.1施工用风、水、电布置 (2)

2.1.1施工用风 (2)

2.1.2施工用水 (2)

2.1.3施工期洞内排水 (2)

2.1.4施工用电 (2)

2.2施工道路 (3)

3.主要施工方案及方法 (3)

3.1洞脸支护 (3)

3.2洞室开挖 (4)

3.2.1施工方法 (4)

3.2.2典型爆破参数设计 (4)

3.2.3开挖支护循环时间 (5)

3.2.4特殊洞段开挖 (6)

3.2.5施工流程及工艺说明 (7)

3.3支护工程施工 (8)

3.3.1锚杆施工 (9)

3.3.2喷混凝土 (10)

3.3.3钢拱架支护 (11)

3.4混凝土施工 (12)

3.4.1边顶拱衬砌混凝土施工 (12)

3.4.2路面混凝土施工 (12)

3.4.3路缘台阶砼 (13)

3.4.4路面排水沟 (13)

3.4.5混凝土养护 (13)

3.5回填灌浆施工 (13)

3.5.1基本要求 (13)

3.5.2灌浆施工 (13)

3.5.3质量检查 (14)

4.质量控制 (14)

5.安全控制 (15)

6.施工进度计划 (15)

7.资源配置 (16)

7.1主要施工人员配置计划 (16)

7.2主要施工机械设备配置计划 (16)

8.附件 (17)

8.1风、水、电管线布置示意图 (17)

8.2炮孔布置示意图 (18)

厂坝路交通洞施工方案

1.基本概况

上马相迪A水电站交通洞位于发电厂房~业主营地公路中间，布置在上马相迪河左岸，施工桩号为厂坝连接公路LCK0+218.161~LCK0+536.136，进口位于厂址上游约320m，出口位于厂址上游约500m。隧洞总长317.80m，其中进口明挖段38.65m，出口明挖段25.15m，洞身长254.00m，设计时速20km/h，建筑限界高度为4.5m，开挖标准断面尺寸为宽×高=6m×6m，行车道宽4.5m，两侧设排水沟。洞身弯道内侧设置1.4m的加宽段，加宽段两侧分别设置21m长的过渡段。

整个交通洞开挖断面共有三种，均为城门洞型。其中A型开挖尺寸为宽×高=6m ×6m，B型开挖尺寸为宽×高=5.2m×5.6m，C型开挖尺寸为宽×高=6.7m×6m，D 型开挖尺寸为宽×高=7.2m×5.6m。

交通洞进口开挖底部高程为EL795.70m，出口开挖高程为EL799.89m，其中进口段0+00~0+26.49m之间高程相同，随后洞室底板以坡比i=0.02进行变化。

交通洞洞脸范围内均存在不同程度的土方和石方，开挖时土方开挖坡比为1:1~1.25，石方坡比为1:0.3~0.5，根据覆盖层开挖揭示的地质情况进行适当调整。

洞身岩性主要以石英岩和云母片岩为主；开挖围岩以Ⅲ类、Ⅳ类为主，其中进出口段均以Ⅳ类为主，中间段以Ⅲ类为主。根据区域内山体中含水情况来看，洞内存在一定的渗水，预计渗水量比较大。

根据设计图纸在进出口A型和C型断面进行边墙混凝土衬砌施工，衬砌厚度60cm；全洞段底部路面为C35混凝土，厚度25cm。在底板混凝土内布置排水沟。排水沟设置见详图如下：

2.1施工用风、水、电布置

2.1.1施工用风

（1）交通洞出口布置一台27m3/min油动空压机，用于出口工作面供风。

（2）进口布置一台12m3/min油动空压机进行工作面供风。

（3）布置两台55KW的风机，用于洞内通风排烟。

2.1.2施工用水

在交通洞进出口洞口上方安置一个2m3水箱，沿洞脸边坡、隧洞左侧洞壁底部敷设φ50供水钢管，通过自流将水引至工作面附近并设置小型水叉，再由软胶管接至各个用水工作面，钢管之间采用相匹配的法兰连接，而软胶管间则采用相匹配的钢管插接。

2.1.3施工期洞内排水

交通洞开挖共两个工作面，即进口工作面、和出口工作面。从隧洞掘进方向来说，进口工作面属于“上坡洞”，施工期洞内排水和涌水可以依靠洞室两侧预留约30cm×30cm的排水槽自流排出洞外；出口工作面属于“下坡洞”，施工期洞室涌水需利用3寸4寸水泵直接排至洞外。

洞内排水将根据隧洞施工的进尺和洞内岩石的渗流量确定排水水泵和排水管的直径及根数。主排水管初步选择Φ159mm钢管，布置于隧洞断面左下角，排水管采用法兰连接随掌子面向前延伸，水泵型号根据洞内水量情况进行调整。

2.1.4施工用电

根据空压机、通风机及施工照明用电负荷，出口配置一台200KW的柴油发电机。进口利用厂房附近安装的变压器供电（计划安装550KV A变压器1台），另外配置一台200KW的柴油发电机作为停电时备用电源。

照明线路采用50mm2的低压绝缘导线，沿洞壁边墙上部布置。洞内非作业地段采用220V白炽灯照明，每隔10～15m设置一盏500W白炽灯。距离开挖工作面30m 以内，改为36V安全电压照明，开挖、支护工作面照明采用低压投光灯具，每5～10m 布置一盏。为防止施工中突然停电，施工人员配置12～24V手提作业灯作为应急照明。

根据场内外现状交通道路情况，结合施工总平面布置规划，现可用于交通洞开挖支护施工的道路为两跨临时钢桥，根据交通桥的施工时段计划，这两跨钢桥已经满足交通洞施工工期要求。

汛期来水之前将临时钢桥拆除，防止被洪水冲断破坏。钢桥拆除之后，出口段开挖爆破材料通过永久营地上游跨河吊桥人工运送。如果开挖进度允许，可以考虑进口段单向开挖。

3.主要施工方案及方法

根据本工程的实际施工特点，开挖期间开展两个工作面进行施工。

（1）进口工作面：根据交通桥修建情况择机施工，初拟控制长度为100m。

（2）出口工作面：开挖控制长度160m。

实际开挖区段可根据各工作面进展可能有所调整。

混凝土施工时从进口段向出口反向（下坡）浇筑，利于排水。

3.1洞脸支护

依据招标文件提供的相关地质资料并结合开挖后所揭露围岩地质情况，交通洞进出口边坡及洞脸部位采取系统锚杆（局部设随机锚杆）、挂网喷混凝土、钢拱架、锚杆锁口等施工。具体如下：

（1）洞脸支护：在洞轴线两侧、洞顶拱上方边坡范围内采用Φ25系统锚杆支护，@2.5×2.5m、L=4.0m（外露10cm），并挂φ8@20×20cm钢筋网、喷C30混凝土15cm进行支护。

（2）洞口锁口锚杆：沿隧洞轮廓线外侧50cm布置2排Φ25@50×50cm、L=6.0m（外露10cm）锁口锚杆。详见附图：锁口锚杆支护施工图。

（3）洞口5m范围内钢拱架加强支护：钢拱架采用I20工字钢，沿隧洞轴线每50～100cm安装1榀，安装时，其底部必须放置于坚硬岩石上并设支撑钢板，节间连接钢板采用螺拴连接并焊接牢固；固定锚杆采用Φ22mm、L=2m，环向间距 2.0m，紧贴钢拱架两侧对称布置并焊接；纵向连接钢筋采用Φ22螺纹钢，间距1.0m，且与钢拱架满焊，并与固定锚杆点焊连接；钢拱架外侧挂钢筋网（钢筋网为φ8@20×20cm），并喷C25混凝土，保证喷混凝土面与钢拱架内侧平齐。

3.2洞室开挖

3.2.1施工方法

交通洞属中型断面平洞开挖，根据招标文件提供的地质资料，结合我公司以往在类似工程中的施工经验，拟采用YT-28型手风钻造孔“全断面一次爆破成型法”进行开挖，周边轮廓线采用光面爆破技术进行控制。钻孔及装药联网均在钻孔作业台架上进行，钻孔作业台架由型钢自行加工而成，在洞内由装载机进行移位运输。出渣采用ZL50型装载机进行装车，由15t自卸汽车弃运至指定的弃渣场。

3.2.2典型爆破参数设计

开挖前期拟采用如下爆破参数，工程施工过程中进行生产性爆破试验，以总结适合于本工程的爆破参数。同时在施工过程中根据实际围岩地层条件的不断变化进行相应的调整，以期取得更为经济、合理、安全的爆破参数。

典型断面爆破设计参数见下表：

爆破设计参数表

围岩类型

III类围岩IV类围岩

爆破参数

钻孔直径D，mm 42 42

掏槽孔孔深，m 2.8 3.2

掏槽孔孔距，m 0.3～0.4 0.3～0.4

辅助孔及周边孔孔深，m 2.5 2.8

辅助孔孔距，m 0.7～0.8 0.8～0.9

周边光面爆破孔距，m 0.5～0.55 0.45～0.5

光爆抵抗线，m 0.6 0.7

层间抵抗线，m 0.7～0.8 0.8～0.9

单位炸药消耗量q，kg/m3 1.3～1.4 1.4～1.5

注：1.本表所列爆破参数为初拟设计，最终的施工爆破参数须经爆破试验确定。

2.爆破试验设计方案详见《隧洞开挖生产性爆破试验设计方案》

光面爆破孔选用φ25mm×100g型2#岩石乳化炸药间隔不耦合装药，不耦合系数为1.6，导爆索起爆；爆破孔采用φ32mm×150g型2#岩石铵梯炸药连续耦合装药（底板孔及炮孔中有山体裂隙渗水时采用φ32mm×150g型2#岩石乳化炸药），毫秒延期

导爆管雷管微差起爆。

为了减少爆破震动对围岩的稳定性影响，同时也为了控制爆破质量，开挖爆破的最大单响药量应控制在30kg 以内。

3.2.3 开挖支护循环时间

开挖过程中Ⅲ类围岩段采用“开挖先行、支护跟进”的施工原则，Ⅱ、Ⅲ类围岩每循环计划进尺3.0m ，预计每个循环作业时间按10～12h 。Ⅳ、Ⅴ类围岩及不良地质段则采用“开挖一段、支护一段”的施工原则，每循环计划计划进尺2.5m ，预计作业时间18h 。

每个循环实际开挖进尺根据实际情况进行适当调整。

Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖循环作业时间表 合计时间

（h ）

测量 布孔 钻孔 清孔 装药 爆破 通风 排烟 安全 处理 出渣 其它 10.0 0.5 3.5 1.0 0.5 0.5 3.0 1.0 注：根据揭露岩石情况，经监理确认是否采取措施进行支护，如需要进行支护，初喷

砼预计时间1.5h ，锚杆支护预计时间2h 。

Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖循环作业时间表 合计时间

（h ）

超前支护 测量 布孔 钻孔 清孔 装药 爆破 通风 排烟 初喷砼 出渣 临时锚 杆支护 其它 18.0 4 0.5 4 1.0

0.5 2.0 3.0 2.0 1.0

3.2.4特殊洞段开挖

（1）洞口段

洞口段开挖前先做好洞脸边坡的支护、隧洞口的锁口等支护工作，在洞口段10m 以内必须遵循“早探测、预锚固、短进尺、弱爆破、强支护、少扰动、快封闭、勤量测”的不良地质洞室段开挖施工原则。每开挖循环进尺宜控制在2.0m以内，支护必须紧随开挖进行，做到开挖一段、支护一段，以确保洞室安全。

（2）不良地质洞室段

对于洞身Ⅳ、Ⅴ类围岩、断层裂隙交叉、切割、软弱结构面、岩溶通道以及地下涌水、涌泥等不良地质段除采用一般施工工艺及方法外，还采取如下措施：1）超前地质探测：在开挖过程中，加强地质跟踪及预测，利用导洞开挖或钻深孔（12～15m）超前探明围岩性状及岩溶、地下水和涌泥情况，以便调整采取恰当的施工程序及措施，确保围岩稳定。

2）超前支护：洞身Ⅳ、Ⅴ类围岩段及断层破碎带、软弱结构面地段开挖前，拟采用超前锚杆支护、掌子面进行喷锚封闭等措施（根据实际情况选择是否封闭掌子面），以增强围岩自稳能力，确保施工安全。

3）开挖钻爆：开挖钻爆按照“早探测、预锚固、短进尺、弱爆破、强支护、少扰动、快封闭、勤量测”的原则施工。即开挖至不良地质段之前，应与地质工程师加强沟能，做好地质预报，必要时超前探测隧洞走向前方的地质情况，根据具体采取超前锚杆、超前灌浆等预先锚固措施。在钻孔爆破时严格控制循环进尺与最大单响药量，每循环开挖进尺根据爆破试验确定。

4）一次支护：按照“勤量测、快封闭”的原则施工。每排炮钻爆后暂不出渣，经安全处理、平渣后，立即施作一次支护，采用砂浆锚杆、挂网喷混凝土、钢支撑加强支护等手段，形成一柔性封闭环，限制围岩变形过大。地下水较丰富的地方开挖后立即钻排水孔集中排水。

5）施工监测措施：成洞后及时埋设施工期临时监测设施，并进行观测，三倍洞径距离以内每排炮后测量一次，十倍洞径距离以后，视变形速率情况，可拉开量测时间间隔。通过勤量测，及时反馈信息，指导开挖支护施工，确保成洞稳定和施工安全。

6）混凝土跟进衬砌：通过变形观测，如发现局部围岩变形速率陡增，采取一次支护措施后尚不能满足稳定要求时，立即进行混凝土衬砌施工。

3.2.5施工流程及工艺说明

（1）技术交底：在施工前，由技术人员向施工中队及现场管理人员交底本工程所采用的施工方法、施工任务以及质量、安全、工期等方面的技术要求。

（2）施工准备：主要包括钻孔作业台架及凿岩机械设备、风水电管线等附属设施的就位等工作。

（3）测量放线：根据设计图纸放出开挖轮廓线、顶拱圆心点、拱肩等特征点以及隧洞走向等，同时检查上一爆破循环进尺范围内的超欠挖情况，利用红油漆现场标识清楚，并向当班施工员做书面交底。

（4）布孔：主要是由技术人员与现场施工人员，根据现场地质条件参考爆破设计，在掌子面上标出每个炮孔的孔位、孔深及方向。

（5）钻孔：根据爆破设计炮孔孔位、孔深及钻孔角度进行钻孔，尽可能使各炮孔的孔底落在同一平面上，以保证下一作业循环掌子面的平整。另外对于光面爆破孔还应做到“准、齐、平、直”，即孔位准、孔底齐、孔面平、孔向直，以确保光面爆破后孔痕率及不平整度达到规范要求。

（6）验孔：在装药之前，应对炮孔的孔位、孔深、孔倾角以及孔内是否有杂物、积水等进行检查，保证每个炮孔均符合设计要求，否则应进行补钻或重钻直至符合设计要求，以利于提高爆破效果。

（7）装药联网：根据爆破设计的炸药类别、药包直径及单孔装药量结合现场地质条件进行装药，当进行光面爆破时，需在装药前提前将光面药串加工好，以加快装药速度；装药结束后，应用炮泥等堵塞物填塞密实，最后根据爆破设计网络进行联网。

（8）网络检查：由现场技术人员与施工人员联合对爆破网络进行检查，确保网络无误，在人员和设备撤离工作面至安全地点之后，统一指挥进行爆破作业。

（9）通风：每次爆破后，应立即开通通风机进行排烟，每次通风时间最少不得小于15（30nim）分钟。之后，爆破人员方可进入洞内进行爆破效果检查等作业。

（10）爆破效果及安全检查：爆破效果检查主要是指有无盲炮、岩石块度及爆碴集中度，如发现盲炮应及时、严格地按照《爆破安全规程》中的相关规定进行处理；安全检查主要是指爆破后，工作面及其附近危石的检查与处理。

（11）出渣：每次爆破后，及时利用ZL50装载机进行装车，由15t自卸汽车弃运至指定的弃渣场。