地下洞室開挖與支護(hù)施工工法

1、1洞挖施工工藝流程洞挖施工工藝流程見如下框圖：洞 挖 施 工 工 藝 流 程圍巖及不良地質(zhì)段測量布孔 圍巖 造 孔 炮孔檢查 裝藥、聯(lián)線 臺車鉆錨桿孔 檢查起爆通風(fēng)、散煙 人工安全撬挖 出 渣 反向鏟撬挖、清底 錨桿安裝 沖洗巖面 掛網(wǎng)噴砼.2石方明挖施工工藝流程石方明挖施工工藝流程見如下框圖：石方明挖施工工藝流程施工準(zhǔn)備裝藥爆破測量放樣安全處理 開挖面清理機(jī)械裝渣 鉆孔、清孔自卸車運(yùn)渣 邊坡預(yù)裂作業(yè)面清理 下一循環(huán)鉆爆破孔5鉆孔爆破地下建筑物開挖，宜采用直徑小于100mm的鉆頭造孔,泄洪洞工程開挖爆破均采用非電雷管。5.1設(shè)計輪廓面的開挖，采用光面爆破或預(yù)裂爆破技術(shù)。5.2施工單位應(yīng)根據(jù)設(shè)計

2、圖紙、地質(zhì)情況、爆破材料性能及鉆孔機(jī)械等條件，進(jìn)行鉆爆設(shè)計。其主要內(nèi)容和遵守的主要原則如下：(1)掏槽方式：應(yīng)根據(jù)開挖斷面大小、圍巖類別、鉆孔機(jī)具等因素確定。若采用中空直眼掏槽，應(yīng)盡量加大空眼直徑和數(shù)目。(2)炮眼布置，深度及角度：炮眼應(yīng)均勻布置?？咨罡鶕?jù)斷面大小、鉆孔機(jī)具性能和循環(huán)進(jìn)尺要求等因素確定。鉆孔角度應(yīng)一致，保持平行。(3)裝藥量應(yīng)根據(jù)圍巖類別確定。任一炮眼裝藥量所引起的爆破裂隙伸入到巖體的破壞帶不應(yīng)超過周邊孔爆破產(chǎn)生的破壞帶。應(yīng)選擇合適的炸藥，特別是周邊孔應(yīng)選用低爆速炸藥或采用間隔裝藥、專用小直徑藥卷連續(xù)裝藥。(4)炮孔堵塞應(yīng)密實(shí)。(5)起爆方式及順序：采用塑料導(dǎo)爆管非電毫秒雷管，

3、根據(jù)孔位布置內(nèi)外分段爆破，其分段爆破時差，應(yīng)使每段爆破獨(dú)立作用。周邊孔應(yīng)同時起爆。(6)應(yīng)考慮地下相鄰建筑物、淺埋深隧洞或隧洞附近有重點(diǎn)保護(hù)文物時的安全，按其抗震要求進(jìn)行鉆爆設(shè)計。(7)繪制爆破圖,施工中，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，隨時修正鉆爆設(shè)計。5.3光面爆破和預(yù)裂爆破的主要參數(shù)，應(yīng)通過試驗(yàn)確定.施工中，根據(jù)爆破效果進(jìn)行調(diào)整，以確定最優(yōu)鉆爆參數(shù)。5.4特殊工程部位，按設(shè)計要求進(jìn)行專項鉆爆設(shè)計。5.5特大斷面中下部開挖，采用深孔臺階爆破法時，應(yīng)滿足下列要求：(1)周邊輪廓先行預(yù)裂或預(yù)留保護(hù)層；(2)采用非電毫秒雷管分段起爆；(3)按圍巖和建筑物的抗震要求，控制最大一段的起爆藥量；(4)臺階高度由圍巖穩(wěn)定

4、性情況而定，一般取6m8m為宜，最大不宜超過10m，其單孔裝藥不超過允許值，應(yīng)采用孔間微差順序起爆新技術(shù)；(5)爆破石渣的塊度和爆堆，要適合裝渣機(jī)械作業(yè)。6鉆爆作業(yè)6.1鉆孔爆破作業(yè)，應(yīng)按照爆破圖進(jìn)行。6.2 鉆孔質(zhì)量應(yīng)符合下列要求。(1)鉆孔孔位應(yīng)根據(jù)測量定出的中線、腰線及孔位輪廓線確定；(2)周邊孔在斷面輪廓線上開孔，沿輪廓線調(diào)整的范圍和掏槽孔的孔位偏差不宜大于5cm，其它炮孔的炮位偏差不得大于10cm；(3)炮孔的孔底應(yīng)落在爆破圖所規(guī)定的平面上；(4)炮孔方向應(yīng)一致，鉆孔過程中，應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢查，對周邊孔和預(yù)裂爆破孔應(yīng)特別控制好鉆孔角度；(5)炮孔經(jīng)檢查合格后，方可裝藥爆破。6.3炮孔的裝

5、藥、堵塞和引爆線路的聯(lián)接，應(yīng)由取得“爆破員”作業(yè)證的炮工按爆破圖進(jìn)行。6.4引爆方法可按下列情況確定：(1)洞井爆破宜優(yōu)先采用塑料導(dǎo)爆管非電毫秒雷管； (2)預(yù)裂爆破宜采用導(dǎo)爆索引爆；(3)零星爆破，可采用火雷管引爆。6.5光面爆破和預(yù)裂爆破的效果，用下列標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)：(1)殘留炮孔痕跡應(yīng)在開挖輪廓面上均勻分布，炮孔痕跡保存率：完整巖石在80%以上，較完整和完整性差的巖石不小于50%，較破碎和破碎巖石不小于20%； (2)相鄰兩孔間的巖面平整，孔壁不應(yīng)有明顯的爆震裂隙；(3)相鄰兩茬炮之間的臺階或預(yù)裂爆破的最大外斜值，應(yīng)小于20cm；(4)預(yù)裂爆破后必須形成貫穿連續(xù)性的裂縫。7不同圍巖的開挖方法1

6、、圍巖的開挖方法圍巖較穩(wěn)定，采用手風(fēng)鉆或多臂鉆全斷面開挖，按設(shè)計藍(lán)圖進(jìn)行砂漿錨桿及噴微纖維混凝土系統(tǒng)支護(hù)，支護(hù)適時跟進(jìn)開挖掌子面，距開挖掌子面1020m為宜。2、圍巖及破碎帶的開挖方法圍巖及破碎帶巖石穩(wěn)定性較差，開挖前應(yīng)進(jìn)行超前地質(zhì)探測，視圍巖情況，可采用超前錨桿、超前小管棚、超前預(yù)固結(jié)灌漿進(jìn)行超前支護(hù)。采用手風(fēng)鉆導(dǎo)洞開挖，擴(kuò)挖跟進(jìn)的方式進(jìn)行施工，開挖面揭露后，及時進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)緊跟開挖掌子面且不宜超過5m,進(jìn)行初噴鋼纖維混凝土35cm，對開挖掌子面進(jìn)行封閉，然后打設(shè)系統(tǒng)錨桿，架設(shè)鋼支撐，復(fù)噴鋼纖維混凝土，將鋼支撐覆蓋噴平。2錨桿施工泄洪洞工程錨桿支護(hù)所用的錨桿類型為：砂漿錨桿、自進(jìn)式錨桿、預(yù)

7、應(yīng)力錨桿。2.1 鉆孔(1)錨桿鉆孔可采用手風(fēng)鉆、多臂鉆、潛孔鉆施工，應(yīng)根據(jù)錨桿長度、施工部位、施鉆空間合理選擇施工機(jī)械。(2)施鉆時鉆頭要對準(zhǔn)巖壁上錨桿孔孔位標(biāo)記下鉆， 孔位最大偏差不得大于100mm，孔深誤差值不得大于50mm。(3)注漿錨桿的鉆孔孔徑應(yīng)大于錨桿直徑，若采用“先注漿后安裝錨桿”施工工藝，鉆頭直徑應(yīng)大于錨桿直徑的15mm；若采用“先安裝錨桿后注漿”施工工藝，鉆頭直徑應(yīng)大于錨桿直徑的25mm。(4) 鉆孔完成后用高壓水槍或高壓風(fēng)槍將孔清洗干凈，班組自檢合格后做好鉆孔驗(yàn)收記錄并報隊級質(zhì)檢員進(jìn)行（二檢）復(fù)檢，復(fù)檢合格后報質(zhì)量部進(jìn)行三檢，合格后報請監(jiān)理工程師驗(yàn)收進(jìn)行終檢，監(jiān)理工程師驗(yàn)

8、收合格后用干凈的水泥紙或其他物品將孔覆蓋好。2.2錨桿注漿砂漿錨桿：當(dāng)上傾角45且長度7.0m采用“先安裝錨桿后注漿”施工工藝。(1)錨桿注漿的水泥砂漿配合比，應(yīng)在以下規(guī)定的范圍內(nèi)通過試驗(yàn)選定：水泥:砂 1:11:2(重量比)；水泥:水 1:0.41:0.42。(2)采用“先注漿后安裝錨桿”施工工藝的永久支護(hù)錨桿，在鉆孔內(nèi)注滿漿后立即插桿；采用“先安裝錨桿后注漿”施工工的永久支護(hù)錨桿和預(yù)應(yīng)力錨桿，應(yīng)在錨桿安裝和預(yù)應(yīng)力施加后立即進(jìn)行注漿。(3)錨桿安裝后，在砂漿凝固前，不得隨意敲擊、碰撞和拉拔。3預(yù)應(yīng)力錨索施工3.1預(yù)應(yīng)力錨索施工順序3.1.1粘結(jié)式錨索施工程序驗(yàn)收外錨頭保護(hù)錨束制作檢驗(yàn)驗(yàn)放樣造

9、孔檢驗(yàn)（傾角、方位）固壁灌漿（視需要）掃孔錨墩澆筑張拉段灌漿下索錨固段灌漿張拉、鎖定3.1.2無粘結(jié)式錨索施工程序 錨束制作檢驗(yàn)驗(yàn)放樣造孔檢驗(yàn)（傾角、方位）固壁灌漿（視需要）掃孔下索錨墩澆筑全孔灌漿張拉、鎖定外錨頭保護(hù)驗(yàn)收3.2預(yù)應(yīng)力錨索的造孔3.2.1預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔的孔位、孔斜、方向及孔深的要求(1)鉆孔直徑應(yīng)大于錨束直徑40mm以上，且不得小于設(shè)計文件上各種錨索規(guī)定的孔徑;(2)鉆孔的孔位偏差不大于20cm;(3)鉆孔入口傾斜度偏差不得大于+1.0;(4) 鉆孔完畢后，進(jìn)行一次終孔測斜，其最終孔斜誤差控制在3%以內(nèi)。3.2.2預(yù)應(yīng)力錨索的錨固端須位于穩(wěn)定的基巖中，若孔深已達(dá)到預(yù)定設(shè)計文件所

10、示的深度而仍處于破碎帶或斷層等軟弱巖層時，應(yīng)延長孔深后繼續(xù)鉆進(jìn)，直至監(jiān)理人認(rèn)可為止。3.2.3對于破碎帶或滲水量較大的圍巖，在安裝錨索前應(yīng)按相關(guān)規(guī)定對錨孔進(jìn)行灌漿處理。3.2.4在施工過程中，認(rèn)真做好施工記錄，對孔內(nèi)存在的漏風(fēng)、出現(xiàn)裂隙水、掉鉆、卡鉆等情況應(yīng)及時、準(zhǔn)確地記錄，對孔深的確定提供參考性意見；鉆孔完比后應(yīng)連續(xù)不斷地用壓力風(fēng)水徹底沖洗鉆孔，在安裝錨索前，孔口堵塞保護(hù)。3.3錨索制作與安裝 3.3.1粘結(jié)式錨索的制作與安裝(1)錨索的制作在有防雨設(shè)施的加工廠完成。根據(jù)設(shè)計文件所示的尺寸下料，下料前檢查鋼絞線表面，沒有損傷方可使用。嚴(yán)禁使用電弧焊和氧、乙炔切割。(2)內(nèi)錨段需組裝成棗核狀，

11、量取內(nèi)錨固段的長度并作出標(biāo)記，在此范圍內(nèi)穿對中隔離支架，間距1m，兩對中隔離支架之間扎鉛絲一道。隔離支架應(yīng)能使鋼絞線分離，使每根鋼絞線之間的凈距不小于5cm，且使隔離支架處錨索體的注漿厚度大于10mm。編束時一定要把鋼絞線理順后再進(jìn)行綁扎，最后在內(nèi)錨段端頭裝牢錐形導(dǎo)向帽。隔離支架采用YMZ15-12型塑料隔離支架，張拉段每隔2.0m設(shè)置一道對中隔離支架，端頭2m區(qū)段內(nèi)加密到1m，對中支架之間扎鉛絲一道，錨索入孔前逐段剪去鉛絲。(3)錨索錨固段和張拉段的交界處需設(shè)置定位止?jié){環(huán)(包)，止?jié){環(huán)(包)，可采用充漿膨脹式止?jié){環(huán)(包)或充氣膨脹式止?jié){環(huán)。所選用的止?jié){環(huán)(包)必須能承受大于0.5MPa的注漿

12、壓力，且不漏漿。止?jié){環(huán)(包)處鋼絞線與止?jié){環(huán)之間必須用環(huán)氧樹脂粘結(jié)并密封好。3.3.2無粘結(jié)式拉力型錨束制作與安裝(1)下料要求同3.3.1(2) 應(yīng)除去內(nèi)錨段鋼絞線外層PE塑料保護(hù)管并清洗油脂，去皮用電工刀切口，人工去除，人工對錨索進(jìn)行清洗，清洗時用專用工具將鋼絞線松開，用汽油人工逐根清洗，干凈棉紗擦干，要求鋼絞線上無油膜存在；編束在木制工作平臺上進(jìn)行，先將隔離支架、灌漿管及鋼絞線一一對應(yīng)編號，錨索的鋼絞線按一定規(guī)律編排并綁扎成束，不可使用鍍鋅鐵絲作捆綁材料。 (3)將鋼絞線和兩根塑料灌漿管(上仰錨索為排氣管)捆扎成一束，鋼絞線和塑料管之間用硬質(zhì)塑料支架分離，支架間距在內(nèi)錨固段為0.75m,

13、自由段內(nèi)為3.0m,在內(nèi)錨固段與自由張拉段相連部位，鋼絞線PE套管處用膠帶纏封，經(jīng)免灌漿時漿液浸入。3.3.3無粘結(jié)式壓力型錨束制作與安裝用帶PE塑料保護(hù)管的鋼絞線(高強(qiáng)度低松弛)制作錨束，其內(nèi)錨段由專門制作的錨板和鋼絞線構(gòu)成壓力錨固結(jié)構(gòu)，并采用水泥漿固定在錨固段孔內(nèi)。3.4錨固段灌漿3.4.1鉆孔工作結(jié)束后用壓力水沖洗，將孔道內(nèi)的鉆孔巖屑和泥沙沖洗干凈，直到回清水為止。3.4.2錨固段灌漿工作開始前，應(yīng)通過灌漿管送入壓縮空氣，將鉆孔孔道的積水排干。3.4.3錨固段采用水泥砂漿和純水泥漿進(jìn)行灌注，漿液的配比應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。若采用純水泥漿灌注錨固段，其水灰比應(yīng)取0.380.45，漿液中應(yīng)摻入一定數(shù)

14、量的外加劑，其28天的結(jié)石強(qiáng)度應(yīng)不低于1.0MPa。灌注前，應(yīng)對注漿體進(jìn)行流動性測定，漿液在粘度計流出的時間內(nèi)以不超過6s為宜，還應(yīng)進(jìn)行泌水性測定，在量筒中注入500cm3漿液,3h后泌水量不得超過2%。3.4.4錨固段灌漿長度應(yīng)符合設(shè)計文件要求，阻塞器位置應(yīng)準(zhǔn)確。不論錨索孔的方向如何，在注漿時均采用排氣法注漿：對下傾的孔，注漿管插入孔底，漿液由孔底注入，空氣由止?jié){環(huán)處的排氣管排出；對上傾的錨索，漿液由止?jié){環(huán)處注入，空氣壓向孔底，由孔底進(jìn)入排氣管排出孔外。3.4.5粘結(jié)式錨索灌漿分為錨固段與張拉段兩部分，錨固段在錨索入孔后即可進(jìn)行，張拉段灌漿則在張拉鎖定后進(jìn)行。錨固段灌漿壓力0.3MPa0.5

15、MPa,排氣管回濃漿后即以0.5MPa的壓力閉漿，閉漿時間15min。3.4.6灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：(1)灌漿量大于理論吸漿量；(2)回漿量比重不小于進(jìn)漿量，且穩(wěn)壓15min孔內(nèi)不再吸漿，即進(jìn)、排漿量一致。4張拉、鎖定4.1張拉準(zhǔn)備（1）張拉設(shè)備須成套進(jìn)行標(biāo)定，并按標(biāo)定配套進(jìn)行使用；施工平臺布設(shè)滿足安全要求并經(jīng)監(jiān)理人和安全部門驗(yàn)收方可使用；（2）張拉前須對機(jī)具進(jìn)行率定，并繪制率定圖表，編寫率定報告；配套率定的千斤頂與油表不能混用。張拉所用設(shè)備額定值必須大于最大使用張拉值，并有富余度，以確保重復(fù)使用后的精確度仍能滿足要求；（3）錨索張拉應(yīng)在錨墩混凝土的強(qiáng)度達(dá)到施工圖紙規(guī)定值后進(jìn)行；（4）清理鋼絞線表面

16、及錨墊板表面，無泥沙等雜物；（5）將鋼絞線按周邊序和中心序順序理出，穿入錨具，套上夾片；（6）將錨具與鋼墊板平面接觸，依次安裝工作錨板、工作夾片和限位扳，工作錨板應(yīng)與錨墊板對中并相吻合；（7）用尖嘴鉗、改刀及榔頭調(diào)整夾片間隙，使其對稱；（8）工具錨及夾片與工作錨及夾片不可混用；工具錨板錐孔中可涂一層厚約1mm的退錨靈；（9）錨具必須有廠家產(chǎn)品合格證書。錨具表面的防銹油脂使用前，一定要清洗干凈。不得有油污、鐵屑、泥沙等雜物；（10）在工作錨具安裝好后依次安裝液壓頂壓器、千斤頂。4.2張拉施工（1）普通錨索的張拉均采用超張拉持荷穩(wěn)壓、超載安裝施工方法，超載系數(shù)1.051.15。錨索張拉盡可能采用群

17、頂張拉，當(dāng)千斤頂數(shù)量不足時則采用分組分束張拉，群頂張拉時，必須保證各千斤頂升荷、卸荷同步，群頂合力點(diǎn)應(yīng)與錨束軸線重合；分束張拉的原則是按分束一分級循環(huán)張拉的方法進(jìn)行，張拉順序從中心由內(nèi)向外四周對稱張拉，其分束及張拉順序、以及各分束的超載安裝系數(shù)必須經(jīng)過試驗(yàn)后方可實(shí)施。（2）普通錨索張拉過程：分為單股預(yù)緊和整束分級張拉兩個階段，單股預(yù)緊應(yīng)進(jìn)行兩次以上。整束張拉共分五個量級進(jìn)行，即張拉荷載分別按設(shè)計永存張拉力的10%110%逐級依次進(jìn)行，并且應(yīng)控制最大張拉力不得超過預(yù)應(yīng)力鋼材強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的 69%。 單束預(yù)緊張拉程序：安裝千斤頂010%P（P為設(shè)計永存力）測量鋼絞線伸長值卸千斤頂；每股重復(fù)此張拉程序

18、。此過程使各鋼絞線受力均勻，并起到調(diào)直對中作用。 整束分級張拉：預(yù)緊25%P（P為設(shè)計永存力）50%P75%P100%P110%P穩(wěn)壓鎖定；除最后一次超拉要求靜載持續(xù)30min外，其余四級加載，每級的持續(xù)時間均為5min 。上述五個量級的張拉均應(yīng)在同一工作時段內(nèi)完成，否則應(yīng)卸荷重新再依次張拉。（3）錨索張拉完畢鎖定后會產(chǎn)生一定的應(yīng)力損失，根據(jù)代表性監(jiān)測錨索的應(yīng)力變化情況，確定代表區(qū)域錨索是否需要進(jìn)行補(bǔ)償張拉，當(dāng)監(jiān)測錨索荷載損失變化幅度值滿足規(guī)定指標(biāo)，即預(yù)應(yīng)力損失小于設(shè)計張拉力的20%的區(qū)域，原則上不進(jìn)行補(bǔ)償張拉，反之則進(jìn)行補(bǔ)償張拉。對于有補(bǔ)償張拉要求的錨索，應(yīng)在張拉鎖定后3d7d進(jìn)行，補(bǔ)償張拉

19、的張拉力為設(shè)計張拉力。（4）當(dāng)實(shí)際伸長值大于計算值10或小于5時，暫停張拉，經(jīng)查明原因采取措施后方可繼續(xù)張拉。（5）張拉時的安全：預(yù)應(yīng)力張拉操作必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，操作時應(yīng)由專人負(fù)責(zé)。千斤頂受力方向危險區(qū)內(nèi)不得有人穿行或停留。張拉過程中應(yīng)防止以下情況發(fā)生：夾片脫落和飛出；錨索張拉時內(nèi)錨頭突然失效；斷絲與滑絲；千斤頂固定不牢，以致大級別錨索張拉時錨固段突然失效時千斤頂墜落。（6）整個張拉過程應(yīng)按要求的工程表格做好記錄，主要內(nèi)容包括：張拉中逐級荷載的張拉力、引伸值、同步情況、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、穩(wěn)壓時間、反復(fù)張拉次數(shù)、測力記錄、補(bǔ)償張拉力、鎖定張拉力、每次張拉的時間、孔號、記錄人員、故障及排除措施（7

20、）張拉完畢后應(yīng)進(jìn)行成果整理并向監(jiān)理工程師提交必需的驗(yàn)收資料，如繪制實(shí)測的應(yīng)力應(yīng)變曲線、預(yù)應(yīng)力損失及補(bǔ)償張拉等數(shù)據(jù)資料。4.3.5 封孔回填灌漿和錨頭保護(hù)（1）封孔回填灌漿在張拉或補(bǔ)償張拉工作結(jié)束28d后進(jìn)行，封孔回填灌漿前應(yīng)由監(jiān)理人檢查確認(rèn)錨索應(yīng)力已達(dá)到穩(wěn)定的設(shè)計值。錨索注漿封孔7d后,還應(yīng)對孔口段的離析沉縮部分,進(jìn)行補(bǔ)封注漿。（2）封孔回填灌漿材料與錨固段灌漿的材料相同，灌漿要求同錨錨段灌漿。（3）灌漿完成后，錨具外的鋼絞線除留存15cm外，其余部分應(yīng)切除。（4）外錨具或鋼絞線端頭，應(yīng)按施工圖紙要求用砂漿封閉保護(hù)，保護(hù)的厚度應(yīng)不小于15cm。（5）錨索內(nèi)錨固段，張拉段灌漿必須采用灌漿自動記錄

21、儀。（6）在錨索張拉注漿體強(qiáng)度達(dá)到70%以前，其20m范圍內(nèi)不得進(jìn)行爆破作業(yè)。4噴混凝土施工泄洪洞工程噴混凝土支護(hù)類型：噴射素混凝土、鋼纖維噴身混凝土、聚炳烯微纖維混凝土和鋼筋網(wǎng)噴射混凝土。4.1噴射混凝土技術(shù)指標(biāo)噴混凝土28天齡期力學(xué)性能指標(biāo)如下：(1) 單位容重大于2.2t/ m3 ；(2) 抗壓強(qiáng)度大于設(shè)計標(biāo)號，Cv0.20,保證率85%；(3) 噴混凝土與圍巖的粘結(jié)力：、類圍巖不低于0.8MPa,其余應(yīng)大于0.5MPa;(4) 彈性模量等于或大于2.1104 MPa；(5) 抗拉強(qiáng)度1.0MPa。4.4.5噴混凝土的準(zhǔn)備工作4.4.5.1在噴射混凝土前應(yīng)埋設(shè)好噴厚控制標(biāo)志(標(biāo)筋),作業(yè)區(qū)應(yīng)有足夠的照明設(shè)施和良好的通風(fēng)。4.2清洗巖面清除開挖面的浮石、墻腳的石渣和堆積物；處理好光滑巖面；用高