地下洞室支護(hù)施工綜合技術(shù)方案一、工程概況與地質(zhì)條件分析本工程為地下洞室群支護(hù)施工項(xiàng)目，主要包括交通洞、主洞及輔助洞室，設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度1850米，最大開挖斷面12米×10米（寬×高），采用馬蹄形斷面設(shè)計(jì)。洞室穿越地層主要為中風(fēng)化砂巖夾頁(yè)巖，局部存在斷層破碎帶及涌水點(diǎn)，地下水位埋深8-15米，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度25-45MPa，巖體完整性系數(shù)0.55-0.75，屬于Ⅳ-Ⅴ級(jí)圍巖類別。根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，洞身段存在3處斷層破碎帶（F1、F2、F3），其中F2斷層寬度達(dá)3.5米，需采取特殊支護(hù)措施。二、支護(hù)體系設(shè)計(jì)與材料選擇（一）支護(hù)方案選型根據(jù)《水利水電工程錨噴支護(hù)技術(shù)規(guī)范》要求，結(jié)合地質(zhì)條件采用分級(jí)支護(hù)體系：常規(guī)段支護(hù)（Ⅳ級(jí)圍巖）：噴射混凝土+系統(tǒng)錨桿+鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)特殊段支護(hù)（Ⅴ級(jí)圍巖及斷層帶）：管棚超前支護(hù)+鋼拱架+噴射混凝土+錨桿+鋼筋網(wǎng)復(fù)合支護(hù)洞口段支護(hù)：明挖段采用土釘墻+噴射混凝土支護(hù)，暗挖段增設(shè)鎖腳錨桿（二）主要支護(hù)參數(shù)支護(hù)類型材料規(guī)格布置參數(shù)適用范圍噴射混凝土C25細(xì)石混凝土，厚度150mm初噴50mm，復(fù)噴100mm全斷面系統(tǒng)錨桿Φ25中空注漿錨桿，L=3.5m間距1.2m×1.2m，梅花形布置常規(guī)段鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200mm雙層布置，搭接長(zhǎng)度300mm全斷面鋼拱架I20b工字鋼，間距0.8m每榀拱架設(shè)8處鎖腳錨桿特殊段管棚Φ108×6mm無(wú)縫鋼管，L=15m環(huán)向間距350mm，外插角1-3°斷層破碎帶（三）材料質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)錨桿：采用20MnSi高強(qiáng)度螺紋鋼，屈服強(qiáng)度≥335MPa，延伸率≥17%，進(jìn)場(chǎng)需進(jìn)行抗拉拔試驗(yàn)（試驗(yàn)值≥150kN）噴射混凝土：水泥選用P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，砂率45-55%，水灰比0.4-0.5，初凝時(shí)間≤15分鐘，28天抗壓強(qiáng)度≥25MPa鋼拱架：工字鋼彎曲加工誤差≤2°，連接螺栓采用8.8級(jí)高強(qiáng)度螺栓，抗滑移系數(shù)≥0.45三、施工總體流程采用"新奧法"施工原理，實(shí)行"短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)"的施工原則，總體流程如下：施工準(zhǔn)備→洞口加固→超前地質(zhì)預(yù)報(bào)→洞身開挖→初噴混凝土→系統(tǒng)錨桿施工→鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)→復(fù)噴混凝土→鋼拱架安裝（特殊段）→監(jiān)控量測(cè)→二次襯砌（永久支護(hù)）循環(huán)作業(yè)流程：測(cè)量放線→鉆孔→裝藥爆破→出碴→安全處理→初噴→錨桿施工→掛網(wǎng)→復(fù)噴→下一循環(huán)，循環(huán)進(jìn)尺控制：常規(guī)段1.5m/循環(huán)，特殊段0.8m/循環(huán)。四、關(guān)鍵施工技術(shù)（一）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與預(yù)處理預(yù)報(bào)方法：采用地質(zhì)雷達(dá)（TRT6000）與超前鉆探相結(jié)合，每循環(huán)開挖前進(jìn)行30米范圍預(yù)報(bào)，斷層段加密至10米涌水處理：對(duì)預(yù)測(cè)涌水量＞10m3/h的地段，提前施作Φ50排水孔，安設(shè)PVC排水管引排至洞外斷層預(yù)處理：F2斷層段采用Φ42小導(dǎo)管超前注漿加固，注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，注漿壓力1.2-1.5MPa（二）噴射混凝土施工施工準(zhǔn)備：巖面清理：采用高壓風(fēng)槍清除浮碴，局部欠挖處鑿除至設(shè)計(jì)輪廓線機(jī)具調(diào)試：噴射機(jī)工作壓力控制在0.3-0.5MPa，噴頭與巖面距離保持1.0-1.5m配合比控制：水泥:砂:石=1:2:2，摻加5%速凝劑（初凝≤5min，終凝≤10min）噴射作業(yè)：分段施工：按從下到上、從左到右的順序，每次噴射寬度1.5-2.0m分層噴射：初噴緊跟開挖面，厚度50mm，復(fù)噴在錨桿、掛網(wǎng)施工完成后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)措施：噴射完成后2小時(shí)內(nèi)開始灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期不少于7天，表面保持濕潤(rùn)（三）錨桿施工工藝中空注漿錨桿施工：鉆孔：采用YT-28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，孔徑Φ42mm，孔深超設(shè)計(jì)長(zhǎng)度0.2m清孔：高壓風(fēng)吹孔至無(wú)粉塵，檢查孔深及角度（與巖面夾角75°）安裝：將錨桿推入孔內(nèi)，使墊板緊貼巖面，采用注漿泵從錨桿中空孔注漿，注漿壓力0.8-1.0MPa，注漿飽滿度≥95%鎖腳錨桿施工：采用Φ32×5mm自進(jìn)式錨桿，L=4.5m，與鋼拱架腹板焊接固定鉆孔方向與水平線成45°下傾，每榀拱架設(shè)8根（拱腳4處，每處2根）注漿材料采用純水泥漿，水灰比0.45，注漿壓力1.5-2.0MPa（四）鋼拱架安裝加工制作：在鋼構(gòu)件加工廠進(jìn)行數(shù)控切割下料，采用冷彎?rùn)C(jī)彎制，每節(jié)長(zhǎng)度3-4m拱架連接板采用16mm厚鋼板，每節(jié)設(shè)4個(gè)連接螺栓孔，孔徑Φ22mm安裝流程：測(cè)量定位：在巖面上標(biāo)出拱架中線、高程及輪廓線，每榀拱架設(shè)5個(gè)控制點(diǎn)吊裝就位：采用5t液壓千斤頂配合手拉葫蘆調(diào)整拱架位置，確保中線偏差≤50mm，高程偏差≤30mm連接固定：相鄰拱架采用螺栓連接，連接板縫隙用鐵片填塞，焊接牢固防排水處理：拱架與巖面間的空隙采用噴射混凝土填充密實(shí)，拱架背后設(shè)Φ50透水盲管（五）管棚支護(hù)施工導(dǎo)向墻施工：施作C20混凝土導(dǎo)向墻，厚度800mm，內(nèi)設(shè)2榀I25b工字鋼導(dǎo)向架按設(shè)計(jì)位置安裝Φ127mm導(dǎo)向管，采用全站儀精確控制角度管棚鉆進(jìn)：采用水平地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，鉆進(jìn)過(guò)程中采用測(cè)斜儀監(jiān)控，偏斜率≤0.5%鋼管采用絲扣連接，每節(jié)長(zhǎng)4m，頂進(jìn)時(shí)相鄰鋼管接頭錯(cuò)開1.5m以上注漿加固：采用分段注漿工藝，漿液為水泥-水玻璃雙液漿（體積比1:0.8）注漿壓力從0.5MPa開始，逐步升至2.0MPa，單孔注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值80%或壓力穩(wěn)定10分鐘后停止五、施工監(jiān)測(cè)與質(zhì)量控制（一）監(jiān)控量測(cè)體系必測(cè)項(xiàng)目：洞室凈空變化：采用收斂計(jì)監(jiān)測(cè)，每10米設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，初始7天每天監(jiān)測(cè)1次，15天后每周2次拱頂下沉：采用水準(zhǔn)儀監(jiān)測(cè)，測(cè)點(diǎn)位于拱頂中心，精度±1mm圍巖內(nèi)部位移：采用多點(diǎn)位移計(jì)，鉆孔深度8m，每2m設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)：最大允許拱頂下沉量：100mm（特殊段）、150mm（常規(guī)段）周邊收斂速率：≤0.15mm/d（穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)）當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超預(yù)警值（80%允許值）時(shí)，立即停止開挖，采取加強(qiáng)支護(hù)措施（二）質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)噴射混凝土：厚度檢查：采用鑿孔法，每100m2檢查1點(diǎn)，合格率≥90%，最小厚度不小于設(shè)計(jì)值的80%強(qiáng)度檢驗(yàn)：每50m3制作1組試塊，28天抗壓強(qiáng)度達(dá)標(biāo)率100%平整度：表面平整度≤50mm/2m錨桿施工：拉拔試驗(yàn)：每300根錨桿抽檢1組（3根），抗拔力≥設(shè)計(jì)值的90%孔位偏差：≤150mm，孔深偏差+50mm/-0mm注漿飽滿度：采用聲波檢測(cè)儀，每50根檢測(cè)1根，合格率≥95%鋼拱架安裝：間距偏差：±50mm，垂直度偏差≤2°保護(hù)層厚度：≥40mm，采用墊塊保證連接螺栓：扭矩扳手檢查，扭矩值≥300N·m六、施工安全保障措施（一）危險(xiǎn)源控制塌方預(yù)防：開挖面距支護(hù)作業(yè)面距離控制：Ⅳ級(jí)圍巖≤5m，Ⅴ級(jí)圍巖≤2m破碎帶施工時(shí)，采用超前錨桿預(yù)加固，進(jìn)尺控制在0.5m/循環(huán)配備應(yīng)急鋼拱架（每100m儲(chǔ)備2榀）及速凝混凝土（儲(chǔ)備量50m3）涌水處理：施工區(qū)設(shè)置三級(jí)排水系統(tǒng)：掌子面積水坑→洞內(nèi)排水溝→洞外沉淀池配備2臺(tái)Φ150mm水泵（1用1備），排水能力≥50m3/h斷層帶施工前進(jìn)行超前探水，鉆孔深度≥10m，孔徑Φ75mm（二）安全防護(hù)措施個(gè)人防護(hù)：作業(yè)人員佩戴防塵口罩（粉塵濃度≤2mg/m3）、安全帽、反光背心噴射作業(yè)人員配備防護(hù)眼鏡及送風(fēng)式面罩高空作業(yè)（＞2m）設(shè)置安全繩及操作平臺(tái)，平臺(tái)滿鋪腳手板用電安全：洞內(nèi)采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，每50m設(shè)一個(gè)配電箱，配備漏電保護(hù)器（動(dòng)作電流≤30mA）照明線路采用36V安全電壓，作業(yè)面照度≥50lux電動(dòng)工具定期絕緣檢測(cè)，檢測(cè)周期15天通風(fēng)防塵：采用軸流風(fēng)機(jī)（功率11kW）壓入式通風(fēng)，風(fēng)量≥3m3/min·人爆破后通風(fēng)時(shí)間≥30分鐘，經(jīng)氣體檢測(cè)（O2≥19.5%，CO≤24ppm）合格后方可進(jìn)洞安裝粉塵在線監(jiān)測(cè)儀，超標(biāo)時(shí)啟動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)七、施工組織與管理（一）資源配置計(jì)劃?rùn)C(jī)械設(shè)備：鉆孔設(shè)備：YT-28鑿巖機(jī)12臺(tái)，液壓鉆機(jī)2臺(tái)噴射設(shè)備：濕式噴射機(jī)3臺(tái)，空壓機(jī)（20m3/min）2臺(tái)運(yùn)輸設(shè)備：側(cè)卸式裝載機(jī)2臺(tái)，自卸汽車5輛測(cè)量設(shè)備：全站儀1臺(tái)，水準(zhǔn)儀2臺(tái)，收斂計(jì)3臺(tái)人力資源：管理人員：項(xiàng)目經(jīng)理1人，技術(shù)負(fù)責(zé)人1人，安全員2人，質(zhì)檢員2人作業(yè)班組：掘進(jìn)班（20人）、支護(hù)班（25人）、噴砼班（15人）、機(jī)電班（8人）實(shí)行三班制作業(yè)，每班工作8小時(shí)，循環(huán)作業(yè)時(shí)間控制在12小時(shí)內(nèi)（二）進(jìn)度計(jì)劃控制關(guān)鍵線路：洞口段施工→管棚支護(hù)→主洞開挖支護(hù)→斷層帶處理→二次襯砌工期指標(biāo)：常規(guī)段：月進(jìn)尺80-100米特殊段：月進(jìn)尺35-45米總工期控制在18個(gè)月內(nèi)，其中支護(hù)工程占總工期的65%進(jìn)度保障措施：材料儲(chǔ)備：錨桿、鋼拱架等主要材料儲(chǔ)備量滿足15天施工需求設(shè)備維修：建立機(jī)械設(shè)備臺(tái)賬，實(shí)行定期保養(yǎng)制度，保證完好率≥90%雨季施工：提前做好洞口截排水系統(tǒng)，儲(chǔ)備防雨物資，洞內(nèi)設(shè)置防滑設(shè)施八、特殊地質(zhì)段施工措施（一）斷層破碎帶處理超前加固：采用Φ42小導(dǎo)管（L=4.5m）注漿加固，環(huán)向間距300mm，縱向搭接長(zhǎng)度1.5m注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿，凝膠時(shí)間控制在30-60秒加固范圍：開挖輪廓線外3m，形成止水帷幕開挖支護(hù)：采用CRD工法（交叉中隔壁法）分塊開挖，每塊開挖面積≤10m2臨時(shí)支護(hù)采用I18工字鋼，間距0.6m，設(shè)臨時(shí)仰拱封閉初期支護(hù)完成后，及時(shí)施作二次襯砌，襯砌厚度增至600mm（含鋼筋網(wǎng)）（二）高地溫段處理降溫措施：采用通風(fēng)降溫（增加風(fēng)機(jī)功率至15kW），氣流速度≥1.5m/s洞內(nèi)噴霧降溫系統(tǒng)，水溫控制在15℃以下，每50米設(shè)一個(gè)噴霧點(diǎn)作業(yè)人員配備冰背心，工作時(shí)間≤45分鐘/班材料防護(hù)：噴射混凝土采用冷水拌合，降低入模溫度（≤30℃）鋼拱架安裝后涂刷耐高溫防腐涂料（耐溫≥150℃）錨桿注漿采用耐熱水泥，摻加石膏緩凝劑九、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程（一）分部分項(xiàng)驗(yàn)收隱蔽工程驗(yàn)收：錨桿孔位、深度、角度檢查，每循環(huán)驗(yàn)收1次鋼拱架安裝質(zhì)量驗(yàn)收，每榀檢查1次注漿飽滿度檢測(cè)，采用超聲波法，抽檢比例10%分項(xiàng)工程驗(yàn)收：噴射混凝土：每50m為一個(gè)檢驗(yàn)批，檢查厚度、強(qiáng)度、平整度錨桿工程：每100根為一個(gè)檢驗(yàn)批，檢查抗拔力、間距、角度鋼支撐工程：每20榀為一個(gè)檢驗(yàn)批，檢查安裝偏差、連接質(zhì)量（二）竣工驗(yàn)收資料必備文件：支護(hù)設(shè)計(jì)圖紙及變