主变室出线竖井开挖支护施工措施.doc

主变室出线井开挖支护施工措施 主变室出线井开挖支护施工措施1 概述 1.1编制依据按照设计图纸及相应的规范标准进行施工方案编制，具体如下：1、水电水利工程爆破施工技术规范（DL/T 5135-2001）2、水工建筑物地下开挖工程施工技术规范（DL/T 5099-1999）3、水电水利工程施工安全防护设施技术规范（DL 51622002）4、设计蓝图主变室出线井开挖支护图（1/22/2）ND62-KM0346-0944-46-2-11121.2工程概况主变室1#、2#出线井底部位于主变室下游边墙主变纵0+115.00桩号和主变纵0+183.00桩号，底部高程（与主变室交接部位）为EL640.01，其顶部高程为EL821.50，出线井高为181.49m。出线井除井底渐变段外均为圆形断面，断面直径为8.5m；井底渐变段（EL645.00 EL640.01）高度为4.99m，断面由8.5m圆形渐变到方圆形。主要工程量见表1。主变室1#、2#出线井系统参数见表2、3。表1 主变室1#、2#出线井主要工程量名称长度（m）井挖量（m3）喷砼(m3)钢筋网（kg）系统锚杆规格根数1#出线井181.4910318572.932800.1425，L=4.5m81928，L=6.0m6212#出线井181.4910318585.893945.7225，L=4.5m74128，L=6.0m798备注：支护类型的分段长度可根据现场地质揭露情况由现场工程师进行调整，工程量以实际发生量为准。表2 主变室1#出线井支护参数表名称高程（m）长度（m）支护参数1#出线井EL821.50 EL816.505.00锚杆281.5m1.5m L=6m，外露0.5m，梅花型交错布置；挂网6.50.2m0.2m，喷C20砼厚0.15m。EL816.50EL800.0016.50锚杆252m2m L=4.5m，与锚杆282m2m L=6m梅花型交错布置，外露0.5m；喷C20砼厚0.15m。EL800.00 EL790.0010.00锚杆281.5m1.5m L=6m，外露0.5m，梅花型交错布置；挂网6.50.2m0.2m，喷C20砼厚0.15m。EL790.00 EL775.0015.00锚杆252m2m L=4.5m，与锚杆282m2m L=6m梅花型交错布置，外露0.5m；喷C20砼厚0.15m。EL775.00 EL665.00110.0锚杆252m2m L=4.5m，外露0.5m，梅花型交错布置；喷C20砼厚0.1m。EL665.00EL640.0124.99锚杆281.5m1.5m L=6m，外露0.5m，梅花型交错布置；挂网6.50.2m0.2m，喷C20砼厚0.15m。表3 主变室2#出线井支护参数表名称高程（m）长度（m）支护参数2#出线井EL821.50 EL785.0036.50锚杆281.5m1.5m L=6m，外露0.5m，梅花型交错布置；挂网6.50.2m0.2m，喷C20砼厚0.15m。EL785.00 EL760.0025.00锚杆252m2m L=4.5m，与锚杆282m2m L=6m梅花型交错布置，外露0.5m；喷C20砼厚0.15m。EL760.00 EL745.0015.00锚杆281.5m1.5m L=6m，外露0.5m，梅花型交错布置；挂网6.50.2m0.2m，喷C20砼厚0.15m。EL745.00 EL645.00100.00锚杆252m2m L=4.5m，外露0.5m，梅花型交错布置；喷C20砼厚0.1m。EL645.00 EL640.014.99锚杆281.5m1.5m L=6m，外露0.5m，梅花型交错布置；挂网6.50.2m0.2m，喷C20砼厚0.15m。1.3工程地质条件出线竖井部位上部地层为三叠系中统忙怀组（T2m1）砂岩、泥质粉砂、角砾岩，中厚层状，单轴抗压强度20MPa60MPa，属中等坚硬岩石；下部为印支期晚期华力西期花岗岩，大致以750m770m高程为界，高程由1#出线井向2#出线井增加。岩体风化程度轻微，以微风化新鲜为主，部分地段呈弱风化下部。竖井部位岩体较完整，岩体多为次块状、块状结构，少量镶嵌碎裂和碎裂结构。出线竖井部位发育的节理以NNW向、NNE向两组陡倾角为主，沉积岩中尚有层节理分布，其他节理不发育。竖井部位地下水位低，上部和中部位于地下水位以上，底部位于地下水位之下，水层厚度10m50m。1.3施工重点、难点1、出线井高181.49m，施工安全、安全防护是重点、难点；2、起吊设施的操作安全是重点；3、与上、下相关工作面协调，特别是协调好与主变室开挖支护的干扰是重点；4、施工扒渣量大，施工难度大。2 施工布置2.1施工通道布置出渣：出线井井底主变室层15#-3施工支洞15#-2施工支洞15#施工支洞火烧寨沟存渣场；出线井井底主变室层、层3#-2施工支洞3#施工支洞勘界河存渣场。材料运输：左岸上坝公路溢洪道索桥EL821.5平台工作面。2.2风水电布置施工供电：从17#变配电站接出，以供施工及照明用电；施工供水：采用4钢管从布置在EL850平台上3#供水水池接引至施工工作面附近，然后利用橡胶水管接至各工作面，以供施工用水；施工供风：供风由6#压风站固定供风，采用4钢管从压风站引至工作面；根据需要在风管上设置闸阀接口，以供喷砼、造孔等用风；施工通讯：上、下联系采用电铃和对讲机，对外使用移动电话。2.3井口平台及卷扬系统布置在井口布置一套卷扬系统作为竖井一、二次扩挖施工的运输工具。一次扩挖卷扬系统主要由10t慢速卷扬机、简易井架、定滑轮、d=32.5mm钢丝绳和小吊笼组成；二次扩挖卷扬系统主要由10t慢速卷扬机、龙门架、栈桥、定滑轮、d=32.5mm钢丝绳和吊笼组成。卷扬系统设计详见单独设计。2.4施工排水布置在主变室内设置集水坑，采用潜水泵集中抽排至洞外。2.5开挖渣料的利用和堆存规划开挖渣料严格遵照招标文件技术条款的规定，开挖有用料，弃、存渣堆放在指定弃、存渣场，严禁将可利用料和弃渣混杂堆存。3 施工总体程序3.1出线井施工总体程序安排先在1.4m井壁内采用手风钻钻辐射孔，由下至上分层扩挖为2.8m溜渣井，然后进行锁口段二次扩挖和锁口砼施工，锁口砼完成后再进行剩余段的二次扩挖，二次扩挖采用手风钻垂直造孔，由上至下分层进行。主变室层以下竖井槽挖在主变室各层开挖过程中完成开挖。3.2 出线井施工程序框图施工总程序框图一次扩挖锁口段二次扩挖锁口砼施工 二次扩挖、支护施工准备4 开挖支护施工4.1施工方法主变室1#、2#出线井扩挖前做好井口截、排水沟及防雨棚等井口设施。出线竖井扩挖采用“钻爆法”分二次扩挖至设计断面。第一次扩挖时利用井口布置的简易井架起吊系统配吊篮，在1.4m井壁内采用手风钻钻辐射孔，由下至上分层扩挖为2.8m溜渣井，爆破进尺4.06.0m；第二次扩挖采用手风钻垂直造孔，由上至下分层扩挖，周边设计轮廓线光面爆破，循环进尺2.03.0m，开挖一层支护一层，开挖渣料采用人工扒渣至溜渣井内，再靠重力自由落渣至主变室层内和主变室层。竖井锁口段二次扩挖到位后，及时进行井口2m段30cm厚素砼锁口施工及安全防护栏及起吊设施安装。为保证锚杆外露长度，锁口段系统锚杆外露80cm，其它不变。开挖期间，井壁设置永久爬梯，以满足人员和小型工器具上下，永久爬梯距工作面10m，用临时爬梯延伸至工作面，爆破前拆除；第二次扩挖时井口布置门型架，10t卷扬机牵引吊物吊笼，满足开挖、支护材料垂直运输，吊物吊笼设置导向稳绳。开挖渣料在主变室层或主变室层内采用3.4m3装载机装，20t自卸车运至指定渣场。4.2 施工工艺及措施4.2.1开挖施工工艺流程开挖支护施工工艺流程框图通风散烟，喷水除尘安全清撬、支护安全监测施工准备测量放线手风钻开挖装药爆破扒渣出渣、清底转入下一循环环4.2.2开挖措施1、开挖准备井内风、水、电就绪，施工人员、机具准备就位。2、测量放线出现井井口10m以内第二次人工扩挖采用全站仪配合钢尺量距的方法放出开挖设计线，井深10m以下采用吊重锤线和激光投点仪配合全站仪相结合的方法。扩挖完成10m左右，在井口（EL821.50）布设7个控制点，其中4个用于吊重锤线，3个用于激光投点仪投点，用于吊重锤线的4个控制点（A，B，C，D）布设在适当位置，使AC、BD连线的交点O与出线井的设计中心点偏差不超过1cm；用于激光投点仪投点的3个控制点位置除角度与距离不应相差太大外不作严格要求。使用吊重锤线配合钢尺进行施工放样：吊好重锤线，在工作面使用钢尺量距检查锤线之间的相互距离关系正确无误后，定出出线井中心点，使用钢尺量距放出出线井开挖设计线。每开挖完成2030m，使用激光投点仪（名称：天顶天地仪，型号：ZNL，精度：1/30000）从井口控制点投点至工作面（至少3个点），在其中1个投点（控制点）上安置全站仪，检查三个投点（控制点）之间的相互角度和距离关系，检查正确无误后使用全站仪检查重锤吊线的放样精度、检查开挖质量、测量开挖断面。井口控制点的稳定和精度直接影响施工放样的精度，井口控制点一定要稳定，并且要经常对井口控制点进行检查、复测校核。吊重锤线进行施工放样时要特别注意中间是否有障碍物挡偏锤线，重垂线是否铅直，一定要在工作面使用钢尺量距检查锤线之间的相互距离正确无误后才能进行施工放样，严格按规范进行操作，杜绝测量粗差的发生。3、钻孔作业爆破施工由手风钻完成，主爆钻爆参数为：孔径42mm、药径32mm，光爆孔钻爆参数为：孔径42mm、药径25mm、间隔装药，孔距0.5m、最小抵抗线0.65m。当班技术员严格按照测量放线结果和爆破设计初拟的参数进行孔位放样，并在造孔前对造孔孔位、方向进行检查，无误后方能开钻。造孔施工由合格钻工严格按照孔位放样结果执行，各钻工分区、分部位定人定位施钻。钻孔结束后由当班技术员对孔距、孔深、孔向进行检查并签字认可后方能装药。4、装药、联线、起爆炮工必须由取得爆破证书的熟练技工担任，装药量、起爆顺序严格按监理工程师批准的爆破设计进行装药和安装非电雷管。炸药采用乳化炸药，雷管采用非电雷管，火雷管起爆，导爆索传爆。崩落孔采用32cm药卷，连续装药；周边孔采用25mm药卷绑扎在竹片上间隔装药。炮孔堵塞采用砂袋堵塞严实。装药结束后，由值班技术员和专业炮工分区分片检查，联成起爆网络，爆破前将工作面设备、材料撤至安全位置。竖井起爆采用人工在井口外合上电源开关电阻丝点火，通过导火索和火雷管引爆延时非电雷管的方法。光面爆破须达到以下要求：（1）残留炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布；（2）孔眼残痕率：对微风化岩体达到90；对弱风化中、下限岩体不小于80%；（3）相邻两孔间的岩面不平整度，不得大于15cm，孔壁没有明显的爆震裂隙；（4）相邻两排炮之间的台阶不应大于10cm。5、安全处理由专职安全员全过程监控。爆破后，用人工清除井壁上残留的危石及碎块，保证进入人员及设备的安全，岩壁破碎段在进行安全处理后，可初喷混凝土进行封闭，出渣后再次进行安全检查及处理。在施工过程中，经常检查已开挖洞段的围岩稳定情况，清撬可能塌落的松动岩块。6、出渣及清底采用侧卸装载机装、反铲配合20t自卸汽车出渣。支护结束后人工清出工作面积渣，为下一循环钻爆作业做好准备。7、围岩支护每排炮开挖结束后，及时进行系统支护，支护结束后方可进行下一层开挖工作。4.2.3锚杆施工工艺流程先注浆后插锚杆施工工艺流程框图测量放线锚杆制作基面清理造孔清洗注浆安插锚杆检查验收4.2.4锚杆施工工艺措施1、造孔（1）钻头选用要符合要求，钻孔点有明显标志，开孔的位置在任何方向的偏差均应小于100mm。（2）锚杆孔的孔轴方向应满足施工图纸的要求。施工图纸未作规定时，其系统锚杆的孔轴方向应垂直于开挖面；局部随机加固锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向相反，其与滑动面的交角应大于45，钻孔方位偏差不应大于5。锚孔深度必须达到设计要求，孔深偏差值不大于50mm。（3）钻孔结束，对每一钻孔的孔径、孔向、孔深及孔底清洁度进行认真检查记录。（4）钻孔完成后用风、水联合清洗，将孔内松散岩粉粒和积水清除干净；如果不需要立即插入锚杆，孔口应加盖或堵塞予以适当保护，在锚杆安装前应对钻孔进行检查以确定是否需要重新清洗。2、钻孔直径砂浆锚杆的钻孔孔径应大于锚杆直径15mm以上。3、锚杆的安装及注浆采用“先注浆后插锚杆”时：（1）锚杆插送方向要与孔向一致，插送过程中要适当旋转（人工扭送或管钳扭转）；（2）锚杆插送速度要缓、均，有“弹压感”时要作旋转再插送，尽量避免敲击安插。锚杆由钢筋厂加工，钢筋网片现场绑扎。注浆机和砼湿喷机利用卷扬系统运至工作面，M25水泥砂浆和C20砼通过软管输送至工作面注浆机或砼湿喷机。4.2.5喷砼施工工艺流程喷砼与开挖、锚杆施工跟进平行交叉作业，除特殊地质段先喷后锚外，其他部位均按如下工艺流程进行施工，其施工工艺流程为：喷砼一般施工工艺流程框图分层喷射厚度检查复喷处理检查验收岩面清洗仓面验收挂钢筋网片拌合输送4.2.6喷砼施工工艺措施各工序作业首先要认真遵照设计文件和施工规范要求进行。结合以往施工经验，各工序作业要点如下：1、准备工作埋设好喷厚控制标志，作业区有足够的通风照明，喷前要检查所有机械设备和管线，确保施工正常。对渗水面做好处理措施，备好处理材料，联系好仓面取样准备。2、清洗岩面清除井壁的浮石、掌子面的石渣和堆积物后，用高压风水枪冲洗喷面；仓面验收以后，开喷以前对有微渗水岩面要进行风吹干燥。3、钢筋网钢筋网由屈服强度为240MPa的光面钢筋（I级钢筋）加工而成。钢筋网与锚杆联接要牢固，且尽量紧贴岩面。对有凹陷较大部位，可加设膨胀螺杆拉紧钢丝网，再挂铺钢筋网，并与锚杆和附加插筋（或膨胀螺栓）连接牢固，再分2次至4次施喷达到设计厚度。4、喷砼料拌制在井口附近布置砼料拌和场地，人工称量配料，搅拌机拌和后，通过导管风压送到工作面人工施喷。5、喷射要点喷射砼要沿一定方向分区、分块、分薄层均匀施喷，边墙应自下而上施工，避免回弹料覆盖未喷面。喷头距施喷面要合适，喷射推进要有序，尽量减少回弹，刚喷射完的部分要进行喷厚检查（通过埋设点、针探、高精度断面仪检测）不满足厚度要求的，可及时复喷处理。挂网处要喷至无明显网条为止。喷射作业要连续，因故中断则需及时清理机械管道，防止管道堵塞。分层喷射时，后一层应在前一层砼终凝后进行，若终凝1h以后再行喷射，应先用风水冲洗喷层面。喷射作业应紧跟开挖工作面，砼终凝至下一次循环放炮时间不得少于3h。6、养护、检测喷射砼终凝2小时后，应喷水养护，养护时间一般不得少于14天，气温低于5时，不得喷水养护。当喷射砼周围的空气湿度达到或超过85时，经监理工程师同意，可准予自然养护。5 爆破设计5.1 爆破设计原则根据主变室出线井地质条件及岩性、技术规范要求、开挖方法及以往施工经验。爆破设计按“短进尺、控爆破、少扰动、强支护、快封闭、勤测量”的原则进行。5.2 主要钻爆参数选择 爆破施工由手风钻完成，主爆钻爆参数为：孔径42mm、药径32mm，光爆孔钻爆参数为：孔径42mm、药径25mm、间隔装药，孔距0.5m、最小抵抗线0.65m。5.3 爆破器材选用炸药根据岩性选用乳化炸药，起爆均采用非电毫秒雷管。5.4开挖爆破排炮作业循环时间开挖排炮作业循环时间见下表4。表4 主变室出线井开挖排炮作业循环时间表 工序部位时间单位测量放线钻孔装药爆破通风散烟安全处理围岩支护扒渣循环时间一次扩挖h0620.50008.5二次扩挖h1720.5124843.5备 注 一次扩挖排炮进尺4.06.0m； 二次扩挖排炮进尺2.03.0m。6 施工进度计划6.1 施工进度分析1#、2#出线竖井全长181.49m，第一次人工扩挖进度为46m/天，第二次人工扩挖进度为30m/月。6.2 施工进度计划施工进度计划见下表5。表5 施工进度安排表竖井名称及部位长度（m）计划开工时间计划完工时间工期（天）1#出线竖井第一次人工扩挖181.492008年3月1日2008年4月4日35第二次人工扩挖181.492008年4月5日2008年10月5日1802#出线竖井第一次人工扩挖181.492008年1月1日2008年2月29日60第二次人工扩挖181.492008年3月1日2008年8月27日1807 资源配置7.1 施工设备配置施工机械设备配置见下表6。表6 主要施工机械设备表 序号设备名称型号及规格单位数量备注1手风钻YT28台20 2砼喷射机HJ-200台23搅拌机台24压风机台25锚杆注浆机Deguna20TEV台26自卸汽车斯太尔，20t辆57装载机柳工 ZLC50D 台18卷扬机10t台27.2 施工人员施工人员配置见下表7。表7 劳动力配置表工种管理人员技术人员测量工电工修理工钻工炮工喷锚工驾驶员运转工扒渣工合计人数22222245205330938 质量保证措施8.1施工过程严把“四关”一是严把图纸关，技术员认真复核图纸，了解设计意图，严格按图纸和规范要求组织实施，并层层组织技术交底。二是严把测量关，项目部测量队对工程的设计控制数据进行认真复核，施工队测量组根据复核成果进行测量控制。三是严把材料质量及试验关，对每批进入施工现场的钢材、水泥、砂石骨料、外加剂等按规范要求进行质量检验，杜绝不合格的材料及半成品使用到工程中。四是严把过程工序质量关，实行施工过程的自控检查，开展自检、互检、交接检，每道工序完工经“三检”合格后报请监理工程师复检，上道工序不合格不准下道工序施工。8.2 施工过程质量控制措施1、加强技术管理的基础工作，施工每道工序严格执行施工质量“三检制”和“联检制”，在三检合格的情况下由项目质检员将检验合格证交给监理工程师，再对申请验收的部