进水塔交通洞开挖及支护施工方案.doc

水电站进水塔交通洞开挖支护及砼浇筑施工方案工程局团坡项目部2006年04月08日批准：审核：校核：编写：131 工程概况1.1工程概述引水隧洞进水塔交通洞布置于1#引水隧洞顶部，其洞轴线与1#引水隧洞轴线方位相同，两洞口高差25m，交通洞洞口底板高程EL816.0m；进水塔交通洞进口位于右岸交通洞内，进口底板高程EL814.69，该交通洞全长91.53m。底板纵坡比为1.61%。进水塔交通洞为城门洞型，其开挖支护形式为A、B两种断面，具体设计参数见下表：引水隧洞进水塔交通洞各断面开挖与支护主要设计参数表断面类型开挖尺寸（宽高）支护型式备 注A型9.3m7.7m洞身段25、L=3m随机锚杆；洞脸锁口锚杆25、L=4.5m，两排，间排距2.0m，梅花型布置；喷C20砼，厚10cm；全断面衬砌砼厚0.4m，边墙及顶拱为钢筋砼，底板为素砼。左侧排水沟30cm40cm净断面。JK0+005.25JK0+010.00B型6.2m5.4m25、L=3m随机锚杆；素喷C20砼，厚10cm；50排水孔，L=3.0m，每断面2孔，纵向排距4m，两侧壁梅花型布置。底板素砼，厚0.3m。左侧排水沟30cm30cm净断面。JK0+010.00JK0+091.53 右岸交通洞及1#施工支洞部分洞段二次处理清理底板碎渣0.3m，边墙及顶拱素喷C20砼厚10cm，底板素砼厚0.3m。左侧排水沟30cm30cm净断面。S0+005.0S0+062.17J0+000.00J0+055.011#施工支洞锁口衬砌砼6.8m5.8m全断面衬砌砼厚0.4m，边墙及顶拱为钢筋砼，底板为素砼。左侧排水沟30cm40cm净断面。S0+000.00S0+005.001.2主要工程量引水隧洞进水塔交通洞工程主要工程量如下：引水隧洞进水塔交通洞主要工程量表 序号工程项目单位工程量备注1石方洞挖m331232喷混凝土m3300C203锁口锚杆根26525，L=4.5m4排水孔m12050，L=3m5底板碎渣清理m32171#施工支洞及右岸交通洞部分洞段6衬砌砼m371C20二级配7浇筑砼m3371C20二级配8 钢筋t4.651.3编制依据设计文件图纸进水塔交通洞布置图C-0944-43-434-4-1/2-2/2相关国家规范、规程：水利水电工程爆破施工技术规范DL/T5135-2001；水利水电工程施工地质规程DL/T5109-1999；水工建筑物地下开挖工程施工技术规范SDJ213-83。爆破安全规程GB6722-86；建筑地基基础工程施工质量验收规范GBJ50202-2002；水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准SDJ249.1-88；水电站基本建设工程验收规程DL/T5123-2000；钢筋混凝土用热钆带肋钢筋GBl499-1998；锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-2001；硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥GB175-1999；水工混凝土外加剂技术规程DL/T5100-1999。2施工总布置2.1施工道路布置进水塔交通洞施工道路直接利用下坝公路及1#施工支洞和右岸交通洞即可满足施工需要。2.2风、水、电布置2.2.1施工用风进水塔交通洞开挖及支护施工用风主要为手风钻造孔及喷射混凝土施工，根据建筑物的布置、施工特点、施工程序安排及工作面具体情况，设置1台20m3/min电动空压机作为风源，布置在右岸交通洞内距进水塔交通洞进口20m位置。洞内主供风管采用DN108钢管引接，沿洞壁专用固定支架铺设至各工作面，主供风管路的合适位置布置5m3的稳压储气罐进行稳压储气，以保证风压和风量的稳定。砼浇筑用风主要为仓面冲洗，利用1#引水隧洞施工形成的供风系统以及进水塔交通洞开挖施工形成的供风系统即可。2.2.2施工用水施工用水主要为手风钻造孔和喷锚支护用水以及砼浇筑时仓面冲洗用水。在右岸交通洞内的空压机旁边设置1个15m3的水池，该水池从右岸交通洞出口的涟江内抽水，各部位用水时从水池内抽取即可。2.2.3施工用电施工用电主要为施工照明、喷锚机、搅拌机、通风机和电动空压机及砼振捣设备等。各部位施工用电直接从1#施工支洞附近的变压器上引接即可。2.2.4施工照明洞内采用220V、200W的汞灯照明，每15m安装一个灯具。潮湿的施工工作面采用36V的低压照明灯具，用行灯变压器将380V或220V电压降为36V供电，照明主线采用低压电缆。所有的照明均采用带漏电保护装置的开关。2.3施工排水本工程施工排水主要是施工期地下洞室生产污水及地下渗漏水的排放。施工时在隧洞一侧设置排水沟，生产污水经排水沟引流至右岸交通洞排水沟内，利用1#施工支洞排水系统进行排放。地下渗漏水采用“堵排结合，以排为主”的方式，采取钻排水孔或预埋排水管引流等方式将水排入洞内排水沟；涌水量较大时找出涌水点埋管集中引流，并对涌水点周围实施灌浆封闭，将地下涌水通过大直径主埋管引流。2.4渣场布置根据现场实际条件，本工程可利用渣场为2#渣场，平均运距约4km。2#渣场维护与管理按监理人要求分区规划，派专人指挥倒渣、推渣及渣场的维护，渣料自下而上分层进行堆筑，反铲或装载机整平摊铺。堆渣体填筑过程中尽量使堆渣平起上升，以便于机械化快速施工。堆渣场周围及场地内做好防洪、排水等保护措施，以防止冲刷和水土流失。2.5通风排烟2.5.1配置原则引水隧洞交通洞施工主要采用机械强制式通风，通风设备选用低噪音隧道风机，通风管选用阻燃风管。风管百米漏风率按2.0计算；施工人员每人每分钟供应新鲜风量3m3；0. 15m/s风速6m/s，施工柴油机械需风量按4.1m3/kW.min计算。2.5.2通风设备的布置根据现场实际情况，进水塔交通洞采用压入式通风方式，施工时在右岸交通洞内进水塔交通洞进口处布置1台TZ-100/55kw通风机向洞内压入送风。通风管根据通风机型号配置相应直径的风筒，风筒架设在洞侧壁，距开挖掌子面小于30m。同时对所有进洞的柴油机械，配置水滤净化装置以确保开挖掌子面附近氧气含量满足规范要求。2.5.3完善地下系统施工通风环境的措施洞内的废气污染源主要为大功率的内燃机械，柴油机所产生的大量有害气体，主要集中在装碴运输作业面。为搞好良好的施工环境，采取如下措施：对洞内作业的柴油机械进行水净化处理；加强对进洞机械的维修保养，慎重选择油料及柴油添加剂等措施；钻机开挖过程中全部使用水钻，并设置完善的水喷雾除尘系统，以最大限度的减少烟尘、粉尘；经常检测洞内各种有害气体的浓度，加强劳动保护，使之控制在规范要求的范围之内。3总体施工程序及进度计划3.1总体施工程序进水塔交通洞开挖施工从右岸交通洞内向进水塔方向（桩号SK0+091.53SK0+0.00）开挖支护完成进行进水塔交通洞0+005.250+010.00段砼衬砌浇筑进水塔交通洞底板砼浇筑右岸交通洞J0+055.01J0+000.00段及1#施工支洞S0+062.17S0+005.00段边墙和顶拱加喷10cm厚C20砼施工及底板碎渣清理浇筑右岸交通洞J0+055.01J0+000.00段及1#施工支洞S0+062.17S0+005.00段底板C20砼浇筑1#施工支洞锁口C20砼浇筑。3.2进度计划2006年04月15日2006年04月18日完成风、水、电的线路架设；2006年04月19日2006年05月25日完成进水塔交通洞开挖支护；2006年05月26日2006年6月25日完成进水塔交通洞砼衬砌及底板砼浇筑；2006年6月26日2006年7月5日完成右岸交通洞J0+055.01J0+000.00段及1#施工支洞S0+062.17S0+005.00段边墙及顶拱加喷C20砼（=10cm）施工；2006年7月6日2006年7月15日完成右岸交通洞J0+055.01J0+000.00段及1#施工支洞S0+062.17S0+005.00段底板碎渣（30cm厚）清理；2006年7月16日2006年7月31日完成右岸交通洞J0+055.01J0+000.00段及1#施工支洞S0+062.17S0+005.00段底板C20砼浇筑；2006年8月1日2006年8月15日完成1#施工支洞锁口衬砌砼施工。4施工方法4.1石方洞挖4.1.1洞身段开挖进水塔交通洞洞身段JK0+015JK0+091.53开挖采用全断面开挖。进水塔交通洞洞身段为城门洞型，开挖断面小，采用全断面一次掘进方法施工。开挖时采用自制钢管架钻孔台车，TY-28气腿式手风钻造孔，孔径42mm。装药时围岩渗水较小部位的辅助孔和掏槽孔采用2#岩石硝氨炸药，光爆孔和地下水出露较多的部位均采用乳化炸药。（1）施工程序测量放线布孔造孔孔深检查装药联网分段爆破通风排烟安全处理出渣掌子面清理下一循环施工。（2）测量放线及钻孔钻孔前根据测量放点，画出洞子开挖断面轮廓线，采用TY-28气腿式手风钻进行造水平孔向前掘进，上部孔在钻架台车上施工。开挖过程中，钻机全部采用水钻，以最大限度减少粉尘和烟尘。（3）周边孔参数选择周边孔采用光面爆破法，根据岩石坚固系数f，选择光爆孔间距为50cm，线装药密度150g/m，孔深2.8m，光爆孔内20乳化炸药间隔装药，孔向相对洞轴线外倾2，孔口用黏土或岩粉纸卷堵塞，非电毫秒延期雷管导爆。详见附图进水塔交通洞全断面开挖爆破设计示意图。（4）爆破孔参数选择爆破孔孔向平行于洞轴线，炮孔间距6080cm，孔深2.8m，选用32的2#岩石硝氨炸药，非电毫秒延期雷管导爆。（5）掏槽孔参数选择中间部位采用平行直孔掏槽的方式，掏槽孔按4空孔十字形的方式布置，空孔并且可以作为导向孔，每次孔深3.0m；掏槽孔深3.0m。选用20的乳化炸药间隔装药。间排距见下图(单位：cm)。爆破采用非电毫秒延期雷管导爆，起爆时导火线配双发火雷管进行起爆。（6）出渣出渣时采用ZL30装载机装渣，5t自卸车运输。（7）开挖单循环进尺灌浆隧洞开挖单循环进尺为2.8m，实际爆破进尺约2.32.5m。工作面配4台手风钻，其循环作业时间如下：测量放线及布孔(1h)钻孔(5h)装药(0.5h)爆破通风排烟(1h)出碴(3.5h)其它(0.5h)。循环周期T=1+5+0.5+1+5+3.5+0.5=12h根据相关施工经验，每天单向爆破进尺4.65m，考虑施工准备及不可遇见因素，每条灌浆隧洞每天平均进尺按4m计。4.1.2洞口段开挖进水塔交通洞洞口部位施工时，首先勘察上部边坡的稳定性，做好危石清理，采用锁口锚杆加强洞口周围的支护，在确保洞口围岩稳定以后方可进行洞口开挖。洞口段（JK0+015.00JK0+005.25）开挖采用短进尺、小药量、弱爆破，先下部导洞再全断面扩挖，周边预裂或光爆等方法，以减小爆破震动，避免造成洞顶和洞口发生震裂、松动和塌方，爆破结束后及时进行支护。导洞开挖断面为3m2.5m（宽高），全部采用手风钻造孔向前掘进，布置23台手风钻，顶部人工无法直接施工的部位可搭设简易钢管平台配合施工。导洞开挖时中间掏槽孔形式为四空孔十字形直孔掏槽，导洞周边不设光爆孔，采用非电延期雷管微差爆破技术，火雷管引爆。由于导洞断面较小，宜采用浅孔，小孔距，大装药量的方式进行开挖。炮孔间距为0.50.6m，孔深按2.0m左右控制，导洞单位岩石炸药消耗量取1.8kg/m3左右考虑。洞口JK0+005.25JK0+015.00洞段全断面扩挖时由于小导洞已经开挖成型，临空面非常好，周边布置一排光爆孔和适当布置一些爆破孔即可。钻孔时搭设简易钢管架，上面铺设竹夹板作为施工平台，人工站在钢管架上施工。考虑到人工清渣，炮孔间距在导洞基础上可适当加大，但不得超过0.8m。爆破网络采用非电雷管微差光面或预裂爆破技术，周边孔装药时采用20乳化炸药间隔绑扎在导爆索上，孔口用黄泥或废纸堵塞，堵塞长度为0.3m。4.2一期支护进水塔交通洞一期喷锚支护主要为砂浆锚杆和喷10厚混凝土。在隧洞开挖过程中及时按照设计图纸和施工规范进行喷锚支护，确保支护工作紧跟开挖工作面。4.2.1随机锚杆施工随机锚杆形式为25、L=3m，具体位置和布置形式由现场坚理根据开挖出露的围岩状况指定。锚杆施工采用“先注浆、后插杆”的工序。锚杆在钢筋场按要求切割成型，用5t载重车运输至现场。施工工序：布孔钻孔清孔验孔注砂浆安装锚杆拉拔力试验。布孔：开挖面形成后，将开挖面上的浮石撬除，并将岩面清理干净，根据监理指令进行布孔。钻孔：采用YT-28气腿式手风钻进行钻孔，孔径为42mm，顶部孔在自制施工平台上进行施工。清孔：钻孔结束后，用高压风将孔内的岩粉和积水吹干净。验孔：对孔位、孔深、斜度进行检查，提交监理工程师验收，验收合格后方可进入下道工序。注砂浆：采用注浆机进行注浆，砂浆严格按配合比进行拌制。注浆要求密实、饱满，孔内不允许有空气存在。锚杆安装：锚杆完全插入孔底并挤出砂浆后立即使用干硬砂浆封口。拉拔力试验：锚杆在浆液终凝之后进行拉拔力试验，每300400根支护锚杆中至少应选一组(三根)进行拉拔试验。当地质条件或原材料变化时至少应抽取一组试件。同组锚杆的抗拔力平均值应符合设计要求，任意一根锚杆的抗拔力不得低于设计值。4.2.2喷混凝土施工锚杆结束以后应立即进行喷混凝土施工，喷混凝土采用干喷法施工。混凝土标号为C20，=10cm。施工工序：施工准备岩面清理验收拌合喷射养护。喷混凝土工艺见如下图：喷混凝土工艺程图 施工方法喷混凝土前清除松动岩块，修整洞壁，用高压风水冲洗岩面，自检合格后提交监理终验，签发准喷证后施喷。喷混凝土采用干喷法。混合料采用搅拌机现场拌制，按设计配比配料、拌料，根据设计要求的厚度，在喷区内作出明显的实物标志。采用P2-5B型干喷机自下而上、先凹后凸，小螺旋式喷射。喷头与受喷面应尽量垂直，距离控制在0.8m左右，由熟练的喷射手操作分层完成，拱顶及边墙高的地方在自制台车上进行喷射。每一喷层按5cm厚施喷，直至达到设计厚度，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。4.3砼衬砌及底板砼浇筑4.3.1施工内容砼衬砌主要是进水塔交通洞洞口段JK0+005.250+010.0全断面衬砌钢筋砼以及1#施工支洞口锁口砼；砼浇筑主要是进水塔交通洞以及右岸交通洞和1#施工支洞部分洞段底板砼浇筑。4.3.2施工布置施工风水电利用开挖施工形成的风水电系统；砼拌合采用我部已建成的HZS60拌合楼进行拌制；运输采用6m3砼搅拌车进行；入仓采用HBT60砼泵泵送入仓。砼泵随浇筑施工面移动。4.3.3施工程序及方法砼浇筑施工程序为：进水塔交通洞洞口段衬砌砼浇筑进水塔交通洞底板砼浇筑右岸交通洞部分洞段底板砼浇筑1#施工支洞部分洞段底板砼浇筑1#施工支洞锁口衬砌砼浇筑。进水塔交通洞衬砌砼在进水塔交通洞开挖完成后进行，分左右边墙、顶拱及底板四仓进行浇筑施工。先进行左右边墙两个仓号的浇筑，后进行顶拱砼浇筑，均采用泵送砼。底板砼和交通洞洞身段底板砼浇筑按25m长度一仓进行，采用泵送，1#施工支洞锁口段衬砌砼分仓方式和进水塔交通洞洞口段衬砌砼分仓方式相同。进水塔交通洞洞口段衬砌砼和1#施工支洞进口锁口衬砌砼为钢筋砼结构。钢筋加工在后方加工厂进行，加工好的钢筋用5t载重车运至仓号附近，现场安装焊接。模板采用3015和1015系列散装钢模板拼装，局部辅以木模板。模板支撑除采用内拉拉杆外，主要采用钢管架外部支撑，顶拱模板支撑采用自制简易钢排架和钢管脚手架（满堂）相结合方式。底板砼浇筑按25m一段分仓，施工缝凿毛处理，浇筑方向和开挖方向相反，有利于加快浇筑进度。振捣采用50软轴振捣器振捣，人工收面。5质量安全保证措施5.1质量保证措施建立、健全质量检查监督体系，配备专职质检人员，对各施工项目进行全过程质量监督检查，并制订完善的质检制度。对每个班、每道工序进行跟踪检查、指导、监督，并形成记录，责任落实到每个施工人员。5.1.1开挖质量保证措施严格按监理工程师批准的爆破方案进行钻孔、装药、连网。钻孔质量符合下列要求：钻孔孔位依据测量放出的中心线、腰线及开挖轮廓线上的控制点确定。周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线的控制范围和掏槽孔的位置偏差不大于5cm，其他孔位偏差不大于10cm。炮孔的孔底落在爆破规定的平面上。炮孔经检查合格后，方可进行装药爆破。炮孔的装药、封堵和爆破网络连接，由经过考核合格的炮工负责，并严格按照爆破设计进行作业。每次爆破后，对岩石爆破效果进行现场实地调查并做出评价，对爆破参数进行调整。光面爆破效果达到下列要求：残留炮孔痕迹在轮廓面上均匀分布；残孔率在完整岩石岩石上不小于85%，在较完整和完整性较差的岩石不小于50%，较破碎和破碎岩石不小于20%；相邻两孔间的岩石平整不得大于10cm，孔壁没有明显的爆破裂隙；相邻两茬炮之间的台阶小于10cm。5.1.2喷锚支护质量保证措施材料控制：锚杆、水泥、外加剂等产品必须有生产厂的质量证明书，并按照图纸和监理的要求进行原材料试验。锚杆钻孔应满足以下要求：锚杆的开孔按照施工图纸的孔位布置进行，孔围偏差不大于10cm。锚杆孔的孔轴方向应满足施工图纸的要求，施工图纸未做规定时，其系统锚杆的孔轴垂直于开挖面。砂浆锚杆的孔径：若采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，锚杆孔径大于锚杆直径15mm以上；若采用“先安装锚杆后注浆”的程序施工，锚杆孔径大于锚杆直径25mm以上。锚杆孔深必须达到施工图纸的规定，孔深偏差不大于5cm。锚杆注浆满足以下规定：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，1:0381:0.45。先注浆的永久支护锚杆在孔内注浆满后立即安装锚杆；后注浆的永久支护锚杆在锚杆安装后进行注浆。锚杆注浆后，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆。喷混凝土需满足以下要求：喷射混凝土施工前，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后，才能进行喷射混凝土施工。喷射混凝土作业分段分片依次进行，喷射顺序自下而上，素混凝土一次喷射厚度应现场试验确定，并报监理人批准；分层喷射时，后一层应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1小时后再行喷射，应先用风水清洗喷层面；喷射作业应紧跟开挖工作面，混凝土终凝到下一循环放炮时间不应少于3小时。喷射机作业应严格执行喷射机的操作规程，应连续向喷射机供料；保持喷射机工作风压稳定；喷射作业完成或因故中断时，必须将喷射机和输料管内的积料清除干净。喷射混凝土的回弹率：洞室拱部不应大于25%，边墙不应大于15%。冬季施工：喷射作业区的气温不应低于5；混合料进入喷射机的温度不应低于5；普通硅酸盐水泥配制的喷射混凝土在低于设计强度30%时，不得受冻。5.1.3砼浇筑质量保证措施建立健全质量管理体制，现场配专职质检员，进行三班跟班检查监督，严格控制各施工工序，工艺流程，确保过程受控。设专人对施工过程中出现的可能引发质量问题的不合格要素进行统计和分析，从而及时做出相应的预防和纠正措施，并对已形成的不合格品认真做好记录。坚持质量检查实行“三检制”，加强施工人员的质量意识。机械设备须定期检修、保养，保证连续作业。材料及计量器具必须具备合格证和质量鉴定方可使用，特别注意钻灌平台，支承吊架的制作、安装，严把质量关。对原始记录须做到现场认真填写，严禁追、补记录。5.2安全保证措施（1）建立、健全安全