1、1地下洞室开挖与支护施工工法11洞挖施工工艺流程 洞挖施工工艺流程见如下框图：洞 挖 施 工 工 艺 流 程测量布孔 造 孔 炮孔检查 装药、联线 台车钻锚杆孔 检查起爆通风、散烟 人工安全撬挖 出 渣 反向铲撬挖、清底 锚杆安装 冲洗岩面 挂网喷砼.2石方明挖施工工艺流程石方明挖施工工艺流程见如下框图：石方明挖施工工艺流程施工准备装药爆破测量放样安全处理 开挖面清理机械装渣 钻孔、清孔自卸车运渣 边坡预裂作业面清理 下一循环钻爆破孔5钻孔爆破地下建筑物开挖，宜采用直径小于100mm的钻头造孔,泄洪洞工程开挖爆破均采用非电雷管。5.1设计轮廓面的开挖，采用光面爆破或预裂爆破技术。5.2施工单位
2、应根据设计图纸、地质情况、爆破材料性能及钻孔机械等条件，进行钻爆设计。其主要内容和遵守的主要原则如下：(1)掏槽方式：应根据开挖断面大小、围岩类别、钻孔机具等因素确定。若采用中空直眼掏槽，应尽量加大空眼直径和数目。(2)炮眼布置，深度及角度：炮眼应均匀布置。孔深根据断面大小、钻孔机具性能和循环进尺要求等因素确定。钻孔角度应一致，保持平行。(3)装药量应根据围岩类别确定。任一炮眼装药量所引起的爆破裂隙伸入到岩体的破坏带不应超过周边孔爆破产生的破坏带。应选择合适的炸药，特别是周边孔应选用低爆速炸药或采用间隔装药、专用小直径药卷连续装药。(4)炮孔堵塞应密实。(5)起爆方式及顺序：采用塑料导爆管非电
3、毫秒雷管，根据孔位布置内外分段爆破，其分段爆破时差，应使每段爆破独立作用。周边孔应同时起爆。(6)应考虑地下相邻建筑物、浅埋深隧洞或隧洞附近有重点保护文物时的安全，按其抗震要求进行钻爆设计。(7)绘制爆破图,施工中，不断总结经验，随时修正钻爆设计。5.3光面爆破和预裂爆破的主要参数，应通过试验确定.施工中，根据爆破效果进行调整，以确定最优钻爆参数。5.4特殊工程部位，按设计要求进行专项钻爆设计。5.5特大断面中下部开挖，采用深孔台阶爆破法时，应满足下列要求：(1)周边轮廓先行预裂或预留保护层；(2)采用非电毫秒雷管分段起爆；(3)按围岩和建筑物的抗震要求，控制最大一段的起爆药量；(4)台阶高度
4、由围岩稳定性情况而定，一般取6m8m为宜，最大不宜超过10m，其单孔装药不超过允许值，应采用孔间微差顺序起爆新技术；(5)爆破石渣的块度和爆堆，要适合装渣机械作业。6钻爆作业6.1钻孔爆破作业，应按照爆破图进行。6.2 钻孔质量应符合下列要求。(1)钻孔孔位应根据测量定出的中线、腰线及孔位轮廓线确定；(2)周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线调整的范围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)炮孔的孔底应落在爆破图所规定的平面上；(4)炮孔方向应一致，钻孔过程中，应经常进行检查，对周边孔和预裂爆破孔应特别控制好钻孔角度；(5)炮孔经检查合格后，方可装药爆破。6.
5、3炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联接，应由取得“爆破员”作业证的炮工按爆破图进行。6.4引爆方法可按下列情况确定：(1)洞井爆破宜优先采用塑料导爆管非电毫秒雷管； (2)预裂爆破宜采用导爆索引爆；(3)零星爆破，可采用火雷管引爆。6.5光面爆破和预裂爆破的效果，用下列标准检验：(1)残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布，炮孔痕迹保存率：完整岩石在80%以上，较完整和完整性差的岩石不小于50%，较破碎和破碎岩石不小于20%； (2)相邻两孔间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆震裂隙；(3)相邻两茬炮之间的台阶或预裂爆破的最大外斜值，应小于20cm；(4)预裂爆破后必须形成贯穿连续性的裂缝。7不同围岩的
6、开挖方法1、围岩的开挖方法围岩较稳定，采用手风钻或多臂钻全断面开挖，按设计蓝图进行砂浆锚杆及喷微纤维混凝土系统支护，支护适时跟进开挖掌子面，距开挖掌子面1020m为宜。2、围岩及破碎带的开挖方法围岩及破碎带岩石稳定性较差，开挖前应进行超前地质探测，视围岩情况，可采用超前锚杆、超前小管棚、超前预固结灌浆进行超前支护。采用手风钻导洞开挖，扩挖跟进的方式进行施工，开挖面揭露后，及时进行支护，支护紧跟开挖掌子面且不宜超过5m,进行初喷钢纤维混凝土35cm，对开挖掌子面进行封闭，然后打设系统锚杆，架设钢支撑，复喷钢纤维混凝土，将钢支撑覆盖喷平。2锚杆施工泄洪洞工程锚杆支护所用的锚杆类型为：砂浆锚杆、自进
7、式锚杆、预应力锚杆。2.1 钻孔(1)锚杆钻孔可采用手风钻、多臂钻、潜孔钻施工，应根据锚杆长度、施工部位、施钻空间合理选择施工机械。(2)施钻时钻头要对准岩壁上锚杆孔孔位标记下钻， 孔位最大偏差不得大于100mm，孔深误差值不得大于50mm。(3)注浆锚杆的钻孔孔径应大于锚杆直径，若采用“先注浆后安装锚杆”施工工艺，钻头直径应大于锚杆直径的15mm；若采用“先安装锚杆后注浆”施工工艺，钻头直径应大于锚杆直径的25mm。(4) 钻孔完成后用高压水枪或高压风枪将孔清洗干净，班组自检合格后做好钻孔验收记录并报队级质检员进行（二检）复检，复检合格后报质量部进行三检，合格后报请监理工程师验收进行终检，监
8、理工程师验收合格后用干净的水泥纸或其他物品将孔覆盖好。2.2锚杆注浆砂浆锚杆：当上倾角45且长度7.0m采用“先安装锚杆后注浆”施工工艺。(1)锚杆注浆的水泥砂浆配合比，应在以下规定的范围内通过试验选定：水泥:砂 1:11:2(重量比)；水泥:水 1:0.41:0.42。(2)采用“先注浆后安装锚杆”施工工艺的永久支护锚杆，在钻孔内注满浆后立即插杆；采用“先安装锚杆后注浆”施工工的永久支护锚杆和预应力锚杆，应在锚杆安装和预应力施加后立即进行注浆。(3)锚杆安装后，在砂浆凝固前，不得随意敲击、碰撞和拉拔。3预应力锚索施工3.1预应力锚索施工顺序3.1.1粘结式锚索施工程序验收外锚头保护3.1.2
9、无粘结式锚索施工程序 3.2预应力锚索的造孔3.2.1预应力锚索钻孔的孔位、孔斜、方向及孔深的要求(1)钻孔直径应大于锚束直径40mm以上，且不得小于设计文件上各种锚索规定的孔径;(2)钻孔的孔位偏差不大于20cm;(3)钻孔入口倾斜度偏差不得大于+1.0;(4) 钻孔完毕后，进行一次终孔测斜，其最终孔斜误差控制在3%以内。3.2.2预应力锚索的锚固端须位于稳定的基岩中，若孔深已达到预定设计文件所示的深度而仍处于破碎带或断层等软弱岩层时，应延长孔深后继续钻进，直至监理人认可为止。3.2.3对于破碎带或渗水量较大的围岩，在安装锚索前应按相关规定对锚孔进行灌浆处理。3.2.4在施工过程中，认真做好
10、施工记录，对孔内存在的漏风、出现裂隙水、掉钻、卡钻等情况应及时、准确地记录，对孔深的确定提供参考性意见；钻孔完比后应连续不断地用压力风水彻底冲洗钻孔，在安装锚索前，孔口堵塞保护。3.3锚索制作与安装 3.3.1粘结式锚索的制作与安装(1)锚索的制作在有防雨设施的加工厂完成。根据设计文件所示的尺寸下料，下料前检查钢绞线表面，没有损伤方可使用。严禁使用电弧焊和氧、乙炔切割。(2)内锚段需组装成枣核状，量取内锚固段的长度并作出标记，在此范围内穿对中隔离支架，间距1m，两对中隔离支架之间扎铅丝一道。隔离支架应能使钢绞线分离，使每根钢绞线之间的净距不小于5cm，且使隔离支架处锚索体的注浆厚度大于10mm
11、。编束时一定要把钢绞线理顺后再进行绑扎，最后在内锚段端头装牢锥形导向帽。隔离支架采用YMZ15-12型塑料隔离支架，张拉段每隔2.0m设置一道对中隔离支架，端头2m区段内加密到1m，对中支架之间扎铅丝一道，锚索入孔前逐段剪去铅丝。(3)锚索锚固段和张拉段的交界处需设置定位止浆环(包)，止浆环(包)，可采用充浆膨胀式止浆环(包)或充气膨胀式止浆环。所选用的止浆环(包)必须能承受大于0.5MPa的注浆压力，且不漏浆。止浆环(包)处钢绞线与止浆环之间必须用环氧树脂粘结并密封好。3.3.2无粘结式拉力型锚束制作与安装(1)下料要求同3.3.1(2) 应除去内锚段钢绞线外层PE塑料保护管并清洗油脂，去皮
12、用电工刀切口，人工去除，人工对锚索进行清洗，清洗时用专用工具将钢绞线松开，用汽油人工逐根清洗，干净棉纱擦干，要求钢绞线上无油膜存在；编束在木制工作平台上进行，先将隔离支架、灌浆管及钢绞线一一对应编号，锚索的钢绞线按一定规律编排并绑扎成束，不可使用镀锌铁丝作捆绑材料。 (3)将钢绞线和两根塑料灌浆管(上仰锚索为排气管)捆扎成一束，钢绞线和塑料管之间用硬质塑料支架分离，支架间距在内锚固段为0.75m,自由段内为3.0m,在内锚固段与自由张拉段相连部位，钢绞线PE套管处用胶带缠封，经免灌浆时浆液浸入。3.3.3无粘结式压力型锚束制作与安装用带PE塑料保护管的钢绞线(高强度低松弛)制作锚束，其内锚段由
13、专门制作的锚板和钢绞线构成压力锚固结构，并采用水泥浆固定在锚固段孔内。3.4锚固段灌浆3.4.1钻孔工作结束后用压力水冲洗，将孔道内的钻孔岩屑和泥沙冲洗干净，直到回清水为止。3.4.2锚固段灌浆工作开始前，应通过灌浆管送入压缩空气，将钻孔孔道的积水排干。3.4.3锚固段采用水泥砂浆和纯水泥浆进行灌注，浆液的配比应经试验确定。若采用纯水泥浆灌注锚固段，其水灰比应取0.380.45，浆液中应掺入一定数量的外加剂，其28天的结石强度应不低于1.0MPa。灌注前，应对注浆体进行流动性测定，浆液在粘度计流出的时间内以不超过6s为宜，还应进行泌水性测定，在量筒中注入500cm3浆液,3h后泌水量不得超过2
14、%。3.4.4锚固段灌浆长度应符合设计文件要求，阻塞器位置应准确。不论锚索孔的方向如何，在注浆时均采用排气法注浆：对下倾的孔，注浆管插入孔底，浆液由孔底注入，空气由止浆环处的排气管排出；对上倾的锚索，浆液由止浆环处注入，空气压向孔底，由孔底进入排气管排出孔外。3.4.5粘结式锚索灌浆分为锚固段与张拉段两部分，锚固段在锚索入孔后即可进行，张拉段灌浆则在张拉锁定后进行。锚固段灌浆压力0.3MPa0.5MPa,排气管回浓浆后即以0.5MPa的压力闭浆，闭浆时间15min。3.4.6灌浆结束标准：(1)灌浆量大于理论吸浆量；(2)回浆量比重不小于进浆量，且稳压15min孔内不再吸浆，即进、排浆量一致。
15、4张拉、锁定4.1张拉准备（1）张拉设备须成套进行标定，并按标定配套进行使用；施工平台布设满足安全要求并经监理人和安全部门验收方可使用；（2）张拉前须对机具进行率定，并绘制率定图表，编写率定报告；配套率定的千斤顶与油表不能混用。张拉所用设备额定值必须大于最大使用张拉值，并有富余度，以确保重复使用后的精确度仍能满足要求；（3）锚索张拉应在锚墩混凝土的强度达到施工图纸规定值后进行；（4）清理钢绞线表面及锚垫板表面，无泥沙等杂物；（5）将钢绞线按周边序和中心序顺序理出，穿入锚具，套上夹片；（6）将锚具与钢垫板平面接触，依次安装工作锚板、工作夹片和限位扳，工作锚板应与锚垫板对中并相吻合；（7）用尖嘴钳
16、、改刀及榔头调整夹片间隙，使其对称；（8）工具锚及夹片与工作锚及夹片不可混用；工具锚板锥孔中可涂一层厚约1mm的退锚灵；（9）锚具必须有厂家产品合格证书。锚具表面的防锈油脂使用前，一定要清洗干净。不得有油污、铁屑、泥沙等杂物；（10）在工作锚具安装好后依次安装液压顶压器、千斤顶。4.2张拉施工（1）普通锚索的张拉均采用超张拉持荷稳压、超载安装施工方法，超载系数1.051.15。锚索张拉尽可能采用群顶张拉，当千斤顶数量不足时则采用分组分束张拉，群顶张拉时，必须保证各千斤顶升荷、卸荷同步，群顶合力点应与锚束轴线重合；分束张拉的原则是按分束一分级循环张拉的方法进行，张拉顺序从中心由内向外四周对称张拉
17、，其分束及张拉顺序、以及各分束的超载安装系数必须经过试验后方可实施。（2）普通锚索张拉过程：分为单股预紧和整束分级张拉两个阶段，单股预紧应进行两次以上。整束张拉共分五个量级进行，即张拉荷载分别按设计永存张拉力的10%110%逐级依次进行，并且应控制最大张拉力不得超过预应力钢材强度标准值的 69%。 单束预紧张拉程序：安装千斤顶010%P（P为设计永存力）测量钢绞线伸长值卸千斤顶；每股重复此张拉程序。此过程使各钢绞线受力均匀，并起到调直对中作用。 整束分级张拉：预紧25%P（P为设计永存力）50%P75%P100%P110%P稳压锁定；除最后一次超拉要求静载持续30min外，其余四级加载，每级的
18、持续时间均为5min 。上述五个量级的张拉均应在同一工作时段内完成，否则应卸荷重新再依次张拉。（3）锚索张拉完毕锁定后会产生一定的应力损失，根据代表性监测锚索的应力变化情况，确定代表区域锚索是否需要进行补偿张拉，当监测锚索荷载损失变化幅度值满足规定指标，即预应力损失小于设计张拉力的20%的区域，原则上不进行补偿张拉，反之则进行补偿张拉。对于有补偿张拉要求的锚索，应在张拉锁定后3d7d进行，补偿张拉的张拉力为设计张拉力。（4）当实际伸长值大于计算值10或小于5时，暂停张拉，经查明原因采取措施后方可继续张拉。（5）张拉时的安全：预应力张拉操作必须严格遵守操作规程，操作时应由专人负责。千斤顶受力方向
19、危险区内不得有人穿行或停留。张拉过程中应防止以下情况发生：夹片脱落和飞出；锚索张拉时内锚头突然失效；断丝与滑丝；千斤顶固定不牢，以致大级别锚索张拉时锚固段突然失效时千斤顶坠落。（6）整个张拉过程应按要求的工程表格做好记录，主要内容包括：张拉中逐级荷载的张拉力、引伸值、同步情况、应力应变关系、稳压时间、反复张拉次数、测力记录、补偿张拉力、锁定张拉力、每次张拉的时间、孔号、记录人员、故障及排除措施（7）张拉完毕后应进行成果整理并向监理工程师提交必需的验收资料，如绘制实测的应力应变曲线、预应力损失及补偿张拉等数据资料。4.3.5 封孔回填灌浆和锚头保护（1）封孔回填灌浆在张拉或补偿张拉工作结束28d
20、后进行，封孔回填灌浆前应由监理人检查确认锚索应力已达到稳定的设计值。锚索注浆封孔7d后,还应对孔口段的离析沉缩部分,进行补封注浆。（2）封孔回填灌浆材料与锚固段灌浆的材料相同，灌浆要求同锚锚段灌浆。（3）灌浆完成后，锚具外的钢绞线除留存15cm外，其余部分应切除。（4）外锚具或钢绞线端头，应按施工图纸要求用砂浆封闭保护，保护的厚度应不小于15cm。（5）锚索内锚固段，张拉段灌浆必须采用灌浆自动记录仪。（6）在锚索张拉注浆体强度达到70%以前，其20m范围内不得进行爆破作业。4喷混凝土施工泄洪洞工程喷混凝土支护类型：喷射素混凝土、钢纤维喷身混凝土、聚炳烯微纤维混凝土和钢筋网喷射混凝土。4.1喷射
21、混凝土技术指标喷混凝土28天龄期力学性能指标如下：(1) 单位容重大于2.2t/ m3 ；(2) 抗压强度大于设计标号，Cv0.20,保证率85%；(3) 喷混凝土与围岩的粘结力：、类围岩不低于0.8MPa,其余应大于0.5MPa;(4) 弹性模量等于或大于2.1104 MPa；(5) 抗拉强度1.0MPa。4.4.5喷混凝土的准备工作4.4.5.1在喷射混凝土前应埋设好喷厚控制标志(标筋),作业区应有足够的照明设施和良好的通风。4.2清洗岩面清除开挖面的浮石、墙脚的石渣和堆积物；处理好光滑岩面；用高压风水枪冲洗受喷面，对遇水易潮解的泥化岩层，应采用高压风清扫岩面；在受喷面滴水部位埋设导管排水
22、，导水效果不好的含水层可设盲沟排水，对淋水处可设截水圈排水。仓面验收以后，施喷以前对有微渗水岩面要进行风吹干燥。4.3 喷射素混凝土4.3.1在喷射混凝土施工前56天，应为每种拟用的外加剂至少作三次试块试验板，试验板测定的喷射混凝土工艺质量和抗压强度达到要求并经监理人批准，才能进行喷射混凝土施工。4.3.2喷射作业应分段、分片依次进行，喷射顺序应自下而上。各段间的结合部和结构的接缝处应做妥善处理，不得存在漏喷部位。4.3.3素喷混凝土一次喷射厚度应按表4-5选用。4.3.4分层喷射时，后一层喷射应在前一层喷射混凝土终凝后进行。若终凝1h后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。4.3.5喷射作业
23、紧跟开挖工作面时，混凝土终凝到下一循环放炮的间隔时间不宜小于3h。4.3.6喷射混凝土表面应平整，平均起伏差应满足设计要求。4.3.7喷射混凝土的回弹率，边墙不宜大于15，顶拱不宜大于25。4.3.8喷射机操作的有关规定：(1)严格执行喷射机操作规程；(2)连续均匀向喷射机供料；(3)保持喷射机工作风压的稳定；(4)完成喷射作业或因故中断喷射作业时，将喷射机和输料管内的积料清除干净。4.4钢筋网喷射混凝土钢筋网喷射混凝土除应喷遵守喷素射混凝土的有关规定外，还应遵守下列规定：(1)应适当减小喷头与受喷面的距离，并调节喷射角度，避免喷头正对钢筋。(2)如发现脱落的混凝土或大量回弹物被钢筋网架住，应及时清除。 (3)喷射混凝土必须填满钢筋与岩面之间的空隙，并与钢筋黏结良好,钢筋网的混凝土保护层厚度应符合设计要求。
