1、浅谈隧洞上下导洞短台阶法开挖施工技术摘要溪洛渡水电站左岸导流洞 1#施工支洞进洞口 60m 地质条件差，成洞困难，在施工中结合以前施工的经验，采用了上下导洞短台阶法施工，保证了施工的质量及生产进度，达到了预期效果，并为今后在类似的隧洞工程施工中提供了可借鉴的施工经验。 关键词 支洞上下导洞短台阶法 开挖技术 中图分类号：U445 文献标识码： A 文章编号： 1 工程概况 左岸导流洞 1#施工支洞全长 442.257m，进洞口高程 402.5m，终点高程为 377.799m，坡度 i=5.588%。洞子断面为城门洞型：7m9m。施工支洞主要为下一步左岸三条导流洞施工提供工作面，保证导流洞工程按
2、计划施工。该工程的是否顺利完成关系导流洞项目能否按时开工的关键。左岸导流洞 1#施工支洞洞口段围岩的岩性为玄武岩，且岩石风化严重，破碎。错动带和节理裂隙发育，错动带宽度约为 3.06.0cm, 裂隙宽度大约为 35cm，充填物为钙质化合物，泥质物等，施工支洞进洞口处围堰难以成洞。 2 施工方法 根据洞室围岩的岩性、岩体结构、结构面发育特征，制定出不同的施工方法，施工时采取掌子面编录预测法，在地质条件较差的地段同时配合水平超前钻孔或超前水平导洞的方法进行地质预报，以指导施工，并为隧道工程的快速掘进、支护材料的提前准备以及灾害事故的有效预防提供了可靠的地质资料与信息。 21 开挖 2.1.1 开挖
3、方法 (1) 010m 段 010m 段拱部采用超前锚杆支护。超前锚杆采用 25mm、L=4m 注浆锚杆，环向间距 50cm，排距 3m，超前锚杆在拱部范围设置。010m 段开挖采用上、下导洞短台阶法。除个别围岩较差的部位需用风镐开凿外，其余部分采用钻孔爆破。上导洞每循环进尺控制在 0.5m，下导洞每循环进尺控制在 1.0m。 上导开挖前，测量人员沿开挖面测量放出开挖轮廓线，先钻爆一个2m1m 小导洞，随后进行 1 次或 2 次扩挖，上导开挖高度为 4.1m，开挖面尽可能保持垂直。开挖完后立即进行钢拱架支撑、锁脚锚杆及网喷混凝土施作。 下导施工与掌子面保持 23m 的距离，以利于反铲扒渣。下导
4、采用采用中部拉槽、两侧预留保护层的方法开挖，开挖完成后，立即进行钢拱架支撑、锁脚锚杆及网喷混凝土施作。下导每循环进尺 1.0m。 010m 段施工 24h 不停作业。一是保证支护质量，确保不出现塌方；二是严格控制超欠挖，减少喷锚时间；三是确保上导安装拱架与出渣同时进行，立拱架不占用整个工序循环时间。具体作法是放炮后首先用挖掘机把上导的渣扒至下导，在保证拱架安装的前提下，出渣与拱架安装同时进行。 （2）1060m 段 1060m 段仍采用上、下导洞短台阶法开挖掘进： 上层（部）开挖采用 YT-28 手风钻钻孔，掏槽形式为楔形掏槽，掏槽间距为 50cm，孔深为 3.8m。主爆孔钻孔深度 2.5m，
5、间排距为10080cm。光爆间距为 50cm，孔深为 2.5m。人工装药，炸药为 2#岩石乳化炸药。药卷直径 32mm，掏槽孔和主爆孔为连续装药；周边光爆孔为不藕合间隔装药，确保洞室拱部成型光滑、圆顺、美观，并采取有效措施，将爆破对拱部围岩的扰动降低至最小程度。 下层开挖采用中部（部）拉槽、两侧预留保护层（部）的方法开挖，造孔采用主要采用 YT-28 手风钻钻孔，主爆孔钻孔深度 3.2m，间排距为 150110cm。光爆间距为 60cm，孔深为 3.2m。人工装药，炸药为2#岩石乳化炸药。主爆孔为连续装药；光爆孔为不藕合间隔装药。 具体钻爆参数见附图洞口段上、下导洞开挖爆破设计图 。 2.1.
6、2 开挖进尺： （1）上层： 导洞单循环进尺 2.25m，每天 1 个循环，日进尺 2.25m； （2）下层 中部拉槽：单循环进尺 3.0m，每天 1 个循环，日进尺 3m。 保护层开挖：每循环进尺 3m，每天 1 个循环，日进尺 3m。 洞室开挖钻孔采用手风钻。预先在加工厂制作钻孔施工平台，以及手风钻钻孔定位架。采用分段毫秒雷管微差延时爆破，电起爆方式 出渣采用 ZL50 侧翻式装载机装渣，20T 自卸汽车拉运。 清面采用人工配合 CAT320B 挖掘机，清面完成后进入下一循环。 22 支护 010m 段的初期支护主要有 25 超前锚杆、I18 工字钢架、8 钢筋网、25 径向锚杆、25 锁
7、脚锚杆和喷射 C25 混凝土。 初期支护紧跟掘进施工。施工时先安装 1 榀钢拱架，后施作 25 超前锚杆，超前锚杆主要在拱部布设，环向间距 50cm，排距2.5m，L=3.5m，上倾角度为 5，注浆采用水泥砂浆。第 2 榀拱架及25 径向锚杆（间排距 8050cm，拱肩以下每边布置 4 榀）在开挖后及时施作，钢拱架每榀间连接为 25 钢筋，间距 0.51.0m，然后安装8（2020cm）钢筋网，施作完后喷射 C25 混凝土 20cm。钢拱架间距50cm，拱架安装时在上、下导拱架每个底脚设 4 根 25 锁脚锚杆，锚杆与拱架焊接连为一体。 1060m 段的初期支护主要有 25 超前锚杆（根据围岩
8、情况随机布设） 、I18 工字钢架（根据围岩情况随机布置，间距 0.75m） 、8 钢筋网（拱架间布置） 、25 径向锚杆（根据围岩情况随机布设）和喷射 C25 混凝土。 初期支护的施作与 010m 段围岩相同。 锚杆制作在加工厂加工好后运至施工现场。锚杆孔采用 YT-28 手风钻钻孔，经验收合格后，人工安装锚杆。采用人工注入砂浆后再安装锚杆的方法施工。 钢筋网制作在加工厂内进行。将 8mm 钢筋切成要求长度，然后按设计要求拼成网，用电焊机焊接。钢筋网的安装先安装埋钉，再安装钢筋网，钢筋网与锚杆、埋钉焊接一起。最后喷混凝土，将钢筋网全部覆盖。 钢拱架在加工厂按设计形状加工。安装时先进行测量放点
9、，保证安装钢拱架后的净空，安装采用简易施工平台，人工安装，顶拱位置相对的钢垫板，要采用电焊满焊，钢拱架底部与岩面相接处用斜铁楔紧。钢拱架之间用连接筋连接的同时与锚杆相联结。钢拱架安装完后立即进行锁脚锚杆的施工，然后安装钢筋网片，喷射混凝土。 喷混凝土施工根据围岩的情况适时安排，以确保开挖安全。首先清除受喷面上的松动岩石，清除喷射作业的各种障碍物，特别是岩面的台阶处的砂石与泥土，必须铲除干净，并埋设控制喷层厚度的标志。用风水清洗喷层面，在岩石面湿润的状态下，进行喷护作业，喷射混凝土分区分层、自下而上螺旋式喷射。第一层喷 35cm 厚，后一层混凝土应在前一层混凝土终凝一小时再进行。喷混凝土所用的喷
10、射料采用厂拌法，5t 翻斗车运输。采用 HPZ-6 混凝土喷射机喷射混凝土。 23 特殊地质情况的处理： 若在施工中遇到特殊地质情况，需要加强支护时，可适当增加超前锚杆、超前小导管等措施。 （1）超前锚杆、超前小导管的设置应充分考虑岩体结构面特性，根据图纸的要求和监理人的指示，一般仅在拱部设置，必要时也可在边墙局部设置。 （2）超前锚杆、超前小导管纵向两排的水平投影应有不小于 100cm的搭接长度。 （3）超前锚杆、超前小导管宜与钢支撑配合使用，其尾端一般应置于钢支撑腹部或焊接于系统锚杆尾部的环向钢筋，以增强共同支护作用。（4）超前锚杆采用早强水泥砂浆锚杆。 （5）超前小导管外插角偏差不应超过
11、+5。 3 结束语 虽然该施工支洞洞口段岩石条件极差，但是在施工过程中合理采用了 “新奥法” 隧道施工（新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则） 。在施工过程中，因采用了合理的施工工艺，科学地安排各工序间的关系，使该隧洞在最差的地质条件下，保证了施工进度，取得了令业主、监理、设计满意的施工效果，并保证了导流洞工程按时开工。通过这一隧道的施工，使我们更清楚的理清了隧道及地下洞室工程其核心问题，都归结在开挖和支护两个关键工序上。即如何开挖，才能更有利于洞室的稳定和便于支护：若需支护时，又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。这是隧道及地下工程中两个相互促进又相互制约的问题。在施工过程中多次得到好评，验收时被评为优质工程。这种施工方法在该项目中的成功应用，为今后在这种地质条件下水工隧洞的施工取得了经验。因本人水平有限，难免存在不足之处，望有关专家和同行不吝指教。 作者简介： 姓名：席俊超（1976 年 11 月-） ，性别：男 民族：汉籍贯：河南渑池 职称：工程师职务：工程主管 附图:
