洞室施工方案一、编制依据1、《黄金坪水电站引水发电系统工程（I标）施工招标文件》2、《黄金坪水电站引水发电系统工程（I标）施工投标文件》3、《关于引水隧洞1#施工支洞接引水隧洞控制点坐标的通知》（编号：黄设（施）字2011-001号）4、《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）5、《四川大唐国际甘孜水电开发有限公司工程管理制度（一）》（2010年度）6、水电工程相关规程规范以及黄金坪水电站相关安全文明施工管理规定等二、概述2.1 工程简述1#施工支洞为本标与引水II标共用的洞内交通施工通道，根据招标文件及《关于引水隧洞1#施工支洞接引水隧洞控制点坐标的通知》（编号：黄设（施）字2011-001号）要求，1#施工支洞由本标负责设计、施工、维护、运行、管理及封堵。
发包人已在黄金坪隧洞K1+075.00m桩号（高程约1454.26m）处提供了1#施工支洞分岔口。
根据招标文件图纸以及地质资料显示，1#、2#引水隧洞（引）0+000～（引）1+500m段围岩地层岩性以斜长花岗岩、石英闪长岩为主，穿插有花岗闪长～角闪斜长岩质混染岩。
隧洞进口段为Ⅳ、Ⅴ类围岩；洞身段以Ⅲ类围岩为主，部分Ⅱ类围岩，断层、裂隙密集带及岩脉破碎带为Ⅳ、Ⅴ类围岩。
应注意陡倾角裂隙与部分洞段夹角较小，对洞壁稳定不利，而顶拱缓倾角裂隙较发育，易塌方或掉块，施工中应注意及时支护。
大部分洞段垂直、水平埋深较大，施工中有发生轻微～中等岩爆的可能，应加强防岩爆措施；洞内随机分布的断层、岩脉破碎带附近，地下水一般较丰富，隧洞开挖时一旦揭穿断层有可能出现暂时性的涌水或渗滴水等现象，对揭穿阻水断层（如f1-1-1）后发生涌水的情况需有相应的处理措施。
由此，推测施工支洞所处地质主要以Ⅲ类围岩为主，部分Ⅱ类围岩，局部洞段断层、裂隙密集带及岩脉破碎带为Ⅳ、Ⅴ类围岩。
2.2 洞室设计参数2.2.1 线路设计根据招标文件及施工条件要求，1#施工支洞工程包括上层支洞和下层支洞，分别承担引水隧洞上层、下层洞身开挖支护以及洞身混凝土浇筑运输交通。
1、1#施工支洞上层支洞长562.282m；下层支洞长208.029m，共长770.311m。
2、上层支洞从黄金坪隧道K1+075.00m桩号（高程约1454.26m）开始，设为支（上）0+000.000m桩号，至2#引水隧洞（引2）1+500m轴线桩号（高程约1451.28m）止，终点为支（上）0+562.282m桩号，与1#引水隧洞相交于（引1）1+486.07m桩号（高程约1451.26m），洞长562.282m，平均纵坡0.60%。
3、下层支洞从上层支洞支（上）0+245.469m桩号（高程约1452.62m）开始，设为支（下）0+000.000m桩号，至2#引水隧洞（引2）1+300m轴线桩号（高程约1443.18m）止，终点为支（下）0+208.029m桩号，与1#引水隧洞相交于（引1）1+286.07桩号（高程约1443.52m），洞长208.029m，平均纵坡7.30%。
1#施工支洞线路设计详见《1#施工支洞平面布置图》（图号:HJP/SG023-2011-SG-004-01））、《1#施工支洞纵剖面及钻爆示意图》（图号：HJP/SG023-2011-SG-004-02）。
2.2.2 洞型尺寸及路面根据施工道路交通通行要求，1#施工支洞为城门洞型，开挖断面尺寸为8.0m×7.0m（宽×高），路面以开挖细石渣铺填，为碎石路面。
2.2.3 洞身支护型式根据围岩类别以及洞段部位不同，1#施工支洞洞身主要采用常规喷锚支护，局部不良地质洞段和交叉洞段进行加强支护，拟采取以下2种支护型式：（1）Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段：采用随机支护型式，随机锚杆Φ25，L=4.5m，外露0.1m，喷C20混凝土厚8～10cm，边墙、顶拱范围内布置排水孔Φ50，间、排距3.0m，孔深2.0m。
（2）Ⅳ、Ⅴ类围岩、不良地质洞段和交叉口洞段6m范围内：采用系统喷锚和型钢拱架加强支护型式，以Φ25，L=4.5m和Φ28，L=6.0m系统锚杆梅花形交错布置，外露0.1m，间、排距2.0m，挂网喷混凝土C20厚12～15cm，挂钢筋网Φ6.5@15×15cm，边墙、顶拱范围内布置排水孔Φ50，间、排距3.0m，孔深2.0m。
加强支护采用Ⅰ18工字钢钢拱架，间距1.0m。
各洞段支护型式详见《1#施工支洞典型断面支护及管线布置示意图》（图号: HJP/SG023-2011-SG-004-03）。
2.3 主要工程项目及工程量本工程项目包括石方洞挖、挂网喷锚支护、型钢拱架以及排水孔钻孔施工等，洞室主要工程量见表2.3-1。
表2.3-1 1#施工支洞主要工程量表三、施工布置1#施工支洞开挖支护施工布置主要考虑场内临时道路、施工供风（开挖及洞内锚喷支护、欠挖处理等施工需要）、通风散烟除尘、施工供电及照明、施工供水等辅助设施。
3.1 施工道路布置本工程项目施工道路主要包括黄金坪隧洞、1#公路、上游临时桥、601#公路、6#公路、2#公路，其中：1、石方洞挖有用料运输：黄金坪隧洞→1#公路→上游临时桥→601#公路→6#公路→2#公路→5#渣场，运距约4.1km；2、石方洞挖无用料运输：黄金坪隧洞→1#公路→2#渣场，运距约3.2km；3、喷混凝土料运输：运距约1.8km。
3.2风、水、电布置根据现有场地条件，进行1#施工支洞风水电系统布置。
3.2.1 施工供风1、施工供风主要为洞身开挖造孔和喷锚支护用风，供风站设在黄金坪隧道4#紧急停车带内，1#施工支洞洞口左侧部位，布置2台20m3电动空压机，以Φ100钢管从供风站接至工作面附近。
详见《1#施工支洞平面布置图》（图号:HJP/SG023-2011-SG-004-01）2、通风及排烟、除尘用风由于洞室较长，散风较困难，在1#施工支洞进洞口布置1台2×55kw轴流风机，接φ500m硬风管向洞内通风，通风机的风筒口距掌子面约30m，随掌子面推进而跟进。
施工供风设备及工程量见表3.2-1。
3.2.2 施工供排水1、施工供水洞内施工用水主要用于工作面钻孔、降尘、工作面冲洗及临时喷锚支护等，工作面同时最大用水量为5～10m3/h。
在黄金坪隧洞进口上方高程约1530m布置1个100m³水池，从叫吉沟内以Φ50塑料软管引至水池，再从水池用Φ50钢管接至施工工作面。
2、施工排水1#施工支洞内的排水主要为钻孔废水，地下渗水等。
在开挖掌子面一侧设置一个集水坑，经常性整理好排水沟，水通过自流流入集水坑，再用3kw潜水泵经黄金坪隧洞抽出洞外，排水管采用φ50mm钢管。
施工供、排水设备及工程量见表3.2-13.2.3 施工供电洞内施工用电主要有电动空压机、通风机、水泵等设备用电以及施工照明。
从3#变电所接线，用高压电缆经黄金坪隧道接至1#施工支洞洞口左侧的变电站，变电站设一台500KVA的变压器，洞内各工作面用电从变压器的出线口配电箱接至施工工作面附近。
表3.2-1 施工供风、抽水设备及工程量表支洞内风、水、电布置见图3.2-1：图3.2-1 洞内管线布置示意图四、施工方案根据现有施工条件，由于黄金坪隧道内4#紧急停车带已浇筑混凝土路面，且路边排水沟暂未施工，为保护混凝土路面，在1#施工支洞进口底板及排水沟基础部位铺设细石渣作为施工通行道路，在洞口按规定挂指示牌，空压机周围用彩钢瓦作围挡。
1#施工支洞计划在2011年9月10日开工，2012年1月20日前完成，利用4个月时间将1#施工支洞上层支洞开挖完成，支护随后跟进。
1#施工支洞采取全断面光面爆破法进行开挖，手风钻水平造孔，3m3装载机装渣，15～20t自卸车出渣。
锚杆和排水孔采用手风钻钻孔，人工安装；喷混凝土骨料在拌合站拌制好后，运至现场进行湿喷；钢筋网在钢筋加工厂下料后，运至现场人工绑扎和焊接；钢拱架在钢筋加工厂按断面和长度分节加工好后，运至现场，采用简易吊装机械配合人工进行安装。
五、施工方法5.1洞身开挖5.1.1 施工程序1#施工支洞支护随着开挖跟进，施工程序为：施工准备→测量放样→钻孔→装药、联网、起爆→通风排烟、洒水降尘→围岩清撬、安全处理→出渣→地质编录→临时支护→下一循环。
各环节严格按规范作业，工艺流程如图5.1-1：图5.1-1 洞挖施工工艺流程图5.1.2 开挖施工方法1、1#施工支洞开挖断面尺寸为8m×7m(宽×高)，开挖采用楔形掏槽，全断面开挖。
拟采取传统的手风机及搭设钻爆平台的方式钻爆施工。
根据1#施工支洞尺寸，钻爆平台搭设用φ50～75mm钢管，焊接1个可移动式工作平台，活动平台尺寸为3.0×7.0×5.5m（长×宽×高）。
根据1#施工支洞的断面尺寸及施工特性，钻爆设计遵循下列原则及参数：（1）掏槽爆破正常地质洞段采取楔形掏槽方式，遇不良地质洞段时，调整进尺和掏槽方式。
1）1#施工支洞采用楔形掏槽，全断面开挖。
2）为克服掏槽部位掌子面岩石压缩破坏严重而不易成孔的现象，掏槽孔在掌子面中心线环形对称布置。
3）掏槽爆破是炸药集中的部位，为降低震动波对周壁围岩的损害，尽量将掏槽位置远离周边轮廓。
4）掏槽爆破是爆破成功与否的关键，要求钻孔位置、方向、深度准确。
（2）崩落孔爆破为充分利用炸药爆能，提高破碎效果，降低大块石便于清渣和装运，崩落孔采用梅花型或环形布孔，确保前排孔爆破后，后排孔均处于多面临空状态。
（3）周边控制爆破为了获得较完整平顺的开挖轮廓，降低轰动波对周边围岩的损害，所有周边孔均采用光面爆破。
1）孔距：根据开挖轮廓曲率、岩石类别等确定，Ⅱ、Ⅲ类围岩为50～60cm。
2）抵抗线：依据孔距，初拟Ⅱ、Ⅲ类围岩的光爆抵抗线为65～75cm。
3）线装药密度：根据围岩类别，线装药密度暂定为200～300g/m，具体参数视现场试验再作适当调整。
4）周边孔钻孔要求间距均匀符合规定值，外插角相等，炮孔相互平行，深度一致。
5）周边孔使用低爆速炸药，采用导爆索串联间隔装药，不耦合系数不小于1.3，确保爆破效果。
（4）施工流程为：测量放样→钻爆平台就位→钻孔清孔→装药、联网、起爆→通风排烟（尘）→排险→支护→进入下一循环。
1）爆破平台就位：用人工将带有4个钢轮的钢构件钻爆平台推至工作面并固定。
2）测量放样：采用TCRA1202全站仪现场放样，并现场交样单技术交底，现场施工员用油漆标出各钻爆孔位和高程，并在现场立（挂）牌标明本循环的各种钻孔深度、角度、孔距、排距等参数，便于人工操作。
3）钻孔清孔：同时采用4台手持式气腿钻机，2台站在活动平台上进行上半洞的钻孔作业，2台站在平台下层进行下半洞的钻孔作业，其钻孔作业全部打水平孔，正常洞段每次钻孔有效进尺3.5m，不良地质洞段每次钻孔进尺为1.5m。