一 工程概況
石門水庫灌區(qū)瀝水溝渡槽位于陜西省漢中市褒河的瀝水溝口，距漢中市約16km，距河?xùn)|店鎮(zhèn)約1km。
本標(biāo)段設(shè)計(jì)有邊墩2個(gè)，每個(gè)邊墩下有斜井柱2個(gè)，直井柱2個(gè)，斜井柱與水平面的夾角為50.73°，設(shè)計(jì)砼標(biāo)號(hào)為C25W4F50，斜井柱設(shè)計(jì)直徑為2.7m，樁長為18m。
本工程所在地主要為千枚巖，巖質(zhì)破碎，因此，開挖過程中，按照設(shè)計(jì)要求，及時(shí)采用鋼拱架和噴錨進(jìn)行支護(hù)。開挖采用先開挖井口，并對井口進(jìn)行固化封鎖井口，然后搭設(shè)井架，鉆爆法開挖井身。出渣采用5t卷揚(yáng)機(jī)牽引吊斗將開挖渣料運(yùn)輸至井口外，然后用裝載機(jī)收集，自卸汽車配合集中堆放至指定地點(diǎn)，作為回填用料。
二 施工準(zhǔn)備
1、施工機(jī)械設(shè)備：
PC240挖掘機(jī)1臺(tái)，ZL30裝載機(jī)1臺(tái)，自卸汽車5臺(tái)，YT-28型手風(fēng)鉆6臺(tái)，風(fēng)鎬4臺(tái)，5T卷揚(yáng)機(jī)1臺(tái)，10m3空壓機(jī)1臺(tái)，噴漿機(jī)1臺(tái)，0.4m3砼攪拌機(jī)1臺(tái)，BX-400電焊機(jī)1臺(tái)，鋼筋切斷機(jī)1臺(tái)，鋼筋彎曲機(jī)1臺(tái)，鋼筋調(diào)直機(jī)1臺(tái)，25T汽車吊1臺(tái)，2.2KW砼振動(dòng)棒1臺(tái)，砼攪拌運(yùn)輸車8臺(tái)。
2、檢測試驗(yàn)器具：
NTS—352全站儀1套，DS3水準(zhǔn)儀1臺(tái)，坍落度儀1套，試模3組，5米塔尺2把，50米鋼尺1把，手錘1把，測繩1把。
三 施工工藝、方法
1、測量定位
本工程斜井柱設(shè)計(jì)軸線與水平線的夾角為50.73 o，為保證正確的斜度和進(jìn)尺方向，在每個(gè)斜井柱井口埋設(shè)坐標(biāo)控制點(diǎn)，采用全站儀極坐標(biāo)法放樣每一開挖進(jìn)尺（按照0.5m進(jìn)尺進(jìn)行控制測量）的斜井柱的輪廓線（見下圖），并采用紅油漆在巖面進(jìn)行標(biāo)記，在鉆孔爆破時(shí)，利用水平尺及吊線錘校核手風(fēng)鉆的鉆桿角度，使其進(jìn)尺方向正確。
每一進(jìn)尺爆破出渣完畢后，利用全站儀坐標(biāo)法進(jìn)行開挖斷面輪廓線的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)測定，并與設(shè)計(jì)開挖輪廓線的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行差值計(jì)算，對井柱徑向嚴(yán)格控制超挖，不允許出現(xiàn)欠挖。
2、開挖方法
斜井柱開挖采用光面爆破，全斷面一次開挖成型的鉆爆法開挖施工。開挖前，做好井口區(qū)域的截、排水設(shè)施，在井臺(tái)上部采取遮擋措施，防止雜物掉落，做好坡面防護(hù)。
每個(gè)邊墩兩個(gè)斜井柱同時(shí)進(jìn)行開挖，開挖遵循“短進(jìn)尺，弱爆破，分段起爆，降低最大一段藥量”的原則施工，對于千枚巖的特別破碎，不易成洞洞段，可視情況進(jìn)行超前支護(hù)后，再全斷面開挖。
每個(gè)工作面擬布置3臺(tái)YT-28型氣腿式手風(fēng)鉆于工作面進(jìn)行鉆孔作業(yè)，上半部鉆孔時(shí)搭設(shè)簡易施工臺(tái)架。供風(fēng)由布置于洞口處附近的10m3電動(dòng)空壓機(jī)供給。供水通過洞外供給。
2.1 爆破設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)以2.85m×3m馬蹄形斷面進(jìn)行。
斜井柱開挖按光面爆破要求進(jìn)行鉆爆設(shè)計(jì)，周邊眼使用小直徑光爆炸藥，炮眼間距45-55cm。采用間隔裝藥。，非電毫秒導(dǎo)爆管雷管引爆導(dǎo)爆索，通過導(dǎo)爆索傳爆起爆炸藥，孔口用炮泥堵塞。炮孔痕跡在開挖輪廓面上均勻分布，炮孔痕跡保存率達(dá)到80%以上，保證開挖面與設(shè)計(jì)輪廓線一致，徑向超挖值和開挖巖面的起伏差均小于200mm，平均小于100mm。圍巖中不得有明顯震動(dòng)裂隙，不得有欠挖。
掏槽眼、輔助眼采用連續(xù)裝藥，非電毫秒導(dǎo)爆管雷管起爆，φ32mm×200mm 2#巖石硝銨炸藥。裝填系數(shù)0.7-0.85。
考慮圍巖的夾制力，每循環(huán)進(jìn)尺控制在1.0米左右，掏槽型式采用直線方式，確保掏槽效果。
按照鉆爆設(shè)計(jì)圖準(zhǔn)備好爆破材料，裝藥前先用高壓風(fēng)清孔，檢查鉆孔是否堵塞或塌孔，然后按劃定的區(qū)域裝藥連線，各負(fù)其責(zé)。裝藥順序先上后下，先兩側(cè)后中間。導(dǎo)爆管連線采用“一把抓”法，配兩個(gè)起爆雷管，裝藥結(jié)束經(jīng)安全檢查后起爆，各步驟按《塑料導(dǎo)爆管非電起爆操作原則》進(jìn)行。
設(shè)計(jì)炮眼布置圖
炮孔布置：
⑴掏槽孔：采用錐形掏槽，布置4個(gè)孔，孔口所在圓圈直徑0.8m，孔底間距0.3m，孔深1.3m。
⑵中空孔：布置在圓心位置，孔深1.5m，孔徑等于或大于其他炮孔。
⑶輔助孔：布置在掏槽孔與周邊孔之間，距周邊孔輪廓線0.5m，孔深1.2m，共布置10個(gè)孔。
⑷周邊孔：布置在設(shè)計(jì)輪廓線上，當(dāng)巖石比較軟弱破碎時(shí)，其位置可朝圓心方向調(diào)整10-15cm，孔深1.1m，共布置16個(gè)孔。
以上各類炮孔共計(jì)31個(gè)，累計(jì)鉆孔進(jìn)尺36.3m。
藥量：
選取炸藥單耗q=2.0 kg/m3，每次爆破總藥量Q=qV=2.0×7.22=14.44kg。
⑴ 槽孔：單孔藥量0.75kg（裝藥長度1.0m，炮孔裝藥系數(shù)0.77）,4孔共裝藥3kg；
⑵中空孔：裝藥量0.3 kg（裝藥長度0.4m）；
⑶輔助孔：單孔藥量0.45kg（裝藥長度0.6m，炮孔裝藥系數(shù)0.5）,10孔共裝藥4.5kg；
⑷周邊孔：單孔藥量0.375kg（裝藥長度0.5m，炮孔裝藥系數(shù)0.45）,16孔共裝藥6kg；
以上31個(gè)孔總裝藥量13.8kg，相當(dāng)于單耗1.91kg/m3。
起爆網(wǎng)絡(luò)
采用毫秒差導(dǎo)爆管雷管起爆網(wǎng)絡(luò)，各類炮孔所用毫秒延期雷管段別及延時(shí)見表1。
表1起爆雷管段別及延時(shí)
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起爆順序
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炮孔類別
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炮孔個(gè)數(shù)
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毫秒延時(shí)
雷管段別
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延時(shí)（ms）
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備注
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1
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掏槽孔
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4
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2
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25
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2
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中空孔
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1
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3
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50
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3
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輔助孔
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5
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5
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110
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5
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6
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150
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4
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周邊孔
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8
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7
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200
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4
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周邊孔
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8
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8
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250
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支護(hù)采用風(fēng)鉆打孔，人工安裝鋼拱架、錨桿和掛網(wǎng)，噴漿機(jī)噴射混凝土施工。井壁均勻噴射C20砼，厚度150mm。
爆破孔采用YT-28氣腿式手風(fēng)鉆鉆孔，人工制作簡易作業(yè)平臺(tái)，毫秒微差非電雷管爆破。爆破方法采用光面爆破或預(yù)裂爆破，爆破的主要參數(shù)通過爆破試驗(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)爆破參數(shù)。
2.2出渣
由于斜井開挖斷面較小，洞內(nèi)出渣采用5T卷揚(yáng)機(jī)牽引人工翻斗車方式進(jìn)行，翻斗車運(yùn)輸出井口外集中后裝載機(jī)裝車，自卸汽車運(yùn)輸至指定地點(diǎn)。
2.3鋼拱架及噴錨支護(hù)
施工過程中采用鋼拱架及時(shí)支護(hù)，鋼拱架間距為0.8m（中到中）。
設(shè)計(jì)采用I16工字鋼支撐。鋼拱架在洞外按設(shè)計(jì)尺寸加工成型，洞內(nèi)安裝在初噴混凝土之后進(jìn)行，與定位系筋及錨桿焊接，鋼架間采用噴混凝土填平，鋼架必須支撐在牢靠的基礎(chǔ)上，架立時(shí)保持鉛垂，當(dāng)鋼架和圍巖之間空隙過大時(shí)設(shè)混凝土墊塊，用混凝土噴填。
2.3.1.1鋼拱架的制作
鋼拱架在鋼筋加工棚制作采用冷彎制作，鋼架采用分段制作，試拼合格后，運(yùn)至現(xiàn)場安裝。
2.3.1.2鋼架的安設(shè)
安裝工作包括定位測量、安裝前的準(zhǔn)備、安裝。為保證鋼架安設(shè)質(zhì)量，在錨桿施工時(shí)，應(yīng)使錨桿盡量靠近鋼架位置，以便將鋼架與錨桿頭焊接成整體。
a、定位測量
首先測定出軸線，確定高程，然后再測定其橫向位置。
b、安裝前的準(zhǔn)備工作
運(yùn)至現(xiàn)場的單元鋼架分單元堆碼編號(hào)，安設(shè)前進(jìn)行斷面尺寸檢查，及時(shí)處理欠挖，保證鋼架正確安裝，鋼架外緣預(yù)留5cm的保護(hù)層，安設(shè)拱腳或拱墻鋼架前，清除墊板下的松渣，將鋼架置于原狀基巖上，在軟弱地段采用拱腳下墊鋼板的方法，并施作鎖腳錨桿。
c、鋼架安設(shè)
鋼架與噴混凝土之間緊貼，在安裝過程中，當(dāng)鋼架與圍巖之間有較大的間隙時(shí)安設(shè)混凝土墊塊，墊塊數(shù)量不大于10個(gè)。
a、加工鋼架，應(yīng)做到尺寸準(zhǔn)確，弧形圓順，型鋼中心與軸線成后，接頭處相鄰兩節(jié)圓重合，連接空位準(zhǔn)確。
b、鋼架加工后先試拼，檢查有無扭曲現(xiàn)象。
c、鋼架的焊接應(yīng)符合鋼材焊接規(guī)定。
d、加工成型的鋼架應(yīng)圓順；允許偏差位：拱架失高及弧長+20mm，架長±20mm。
e、鋼架組裝后應(yīng)在同一平面內(nèi)，斷面尺寸允許偏差位±20mm，扭曲度位±20mm。
2.3.3 噴錨施工方法
2.3.3.1錨桿
本工程斜井柱設(shè)計(jì)為Φ25錨桿，長2.0m，間排距1.0×1.0m，錨桿類型為全長粘結(jié)型砂漿錨桿，鉆錨桿孔前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和圍巖情況定出孔位做出標(biāo)記。
錨桿孔采用巖石電鉆和手風(fēng)鉆造孔，采用長短桿循環(huán)鉆進(jìn)，水泥砂漿錨桿孔深允許偏差宜為50mm ，錨桿孔距的允許偏差為150mm。
采用先注漿后安裝錨桿法施工。鉆孔時(shí)要控制孔位、孔向、孔徑、孔深符合設(shè)計(jì)要求。一般要求孔位誤差不大于20cm，孔向盡可能垂直巖層的結(jié)構(gòu)面，孔徑比錨桿直徑大10mm左右。
錨桿與鄰近鋼拱架盡量焊接，以提高整體性能。
2.3.3.2掛鋼筋網(wǎng)
鋼筋網(wǎng)一般在錨桿施工完成之后安設(shè)，但如遇到圍巖松散地層，拱部易坍塌或掉塊，為了給作業(yè)人員提供防護(hù)，可先施作鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)采用Ф6鋼筋，事先加工制作成2×2m的方片，網(wǎng)格尺寸為20×20cm。施工時(shí)運(yùn)至工作面進(jìn)行焊接安裝，鋼筋網(wǎng)加工制作及安裝時(shí)應(yīng)注意：
①鋼筋加工時(shí)要進(jìn)行調(diào)直，除銹、去油污、確保鋼筋質(zhì)量要求。
②鋼筋網(wǎng)宜在巖面噴射一層混凝土后鋪設(shè)鋼筋，與壁面的間隙宜為30mm
③鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)隨砼初噴面起伏狀敷設(shè)，并與壁面接觸緊密。
④鋼筋網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)與錨桿接點(diǎn)采用電焊的辦法焊接牢固。
⑤開始噴射時(shí)應(yīng)減小噴頭與受噴面的距離，并調(diào)節(jié)噴射角度以保證鋼筋與壁面之間混凝土的密實(shí)性。
⑥噴射中如有脫落的混凝土被鋼筋網(wǎng)架住應(yīng)及時(shí)清除。
2.3.3.3噴混凝土
攪拌混合料采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間不小于2min。原材料的稱量誤差為：水泥、速凝劑±2%，砂石±3%；拌和好的混合料運(yùn)輸時(shí)間不得超過2H；混合料應(yīng)隨拌隨用。
噴射作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)做好下列準(zhǔn)備工作:
a 拆除作業(yè)面障礙物、清除開挖面的浮石和墻腳的巖渣、堆積物。
b 用高壓風(fēng)水沖洗受噴面，對遇水易潮解、泥化的巖層，則應(yīng)用壓力風(fēng)清掃巖面。
c 埋設(shè)控制噴射混凝土厚度的標(biāo)志。
d 噴射機(jī)司機(jī)與噴射手不能直接聯(lián)系時(shí)，應(yīng)配備聯(lián)絡(luò)裝置。
e 作業(yè)區(qū)應(yīng)有良好的通風(fēng)和足夠的照明裝置。
f 噴射作業(yè)前應(yīng)對機(jī)械設(shè)備、風(fēng)水管路、輸料管路和電纜線路等進(jìn)行全面檢查及試運(yùn)轉(zhuǎn)。
g 受噴面有滴水淋水時(shí)噴射前應(yīng)按下列方法做好治水工作:
① 有明顯出水點(diǎn)時(shí)可埋設(shè)導(dǎo)管排水
② 導(dǎo)水效果不好的含水巖層可設(shè)盲溝排水
h 采用濕法噴射時(shí)，宜備有液態(tài)速凝劑，并應(yīng)檢查速凝劑的泵送及計(jì)量裝置性能。
i 噴射砼作業(yè)前，清理受噴面并檢查斷面尺寸，保證尺寸符合設(shè)計(jì)要求。噴射砼作業(yè)人員佩帶好作業(yè)防護(hù)用具，確保工作質(zhì)量及安全。
j. 噴射砼在開挖面暴露后立即進(jìn)行。
k. 分層噴射時(shí)，后一層噴射應(yīng)在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，若終凝1h 后再進(jìn)行噴射時(shí)，應(yīng)先用風(fēng)水清洗噴層表面。
l. 噴射砼終凝2h后開始灑水養(yǎng)護(hù)，灑水次數(shù)應(yīng)以能保證砼具有足夠的濕潤狀態(tài)為度；養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。
m．噴射砼表面應(yīng)密實(shí)、平整，無裂縫、脫落、漏噴、空鼓、滲漏水等現(xiàn)象，不平整度允許偏差為±3cm。
