地下洞室斜井施工方案設(shè)計一、工程概況1.1工程基本參數(shù)本斜井設(shè)計為礦山法施工的地下通道，全長270.12m，其中直線段190.12m，曲線段80m（半徑70.1m），縱坡11.7%，斷面類型為單車道無軌運輸斷面，凈寬5.0m，凈高5.5m。斜井軸線與水平面夾角15°（傾角6°~75°，符合斜井定義標(biāo)準(zhǔn)），穿越地層主要為第四系人工填土、殘積層及燕山期花崗巖，局部存在Ⅳ-Ⅴ類圍巖段，巖體裂隙發(fā)育，地下水較豐富。1.2地質(zhì)條件圍巖分類：進口段50m為Ⅳ類圍巖，中部150m為Ⅲ類圍巖，出口段70m為Ⅴ類圍巖（含泥化夾層）。地下水：主要為基巖裂隙水，涌水量預(yù)計10~15m3/h，雨季可能增至20m3/h。不良地質(zhì)：出口段存在20m長卸荷帶，需提前采取治水及加固措施。1.3施工目標(biāo)工期：總工期180天，月均進尺15m。質(zhì)量：開挖半徑平均徑向超挖≤250mm，支護結(jié)構(gòu)合格率100%。安全：零死亡事故，輕傷頻率≤1‰。二、施工總體部署2.1施工分區(qū)洞口區(qū)：含邊仰坡支護、導(dǎo)向墻、排水系統(tǒng)及施工便道。暗挖區(qū)：分三個作業(yè)段（進口段、中部段、出口段），采用“臺階法+超前支護”開挖。輔助區(qū)：洞外設(shè)置鋼筋加工場（1200㎡）、空壓機站（4臺SA110W型）、沉淀池（3級，總?cè)莘e50m3）及材料倉庫。2.2施工便道利用既有市政道路改造，新建7m寬施工便道，結(jié)構(gòu)為30cm磚渣墊層+20cmC30混凝土，兩側(cè)設(shè)30cm×30cm排水溝（縱坡4‰），確保雨季通行能力。2.3資源配置機械設(shè)備：液壓鑿巖臺車2臺、裝載機（ZL50）1臺、自卸車（15t）4臺、軸流風(fēng)機（88-1型，11kW）2臺、噴射混凝土機組（TK961）1套。勞動力：開挖班組（12人）、支護班組（15人）、機電班組（5人）及管理人員（8人），實行“三班制”作業(yè)。三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1洞口工程3.1.1邊仰坡支護開挖：采用挖掘機分層開挖，每層高度2m，坡度1:0.5，坡面采用人工修整。支護措施：錨桿：φ22砂漿錨桿，長度3.5m，間距1.2m×1.2m，梅花形布置，注漿壓力0.5~1.0MPa。鋼筋網(wǎng)：φ8@200mm×200mm，搭接長度30d，噴射C25混凝土（厚10cm）封閉。3.1.2導(dǎo)向墻施工結(jié)構(gòu)：C30鋼筋混凝土，厚80cm，長3m，內(nèi)配φ20主筋（間距20cm）及φ8箍筋（間距15cm）。施工順序：測量放線→基坑開挖→鋼筋綁扎→模板安裝→混凝土澆筑（采用泵送，振搗密實）。3.1.3排水系統(tǒng)洞口截水溝：矩形斷面（50cm×60cm），M7.5漿砌片石砌筑，溝底鋪10cm厚C15混凝土。洞內(nèi)排水溝：設(shè)于左側(cè)墻腳，尺寸40cm×50cm，采用預(yù)制混凝土U型槽（壁厚10cm），坡度與斜井縱坡一致。3.2暗挖施工3.2.1開挖方法Ⅲ類圍巖段：采用“全斷面法”開挖，循環(huán)進尺2.5m，炮孔布置如下：掏槽孔：φ42mm，深度3.0m，裝藥量1.2kg/孔（乳化炸藥）。周邊孔：光面爆破，孔距50cm，抵抗線70cm，線裝藥密度0.25kg/m。Ⅳ-Ⅴ類圍巖段：采用“臺階法”開挖，上臺階高3m，下臺階高2.5m，循環(huán)進尺1.5m，超前小導(dǎo)管（φ42mm，長4.5m，間距30cm）支護。3.2.2鉆爆設(shè)計起爆網(wǎng)絡(luò)：非電毫秒雷管（段別1~15段），孔內(nèi)延時+孔外延時，傳爆方向由掏槽孔→輔助孔→周邊孔。降塵措施：濕式鑿巖（用水量15L/min），爆破后噴霧降塵（水幕噴頭間距5m），洞內(nèi)風(fēng)速≥0.25m/s。3.3超前支護3.3.1超前小導(dǎo)管參數(shù)：φ42mm×3.5mm無縫鋼管，前端呈錐形，管壁梅花形開孔（φ8mm，間距15cm），長度4.5m（搭接長度1.5m）。施工工藝：鉆孔：采用風(fēng)動鑿巖機，孔徑50mm，外插角5°~10°。注漿：水灰比1:1水泥漿，注漿壓力1.0~1.5MPa，單孔注漿量≥0.5m3。3.3.2管棚支護（出口段Ⅴ類圍巖）參數(shù)：φ108mm×6mm鋼管，長15m，環(huán)向間距40cm，設(shè)置于拱部120°范圍。施工要點：采用地質(zhì)鉆機鉆孔（孔徑127mm），鋼管內(nèi)設(shè)置鋼筋籠（φ16主筋3根），注漿采用水泥-水玻璃雙液漿（初凝時間30~60s）。3.4初期支護3.4.1噴射混凝土材料：C25混凝土，配合比水泥:砂:石=1:2:2.5，摻加速凝劑（摻量3%）。工藝：濕噴法施工，分層噴射（每層厚5cm），噴頭距巖面1.0~1.5m，噴射壓力0.3~0.5MPa。3.4.2格柵鋼架加工：采用I18型鋼，分節(jié)段制作（每節(jié)長2.5m），節(jié)點處焊接鋼板（10mm厚），螺栓連接。安裝：間距0.8~1.2m（Ⅳ類圍巖0.8m，Ⅲ類圍巖1.2m），保護層厚度≥4cm，垂直度偏差≤2°。3.4.3錨桿施工系統(tǒng)錨桿：φ25中空注漿錨桿，長度4.0m，間距1.5m×1.5m，注漿壓力0.8~1.2MPa。鎖腳錨桿：每榀格柵設(shè)4根（φ22，長3.0m），與鋼架焊接固定，注漿飽滿度≥90%。四、防水與排水工程4.1防水層施工基面處理：噴射混凝土表面平整度≤5cm/2m，采用1:2水泥砂漿修補凹坑。防水層結(jié)構(gòu)：基層處理劑：水泥基滲透結(jié)晶型涂料（干膜厚度≥0.8mm）。防水板：EVA卷材（厚1.5mm），采用熱熔焊接（搭接寬度10cm，焊縫寬度≥2cm）。保護層：5cm厚C20細石混凝土（內(nèi)配φ6@200mm鋼筋網(wǎng)）。4.2排水措施洞內(nèi)排水：設(shè)置集水井（每50m一處，容積2m3），采用潛水泵（揚程50m，流量20m3/h）抽排至洞外沉淀池。治水措施：對涌水段采用“局部注漿堵水”，注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿（水灰比1:1，水玻璃濃度35Be’）。五、施工監(jiān)測5.1監(jiān)測內(nèi)容圍巖收斂：采用測線法，每10m設(shè)一個監(jiān)測斷面，測線布置為頂?shù)?、左右邊墻（?條），初始讀數(shù)在開挖后12h內(nèi)完成，頻率1次/天（初期）→1次/周（穩(wěn)定后）。拱頂下沉：水準(zhǔn)儀（精度±1mm），測點設(shè)于拱頂中心，與收斂監(jiān)測同步。支護應(yīng)力：在格柵鋼架上粘貼應(yīng)變片（每50m斷面設(shè)4個測點），監(jiān)測內(nèi)力變化。5.2預(yù)警值圍巖收斂：Ⅲ類圍巖≤100mm，Ⅳ-Ⅴ類圍巖≤50mm。拱頂下沉：Ⅲ類圍巖≤80mm，Ⅳ-Ⅴ類圍巖≤40mm。當(dāng)監(jiān)測值達到預(yù)警值80%時，立即停止開挖，采取加強支護措施（如增設(shè)臨時仰拱、加密錨桿等）。六、質(zhì)量保證措施6.1開挖質(zhì)量控制采用全站儀定位，每循環(huán)測量放線2次（開挖前、支護前），確保中線偏差≤50mm。超挖處理：局部超挖≤300mm時，采用同級混凝土回填；超挖>300mm時，設(shè)漿砌片石回填（厚≥20cm）。6.2支護施工控制錨桿：注漿飽滿度采用“拔拉試驗”檢測（每300根一組，每組3根，抗拔力≥150kN）。噴射混凝土：采用“現(xiàn)場試塊”（100mm×100mm×100mm）檢測強度，每50m3留置1組試塊。6.3防水施工控制防水板焊接質(zhì)量：采用“氣壓檢測法”（壓力0.2MPa，保持30min，下降≤2%為合格），每100m2檢測1處。七、安全保證措施7.1洞口安全防護設(shè)置高度2.0m防護欄桿（φ48mm鋼管），掛密目安全網(wǎng)，進出口設(shè)警示燈（間距5m）及限速牌（5km/h）。7.2洞內(nèi)作業(yè)安全通風(fēng)：壓入式通風(fēng)，風(fēng)管口距掌子面≤10m，風(fēng)量≥300m3/min，氧氣濃度≥20%。用電：采用TN-S接零保護系統(tǒng)，洞內(nèi)動力線（380V）與照明線（220V）分設(shè)，燈具距地面≥2.5m。爆破安全：爆破警戒半徑300m，起爆前確認人員撤離，爆破后15min方可進入掌子面檢查。7.3應(yīng)急預(yù)案突水突泥：備用2臺大功率水泵（流量50m3/h），掌子面儲備速凝混凝土（20m3）及注漿設(shè)備。坍塌事故：洞內(nèi)每50m設(shè)應(yīng)急通道（寬1.2m），配備液壓頂撐設(shè)備（2套）及急救箱（含止血帶、擔(dān)架等）。八、環(huán)境保護措施噪聲控制：空壓機設(shè)隔音棚（降噪量≥20dB），夜間（22:00-6:00）禁止爆破作業(yè)。廢水處理：施工廢水經(jīng)三級沉淀（加絮凝劑PAM）處理后，pH值控制在6~9，回用率≥80%。棄渣管理：棄渣場設(shè)擋渣墻（高3m，M7.5漿砌片石），表面覆蓋防塵網(wǎng)（2000目），完工后覆土綠化（厚50cm）。九、施工進度計劃工序名稱工期（天）開始時間關(guān)鍵線路施工準(zhǔn)備15第1天否洞口工程30第16天是進口段開挖支護45第46天是中部段開挖支護60第91天是出口段開挖支護30第151天