本发明属于基础设施建设工程技术领域，具体涉及一种水电站交通洞群施工方法。
背景技术：
目前，水电市场开发逐渐向偏远地区转移，施工区域内地形条件复杂，因而电站厂区内的公路设计以隧道为主，所以场内公路系统以隧道洞群为主，这样导致隧道长度长，加大了工序之间的衔接及长隧道施工通风、排烟、除尘、施工供电的难度，但是水电开发单位为了追求更大的效益，施工在工期上不会延长，往往将施工工期在合理范围内尽可能的压缩，因此需要总结一套公路隧道洞群快速施工的技术，确保施工目标能正常完成，甚至能超前完成施工目标。
例如，中国发明专利申请号为cn201910988617.1的专利申请文件公开了一种全风化花岗岩地层偏压浅埋隧道施工方法，其特征在于：沿花岗岩地层偏压浅埋隧道施工，包括以下步骤：步骤1)平整场地和设置排水沟：采用人工和机械配合平整场地，并在场地四周设置排水沟，将排水沟与场地外的自然沟渠相连通；步骤2)沉降观测及监控量测标：隧道开挖，并对隧道洞内及地表设置沉降观测点并监控测量纪录；步骤3)加固操作：对隧道地表、拱顶和仰拱底进行加固处理；步骤4)设置地表降水井：在未加固处理的隧道地表上开设若干降水井；步骤5)地表深孔注浆：在加固处理后的隧道地表上开设注浆孔并进行深孔注浆；步骤6)正洞施工：对隧道正洞开挖支护。
在技术应用的过程，上述施工方法存在如下的技术问题：
未考虑对施工作业面的通风降尘，使施工环境相对恶劣，这也同时的降低了隧道施工的效率；仅采用支护的开挖方式，开挖方式单一，未考虑施工经济性。
基于现有技术存在的上述技术问题，本发明人结合施工经验，提出一种水电站交通洞群施工方法。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种水电站交通洞群施工方法，包括：
步骤1：制定隧道开挖时通风、排烟和除尘方案；
步骤1.1：随隧道开挖的进行，安装压入式通风装置，使爆破后烟尘通过压入式通风稀释排出；
步骤1.2：随隧道开挖的进行，在抵近施工作业面的位置设置降水幕以减少烟尘的逸出；
步骤1.3：采用物理隔离的方式将产生粉尘的设备与粉尘的产生地点封闭起来以缩小扬尘面积，减少或隔绝粉尘与空气接触；
步骤2：制定隧道钻孔爆破方案，对于ⅲ级围岩洞段开挖施工采用双楔形掏槽，全断面开挖的施工方法，对于ⅳ、ⅴ级围岩深埋洞段采用锚杆支护及台阶法的方式开挖；
步骤3：当隧道开挖完成后，先衬砌仰拱，再进行仰拱填充并进行路面基层混凝土施工，初期支护收敛后，利用衬砌摸板台车一次性衬砌完成拱墙混凝土施工。
进一步地，步骤2中，随隧道的掘进长度的增加，在距开挖作业面50-60m的位置设置水幕隔离带。
进一步地，水幕隔尘带由两道φ2mm钻孔的镀锌管制成，通过喷出的水雾进行拦尘，两道管相距0.5m～1.0m。
进一步地，步骤2中，还包括制定爆破安全监测方案的步骤，采用爆破测震仪对隧道爆破进行爆破振动测试，经过多次测试结果回归分析出洞室围岩与爆破的参数，以推算隧道开挖与混凝土浇筑之间的步距。
进一步地，震动选取的地点在距离放炮点的20m处，对振动波的x、y、z三个方向的振动进行频率测试，测项包括最大值、最大值时间、fft主频、量程、灵敏度系数。
进一步地，步骤2中，还包括钻设爆破孔的步骤，其中，爆破孔包括光面孔、崩落孔及掏槽孔，光面孔沿隧道的结构线，并采用拱圏环向0.5m的间距进行布设，采用小药卷连续不藕合装药堵头封堵导爆管连接，孔内采用时差起爆方式，装药系数0.45；崩落孔的首排距洞壁0.7m布置，排距1m，环向间距0.8m，采用小药卷连续不藕合装药堵头封堵导爆管连接，孔内采用时差起爆方式，装药系数0.45；掏槽孔区域设计尺寸1.5m×3m，两层掏槽孔间距0.4m,外层钻孔深度为3.2m、内层钻孔深度为2.3m，采用小药卷连续不藕合装药堵头封堵导爆管连接，孔内采用时差起爆方式，单位耗药量为0.767kg/m3。
进一步地，步骤2中，包括将施工作业面分成上下两层，先进行上层开挖施工，再进行下层开挖施工，上层开挖循环后立即进行初期支护，当上层开挖距离抵近20m时，进行下层开挖，下层开挖也采用一次性爆破开挖的方式进行施工。
进一步地，步骤2中锚杆支护包括：
根据预先设定的支护方案测放锚杆钻孔位置，其中，对钻孔位置进行标记；
采用锚杆钻机对标记位置进行钻孔，到达设计孔深后，拉出钻杆，利用高压水流对钻孔进行冲洗，清洗后拔出钻杆，通过高压风机对钻孔进行清孔；
配置灌注砂浆，采用注浆泵配合注浆管将砂浆压入钻孔；
将锚杆插入钻孔，对钻孔进行封堵以防止砂浆流出。
进一步地，砂浆中包括水泥120-200份、砂200-300份、纤维素醚和丙烯酸丁酯20-25份、有机硅粉2-5份、二甲基硅油1-3份、硫铝酸钙5-8份、粉煤灰5-10份、磺化三聚氰胺甲醛树脂15-20份、氯化钙1-3份、氯化钠5-10份、铝酸钠1-3份和水300-350份，上述成分按质量计。
进一步地，步骤1.1中，安装压入式通风装置包括如下步骤：
步骤1.11：沿主施工隧道，在距离隧道洞口15-16m的一侧隧道壁上安装压入式轴流风机，通过送风管将压入式轴流风机的风量送入距离开挖作业面10-12m的位置，随着隧道开挖的进行，不断接入新的送风管；
步骤1.12：在隧道洞口与安装压入式轴流风机相同的一侧进行机械送风，以便于压入式轴流风机的吸取洁净风；
步骤1.13：在隧道的另一侧，距离开挖作业面15m的位置安装将污浊气体排出的射流风机，射流方向朝向隧道洞口的方向，随着隧道开挖的进行，在开挖作业面和隧道洞口之间每间隔15m设一台射流风机，射流方向朝向隧道洞口的方向，在距洞口5m的位置设置吸出式轴流风机，将射流风机送入的污浊气体通过排气管排出，并对污浊气体进行过滤降尘处理。
进一步地，送风管的长度超过60m时，加大压入式轴流风机的风压。
本发明的有益效果是：
1、本发明所述水电站交通洞群施工方法，能够科学地利用各个洞室工作面，争取时间，工期安排合理，各工种人员能够连续施工，实现专业化施工，同时可使作业人员操作技术熟练，实现各作业工种之间最大限度的合理搭接，投入的施工资源比较均衡，有利于资源供应的组织工作，为文明施工和现场科学管理创造有利条件。
2、通过制定隧道开挖时通风、排烟和除尘方案，随隧道开挖的过程进行通风、排烟和除尘，不占据额外的施工时间，使开挖和开挖辅助作业同步进行，缩短了交通洞群施工的整体施工时间。
3、本发明所述水电站交通洞群施工方法，通过采用降水幕、物理隔离及配置水幕隔离带，形成多级降尘的手段。
4、本发明所述水电站交通洞群施工方法，通过针对不同的围岩洞段采用不同的施做方案，有针对性的进行对隧道的施工，提高了隧道施工的效率。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例
一种水电站交通洞群施工方法，包括：
步骤1：制定隧道开挖时通风、排烟和除尘方案；
步骤1.1：安装压入式通风装置，使爆破后烟尘通过压入式通风稀释排出，通风机的去风口布置在隧道洞口外以确保进入隧道的空气为新鲜空气，通风管采用与通风风机配套的软风筒，沿隧道洞壁顶拱布置以进行隧道施工排烟和向工作面提供新鲜空气，随着开挖作业面的不断推进，通风管不断向作业面连接延伸，并与开挖作业面保持10m距离；
步骤1.2：在抵近施工作业面的位置设置降水幕以减少烟尘的逸出；
步骤1.3：采用物理隔离的方式将产生粉尘的设备与粉尘的产生地点封闭起来，以缩小扬尘面积，减少或隔绝粉尘与空气接触，并能够防止由于机械设备震动而使粉尘扩散的情况；
步骤2：制定隧道钻孔爆破方案，对于ⅲ级围岩洞段开挖施工采用双楔形掏槽，全断面开挖的施工方法，对于ⅳ、ⅴ级围岩深埋洞段采用锚杆支护及台阶法的方式开挖；
步骤3：当隧道开挖完成后，先衬砌仰拱，再进行仰拱填充并进行路面基层混凝土施工，初期支护收敛后，利用衬砌摸板台车一次性衬砌完成拱墙混凝土施工。
在本实施例中，以金沙江上游拉哇水电站道路隧道的开挖为例，隧道的开挖尺寸12.08m×8.3m，单截面开挖面面积84.41m2，每循环计算进尺3m，计算开挖量：253.23m3，出口掘进开挖采用yt28手风钻钻孔，手风钻孔径40mm，钻孔深度为3m，使用2#岩石乳化炸药，药卷直径φ32mm，进口掘进开挖采用掘进凿岩台车施工。
爆破孔共分为光面孔、崩落孔及掏槽孔，光面孔沿结构线布置，共62孔，拱圏环向间距0.5m,底板间距0.75m，光面孔采用小药卷间隔不藕合装药导爆索连接起爆，平均线状药密度为200g/m。
崩落孔首排距洞壁0.7m布置，排距1m，环向间距0.8m，共86孔，采用小药卷连续不藕合装药堵头封堵导爆管连接，采用孔内时差起爆方式，装药系数0.45。
掏槽孔采用双楔形掏槽方式，掏槽区域设计尺寸1.5m×3m，两层掏槽孔间距0.4m，外层钻孔深度为3.2m、内层钻孔深度为2.3m，采用小药卷连续不藕合装药堵头封堵导爆管连接，孔内采用时差起爆方式，单位耗药量为0.767kg/m3。
其中，出口掘进方向施工采用yt28手风钻钻孔，2台反铲来配合5台15t自卸汽车装运至曲引朗沟渣场，出口掘进开挖计划每循环进尺2.5～2.8m，循环时间为12h/循环，2循环/d，日进尺5～5.5m/d，考虑支护、施工不均衡等因素，平均月进尺约120m/月；进口掘进方向采用1台凿岩台车钻孔，爆破石渣采用电动扒渣机配合5台15t自卸汽车装运至渣场，开挖每循环进尺2.5～2.8m，循环时间为9h/循环，2.5循环/d，日进尺6～7m/d，考虑支护、施工不均衡等因素，平均月进尺约180m/月。
在本实施例的步骤1.1中，安装压入式通风装置包括如下步骤：
步骤1.11：沿主施工隧道，在距离隧道洞口15-16m的一侧隧道壁上安装压入式轴流风机，通过送风管将压入式轴流风机的风量送入距离开挖作业面10-12m的位置，随着隧道开挖的进行，不断接入新的送风管；
步骤1.12：在隧道洞口与安装压入式轴流风机相同的一侧进行机械送风以便于压入式轴流风机的吸取洁净风；
步骤1.13：在隧道的另一侧，也即与压入式轴流风机相对的一侧，距离开挖作业面15m的位置安装将污浊气体排出的射流风机，射流方向朝向隧道洞口的方向，随着隧道开挖的进行，在开挖作业面和隧道洞口之间每间隔15m设一台射流风机，射流方向朝向隧道洞口的方向，在距洞口5m的位置设置吸出式轴流风机，将射流风机送入的污浊气体通过排气管排出，并对污浊气体进行过滤降尘处理。
在本实施例的步骤1.11中，送风管的长度超过60m时，加大压入式轴流风机的风压以保证流量风顺利进入到开挖作业面区域。
在本实施例的步骤2中，随隧道的掘进长度的增加，在距开挖作业面50～60m的位置设置水幕隔离带。
其中，水幕隔尘带由两道φ2mm钻孔的镀锌管制成，钻孔的孔距为3cm～5cm，通过喷出的水雾进行拦尘，两道管相距0.5m～1.0m。
在本实施例的步骤2中，还包括制定爆破安全监测方案的步骤，采用blast-um爆破测震仪(emi53641)对隧道爆破进行爆破振动测试，经过多次测试结果回归分析出洞室围岩与爆破的参数，以推算隧道开挖与混凝土浇筑之间的步距，震动选取的地点在距离放炮点的20m处，对振动波的x、y、z三个方向的振动进行了频率测试，测项有最大值、最大值时间、fft主频、量程、灵敏度系数，x方向质点振动速度在10hz<f≤50hz、8～12cm/s范围内，y方向质点振动速度在f>50hz、10～15cm/s范围内，z方向质点振动速度在f>50hz、10～15cm/s范围内，根据《爆破安全规程gb6722-2014》振动安全标准，三个方向的质点振动速度均在标准范围内。
在本实施例的步骤2中，包括将施工作业面分成上下两层，先进行上层开挖施工，再进行下层开挖施工，上层开挖循环后立即进行初期支护，当上层开挖距离抵近20m时，进行下层开挖，下层开挖也采用一次性爆破开挖的方式进行施工，上层开挖为弧形开挖，最大开挖高度6m，最小4.6m，采用双楔形掏槽方式，一次性爆破开挖，爆破孔共分为光面孔、崩落孔及掏槽孔，光面孔沿结构线布置，共33孔，孔深2m，拱圏环向间距0.5m，光爆孔采用小药卷间隔不藕合装药导爆索连接起爆，平均线状药密度初步定为250g/m；崩落孔首排据洞壁0.7m布置，排距1m，环向间距0.8m，共48孔，采用小药卷连续不藕合装药堵头封堵导爆管连接、孔内时差起爆方式装药系数取0.45；掏槽孔采用双楔形掏槽方式，掏槽区域设计尺寸1.5m×3m，第二层掏槽孔间距0.4m，钻孔深度为2.1m，采用小药卷连续不藕合装药堵头封堵导爆管连接、孔内时差起爆方式。
上层开挖循环后立即进行初期支护；当上层开挖距离抵近20m，再进行下层开挖，下层开挖也采用一次性爆破开挖的方式进行施工，最大开挖高度5m，钻孔共分为光面孔及爆破孔。光面孔沿结构线布置，共33孔，孔深2m，拱圏环向间距0.5m，光面孔采用小药卷间隔不藕合装药导爆索连接起爆，平均线状药密度初步定为250g/m；爆破孔首排据洞壁0.7m布置，排距1m，环向间距0.8m，共48孔，采用小药卷连续不藕合装药堵头封堵导爆管连接，孔内时差起爆方式，装药系数取0.45，支护紧跟开挖进行。
在本实施例的步骤2中，锚杆支护包括：
根据预先设定的支护方案测放锚杆钻孔位置，其中，对钻孔位置进行标记；
采用锚杆钻机对标记位置进行钻孔，到达设计孔深后，拉出钻杆，利用高压水流对钻孔进行冲洗，清洗后拔出钻杆，通过高压风机对钻孔进行清孔；
配置灌注砂浆，采用注浆泵配合注浆管将砂浆压入钻孔；
将锚杆插入钻孔，对钻孔进行封堵以防止砂浆流出。
其中，砂浆中包括水泥120-200份、砂200-300份、纤维素醚和丙烯酸丁酯20-25份、有机硅粉2-5份、二甲基硅油1-3份、硫铝酸钙5-8份、粉煤灰5-10份、磺化三聚氰胺甲醛树脂15-20份、氯化钙1-3份、氯化钠5-10份、铝酸钠1-3份和水300-350份，上述成分按质量计。
本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。
1.一种水电站交通洞群施工方法，其特征在于，包括：
步骤1：制定隧道开挖时通风、排烟和除尘方案；
步骤1.1：随隧道开挖的进行，安装压入式通风装置，使爆破后烟尘通过压入式通风稀释排出；
步骤1.2：随隧道开挖的进行，在抵近施工作业面的位置设置降水幕以减少烟尘的逸出；
步骤1.3：采用物理隔离的方式将产生粉尘的设备与粉尘的产生地点进行封闭；
步骤2：制定隧道钻孔爆破方案，对于ⅲ级围岩洞段开挖施工采用双楔形掏槽，全断面开挖的施工方法，对于ⅳ、ⅴ级围岩深埋洞段采用锚杆支护及台阶法的方式开挖；
步骤3：当隧道开挖完成后，先衬砌仰拱，再进行仰拱填充并进行路面基层混凝土施工，初期支护收敛后，利用衬砌摸板台车一次性衬砌完成拱墙混凝土施工。
2.根据权利要求1所述的水电站交通洞群施工方法，其特征在于，步骤2中，随隧道的掘进长度的增加，在距开挖作业面50-60m的位置设置水幕隔离带。
3.根据权利要求2所述的水电站交通洞群施工方法，其特征在于，步骤2中，还包括制定爆破安全监测方案的步骤，采用爆破测震仪对隧道爆破进行爆破振动测试，经过若干次测试结果回归分析出洞室围岩与爆破的参数，以推算隧道开挖与混凝土浇筑之间的步距。
4.根据权利要求1所述的水电站交通洞群施工方法，其特征在于，步骤2中，还包括钻设爆破孔的步骤，其中，爆破孔包括光面孔、崩落孔及掏槽孔，光面孔沿隧道的结构线，并采用拱圏环向0.5m的间距进行布设，采用小药卷连续不藕合装药堵头封堵导爆管连接，装药系数0.45；崩落孔的首排距洞壁0.7m布置，排距1m，环向间距0.8m，采用小药卷连续不藕合装药堵头封堵导爆管连接，装药系数0.45；掏槽孔区域设计尺寸1.5m×3m，两层掏槽孔间距0.4m，外层钻孔深度为3.2m、内层钻孔深度为2.3m，采用小药卷连续不藕合装药堵头封堵导爆管连接，单位耗药量为0.767kg/m3。
5.根据权利要求4所述的水电站交通洞群施工方法，其特征在于，步骤2中，包括将施工作业面分成上下两层，先进行上层开挖施工，再进行下层开挖施工，上层开挖循环后立即进行初期支护，当上层开挖距离抵近20m时，进行下层开挖，下层开挖也采用一次性爆破开挖的方式进行施工。
6.根据权利要求1所述的水电站交通洞群施工方法，其特征在于，步骤2中锚杆支护包括：根据预先设定的支护方案测放锚杆钻孔位置，其中，对钻孔位置进行标记；采用锚杆钻机对标记位置进行钻孔，到达设计孔深后，拉出钻杆，利用高压水流对钻孔进行冲洗，清洗后拔出钻杆，通过高压风机对钻孔进行清孔；配置灌注砂浆，采用注浆泵配合注浆管将砂浆压入钻孔；将锚杆插入钻孔，对钻孔进行封堵以防止砂浆流出。
7.根据权利要求6所述的水电站交通洞群施工方法，其特征在于，砂浆中包括水泥120-200份、砂200-300份、纤维素醚和丙烯酸丁酯20-25份、有机硅粉2-5份、二甲基硅油1-3份、硫铝酸钙5-8份、粉煤灰5-10份、磺化三聚氰胺甲醛树脂15-20份、氯化钙1-3份、氯化钠5-10份、铝酸钠1-3份和水300-350份，上述成分按质量计。
8.根据权利要求1所述的水电站交通洞群施工方法，其特征在于，步骤1.1中，安装压入式通风装置包括如下步骤：
步骤1.11：沿主施工隧道，在距离隧道洞口15-16m的一侧隧道壁上安装压入式轴流风机，通过送风管将压入式轴流风机的风量送入距离开挖作业面10-12m的位置，随着隧道开挖的进行，不断接入新的送风管；
步骤1.12：在隧道洞口与安装压入式轴流风机相同的一侧进行机械送风以便于压入式轴流风机的吸取洁净风；
步骤1.13：在隧道的另一侧，距离开挖作业面15m的位置安装将污浊气体排出的射流风机，射流方向朝向隧道洞口的方向，随着隧道开挖的进行，在开挖作业面和隧道洞口之间每间隔15m设一台射流风机，射流方向朝向隧道洞口的方向，在距洞口5m的位置设置吸出式轴流风机，将射流风机送入的污浊气体通过排气管排出，并对污浊气体进行过滤降尘处理。
9.根据权利要求1所述的水电站交通洞群施工方法，其特征在于，步骤1.11中，若送风管的长度超过60m时，加大压入式轴流风机的风压。
技术总结