进水口边坡明挖及支护工程施工(槽挖).doc

四川硕曲河去学水电站进水口开挖及支护优化方案四川硕曲河去学水电站工程引水隧洞土建及金属结构安装工程合同编号：CDT-DQHC-QX-C201301进水口边坡开挖、支护优化方案批 准： 审 查： 编 制： 中国葛洲坝集团股份有限公司去学水电站输水发电工程施工项目部2014年10月1.概况21.1工程概况31.2编制依据31.3 主要工程量32、 施工布置32.1施工供风系统布置32.2 施工给排水系统布置42.3 施工供电系统布置42.4出渣运输线路53、 明挖总体施工程序53.1 石方明挖施工方法53.2 石方明挖施工工艺说明74、 爆破设计原则74.1 爆破设计原则74.2 梯段爆破设计74.3 缓冲爆破设计94.4 预裂爆破设计104.5 大块石解炮114.6 浅孔爆破设计114.7 保护层一次开挖设计124.8 地质缺陷部位开挖135、 支护施工135.1 锚杆施工135.2柔性防护网支护165.3 边坡排架的搭设和材料的选用205.4 预应力锚索施工216、 质量和安全控制技术措施256.1 开挖施工质量保证措施256.2 安全及文明施工保证措施267、 施工进度计划268、 资源投入278.1、人力资源投入278.2、机械设备投入27进水口边坡明挖及支护优化方案1.概况1.1工程概况进水口是输水发电工程重要的输水建筑物，它包括：竖井工程开挖，竖井平洞石方洞挖，边坡明挖等，土石方开挖施工工程；支护工程包括：C20混凝土喷混支护，砂浆锚杆支护，6.5钢筋网支护，主、被动防护网，锚索等；进水口边坡明挖地质条件差（主要是含有浅层风化岩）地势陡峭，EL：2341以上大型设备不能进入工作面施工，上部表层植被、覆盖层、设备、材料主要靠人工清除、搬运，施工难度较大。1.2编制依据去学水电站引水隧洞土建及金属结构安装工程招投标文件进口开挖支护图（蓝图）左岸进水口边坡开挖及支护施工方案专题会（QXZT-JY-2014-009)1.3 主要工程量本工程主要工程量见表1-2。项目编号项目名称及内容计量单位工程量1石方明挖m327202支护工程3喷混凝土 810cmm310804挂网钢筋t85砂浆锚杆22，L=3m根14906砂浆锚杆25，L=6m（带垫板）根207砂浆锚杆25，L=5.5m根9108砂浆锚杆25，L=6m根909砂浆锚杆32，L=9m（带垫板）根5010锚索 L=20m 1600kNkNm96000011边坡柔性防护网(主动型)m2100012边坡柔性防护网(被动型，750kJ)m212002、 施工布置进水口边坡开挖及支护施工所需的供风系统、供水系统、供电系统、通风系统及其它临建设施等根据现场施工的实际情况和地理环境因素，结合该边坡明挖的特点，对现有临建设施和设备重新进行了系统的规划和布置。2.1施工供风系统布置（1）根据进水口的地理环境和施工特点，供风系统由1#施工支洞洞口平台处空压机房6台20m3有机座固定式空压机，通过1504mm钢管输送至2#交通洞出口（K0+163.63），再由2#交通洞供风管路（100高压橡皮管）至边坡明挖工作面。（2）如洞口段空压机供应不上边坡开挖需要，备用4台4m移动空压机供风，以满足边坡明挖供风施工。2.2 施工给排水系统布置为满足2#交通洞施工用水，在1#施工支洞口左上侧的约2350.00m高程利用自然来水布置1座小型水池（0#蓄水池）。源水经DN100钢管自然输送至1#施工支洞进口平台1#蓄水池内，1#蓄水池容量300 m。从1#蓄水池引DN100钢管作供水主管至交通支洞进口，再经左岸交通支洞送至2#交通出口，进水口土石方开挖施工用水主要为机械用水等。从工地供水主管接50橡胶管供水。边坡开挖的排水采用自流方式，在坡顶、坡脚和临时施工道路内侧开挖截排水沟，将水排至施工区域以外的地方。2.3 施工供电系统布置发包人已在1号施工支洞口配置10kV、容量1000kVA的施工电源接口向本标提供施工供电。我部拟采用1000KVA变压器在1#施工支洞口，240mm2铝芯线向洞内供电。 (1)供电系统布置本工程供电系统布置见表2-4-1。表2-3-1 1#施工支洞及交通支洞供电系统布置表编号布置地点变压器型号数量(台)用 途1#变电站1#施工支洞进口SP-M-1000/10GY1负责向1#施工支洞进口通风、1#空压站、2#制浆站、砼施工、1#泵站、交通支洞、2#交通洞、照明等供电。备用发电站移动 GF1001用于抽排水、拌合站备用。 现场供用电严格按业主相关规定及国家规范要求，实行三级配电、两级保护和一机一闸一漏系统。即设置总配电箱、分配电箱、开关箱，并在分配电箱和开关箱安装漏电保护装置。每台用电设备设置专用开关箱，箱内刀闸(开关)及漏电保护器只控制一台设备，不同时控制两台或两台以上的设备。 (2)施工照明在底板至洞身2.2米（往隧洞大桩号方向靠右侧侧）处布设施工电力线，线路均采用120mm2铝芯线，分色进行架设。在潮湿、易触及带电体场所的照明供电电压为36V，其他照明供电电压为220V。适当位置布置应急灯，作为应急照明。照明配电箱选用XXM型带漏电保护功能的产品。2.4出渣运输线路 2#交通洞 左岸交通洞 1 #施工支洞 5#公路 1#公路 1#渣场3、 明挖总体施工程序进口明挖开挖施工时，按自上而下的原则进行，应多方面考虑，EL：23412366,22912313.5段，采用中间先抽槽，再开挖两侧（详见图3.1-1）。开挖钱，对各层均先进行边坡清理、对边坡开挖范围内，以及开挖边坡上部和临近两侧存在的不安全因素，必须采取相应的处理措施，山坡上所有危石及不稳定岩体均应撬挖排除，如少量岩块撬挖确有困难，可用浅孔微量炸药爆破。坡顶截水沟系统应在边坡开挖之前完成。修建施工道路植被清理原始地形复测测量放线截、排水沟施工分层土方开挖土方及边坡开挖边坡支护石方地形复测石方开挖边坡预裂测量放样局部欠挖处理土方边坡人工修整验 收图3.2-1 土石方明挖施工程序图土石方开挖施工程序，见图3-1。3.1 石方明挖施工方法进水口洞脸边坡走向与岩层走向近直交，位于一高达300m以上，坡度约70的悬崖峭壁中下部。边坡陡峭，大型设备无法进入，拟在出洞左侧方向设置施工用栈道至EL：2370处，以便施工；采用手钻或潜孔钻造孔，人工翻渣，再用反铲配自卸汽车出渣。EL：2341以下边坡采用自上而下分层开挖梯段高度915m，预裂爆破造孔采用潜孔钻机，边角处采用手风钻造孔。出渣挖装采用1.6m反铲，15t自卸车运输，EL：2341以下也可至上而下抛渣。3.1.1 开挖分层布置根据边坡地形地质条件和岩体开挖深度，将进水口边坡岩体分六层进行钻爆开挖，具体分层布置情况见表3-1、图3.1-1。表3.1-1 进水口边坡岩石分层开挖布置层次起点高程(m)终点高程(m)梯段高度(m)备注第一层2366235313分3区开挖第二层2353234112分3区开挖第三层2341232615第四层23262313.512.5第五层2313.5230013.5第六层230022919分3区开挖每层开挖时,均先对边坡表面进行清理，采取安全措施后再进行石方开挖。3.1.2 开挖道路布置（1） 从2#交通洞开挖完成后，继续开挖至山体外，在EL：2341处搭设栈道至EL:2370平台。（后附图）3.1.3 石方开挖方法(1)石方开挖采取从上至下分层钻爆开挖。(2)为保证施工用栈道有效利用跟保护，栈道从2#交通洞开挖出洞左侧搭设栈桥，在上升至EL：2370处，开挖时，根据岩层厚度，对EL：2341以上开挖层厚小于5m部位采用YT-28手风钻造孔，大于5m的采用QZJ70潜孔钻造孔，对EL：2341以下开挖根据开挖部位岩体厚度，对开挖层厚度大于5m部位采用QZJ70潜孔钻造孔，孔径70mm，建基面采取预留保护层的方法开挖。(3)为确保开挖边坡的平整度和超欠挖符合设计要求，采用预裂爆破形成开挖边坡，预裂爆破采用QZJ70潜孔钻造孔，孔径70mm，孔距80m。(4)建基面预留保护层厚度根据爆破试验确定，对于主爆孔孔径70mm，根据工程类比法选取保护层厚度2.0m，预留保护层采取建基面水平爆破并辅以小孔径浅孔梯段一次钻爆开挖。3.1.4石方开挖排水施工措施(1)边坡开挖前，根据要求在开挖轮廓线外坡顶结合永久排水系统设置截(排)水沟，防止雨水直接冲刷开挖边坡。(2)土石方分层开挖部位上的表面均形成0.20.3%的坡度，以便自然排水。(3)随着边坡的形成，在每层马道和坡脚挖排水沟，并将边坡上渗水引流到排水沟及施工区外。遇到边坡上较大地下渗流时，按监理人指示采取有效的疏导和保护措施。(4)修建并及时维护排水设施，坡顶设截水沟，坡脚设排水沟及集水井，配备充足排水设备，保持工地良好的排水状态，确保边坡不受雨水、地下渗水冲刷破坏，建(构)筑物基础干地开挖施工。3.2 石方明挖施工工艺说明3.2.1 石方明挖方案选择根据合同文件和施工现场实际情况，确定本工程永久边坡爆破采用预裂爆破或光面爆破，接近建基面时采用水平光爆进行保护层一次性开挖。见图5.5-1边坡开挖爆破设计图。为及时有效的清理石渣，EL：23412366,22912313.5段，采用中间先抽槽，再开挖两侧（详见图3.1-1）。爆破施工全部以乳化炸药为主，2#岩石硝铵炸药为辅；毫秒微差非电网络，塑料导爆管起爆。必要时采用孔外、孔内分段控制最大一段起爆药量，以满足临近建(构)筑物对爆破振动的要求。4、 爆破设计原则4.1 爆破设计原则根据爆破设计手册，松动爆破单耗取0.30.5kg/m3，考虑到此山体岩性为角砾质玄武岩，取单耗为0.4kg/m3。另外业主相关要求，石方明挖爆破料粒径40kN，用高强度16的钢丝绳做支撑绳，16的抗拉强度1770MPa，破断拉力T150kN。3)双层网锚杆长度23m，抗拔力不小于50kN。5.2.8 柔性防护网施工方法5.2.8.1 被动防护网施工(1)施工工艺流程柔性被动防护网施工工艺流程见图5.2.8-1。柔性被动防护网标准安装图见5.2.8-2。柔性主动防护网安装示意图5.2.8-3。施工准备基础砼浇筑钢结构安装挂网2 围堰底板垫层混凝土施工程序图钢结构制作防护网片加固基础处理图5.2.8-1 柔性防护网施工工艺流程框图(1)基座安装砼基础开挖和清理建基面：采用人工手风钻开挖，人工出渣，并施打锚杆。基座的基础顶面应平整，一般不应高出地面10cm，以使下支撑绳尽可能紧贴地面；基座安装时必须使其挂座朝向坡下。当坡角45时，基座面宜保持水平；当坡角45时，基座面宜向斜坡外倾斜15；当基座处地层为坚固基岩时，可充分利用基岩面，钢柱基座面不受前述条件限制，但基座面法向与系统立面的夹角不应大于30。(2)钢柱与拉锚绳安装钢结构在现场拼装，相互之间连接牢固可靠，安装时8t汽车吊辅助进行。通过与基座间的连接和上拉锚绳来实现钢柱的固定安装。通过拉锚绳调整钢柱方位满足设计要求，误差不得大于5。拉锚绳绳端用不少于4个绳卡固定。上拉锚绳上的减压环宜距钢柱顶0.5m1m。(3)支撑绳安装除支撑绳端穿入挂座并用不少于4个绳卡固定外，其余同一位置处的两根支撑绳应采用一根穿入挂座内、一根用两个绳卡固定悬挂于挂座外侧的交错布置方式，且同一根支撑绳在两相邻位置处亦应内外交错穿行。上支撑绳一端应向下绕至基座的挂座上用绳卡固定。减压环宜位于离钢柱约0.5m处，同一侧为双减压环时，两减压环间应相距0.3m0.5m。支撑绳固定前应张拉紧，系统安装完毕后上支撑绳的铅直垂度不应超过柱间距的3%。并结绳卡的紧固程度严禁完全紧固。(4)钢丝绳网铺挂与缝合钢丝绳网只能与支撑绳或临近网边缘缝合联结，严禁与钢柱和基座等构件直接联结。在两个并接绳卡之间或并接绳卡与无减压环一侧钢柱之间，缝合绳应将网与两根支撑绳缝合缠绕在一起；在并接绳卡与同侧钢柱之间，缝合绳应将网仅与不带减压环的一根支撑绳缝合缠绕在一起。缝合绳两端应重叠1.0m后各用两个绳卡与钢丝绳网固定。(5)铁丝格栅铺挂格栅应铺挂在钢丝绳网的内侧即靠山坡侧，叠盖钢丝绳网上缘并折到网的外侧10cm以上。格栅底部宜沿斜坡向上敷设0.5m以上，并宜用土钉或石块将格栅底部压住。每张格栅间重叠宽度不得小于5cm。5.2.8.2 主动防护网(1)钢绳锚杆施工钢绳锚杆的施工见5.2.3。(2)支撑绳安装支撑绳下料前，应准确测量每根支撑绳两端锚杆间的顺坡距离，该距离包括沿程凹坑和凸起体的影响。支撑绳下料时其长度应在测得每根长度的基础上两端各增加1m。支撑绳的安装应符合下列规定：1)从一端锚杆开始，支撑绳穿过各锚杆的外露鸡心环套。2)用与钢丝绳直径相适应的绳卡固定一端，绳卡间距510cm，固定后绳端留长度不小于20cm的自由尾绳，绳卡数量根据支撑绳长度参照主动防护网标准图(图号11)要求选定。3)支撑绳一端固定后，用拉紧力不小于10kN的紧绳器或葫芦张紧，当支撑绳较长，因支撑绳与锚杆、地面间的摩擦力过大而不能一次张紧时，可逐段张紧，最后将尾端用绳卡固定。(3)铺挂格栅网格栅网必须位于系统底层紧贴坡面，支撑绳应在其上方。格栅网块间搭接宽度不小于5cm。网块间用直径不小于1.2的铁线扎结，扎结点间距不大于1m。(4)钢丝绳网的缝合安装钢绳网铺挂前应准确测量每个挂网单元尺寸。根据测得的各挂网单元尺寸按每张网一根缝合绳的原则确定缝合绳长度，据此下料。在各挂网单元内顺序铺挂钢丝绳网，同时用缝合绳将钢丝绳网与支撑绳或相邻网块边沿进行缝合连接，缝合绳两端头宜叠置不小于0.5m的长度，两绳端各用两个绳卡与钢绳网固定连接。当单根缝合绳长度误差较大时，则多余绳端可延伸到相邻挂网单元，而不足长度也由下一相邻挂网的缝合绳来补充。5.2.8.3 施工安全措施在高排架上施工，排架应有设计图纸，要求按图纸搭设，施工时排架临空面架设防护围栏。高空作业，施工人员须系安全带，戴安全帽，确保施工安全。爆破后，及时清理边坡危石，以防滚石伤人。5.3 边坡排架的搭设和材料的选用（1）排架搭设方法排架采用双排钢管扣件式排架体系：立杆横距1.5m、立杆纵距1.2m、横杆步距1.8m；地面设横向、纵向扫地杆；贴坡面设置扫地杆，扫地杆均离地面（坡面）30cm；排架外侧面均按照规范要求设置剪刀撑；排架局部根据坡面具体情况及搭设情况设立斜支撑；根据规范要求设立三步四跨连墙件。水平拉条采用6.5钢筋，布置间距竖向间距 5.4 m，水平间距4.8 m，并与坡面锚筋焊接，拉条俯角为3045。坡面设置横向贴坡水平杆、纵向水平杆。钻机操作平台附近设置人行通道，人行通道两侧设置扶手栏杆和安全网，栏杆高度为1.2m；通道由竹跳板或木板铺成，通道板与架管用铁丝进行绑扎。排架外侧利用安全网进行全封闭。（2）排架材料选用标准边坡排架的搭设采用外径48mm，壁厚3.5mm的钢管，其材质应符合（GB/T700）中Q235-A级钢的技术规定，钢管上有孔洞的杆件严禁使用。扣件式钢管排架采用锻铸铁制作的扣件，其材质必须符合现行国家标准钢管脚手架扣件（GB15831）的规定，在扭力矩达65N.M时，不得破坏。所有的扣件应有出厂合格证明方可使用。发现有脆裂、变形、滑丝等现象应禁止使用。材料部门定货采购的钢管、扣件、螺丝等零配件，必须规格统一、材质优良，并应附有出厂质量证明书，严禁采购等外次品。边坡支护方法见附图5.3-1。5.4 预应力锚索施工5.4.1 施工范围及工程量工程预应力锚索张拉吨位分为1600KN，锚索长度为20m，均为有粘结型，总工程量为11束。5.4.2 施工主材及主要设备(1)施工主材全长粘结预应力锚索使用的钢绞线应遵守GB5224-2003和GB5223-2003的有关规定及施工图纸的要求。材料均有出厂合格证书和标牌，经监理人检查合格后方可使用。每批预应力钢绞线均有材质成份的质量证明书，按监理人的指示按GB5224-2003的规定，对预应力钢绞线抽样进行力学性能试验，并将试验成果报送监理人。钢绞线外包装完整，表面无油渍、锈蚀、毛刺、损伤等，伸直性能良好、无散头，涂层钢绞线的PE护套无损伤。外观检查合格后入库，并作详细记录。运输和贮存：钢绞线在运输中防止磨损。在运输中防止磨损和免受雨淋、湿气或腐蚀性介质的侵蚀。预应力锚索灌浆使用的水、水泥、砂和外加剂均符合有关规定。锚索灌浆用水泥采用大厂新鲜普通硅酸盐早强型水泥，强度等级不低于42.5。(2)施工设备锚索钻机：采用YG-70型锚固钻机。测斜仪：采用ZDX-3B型电子多点测斜仪。设备使用前，进行精度校准。空压机：锚索钻孔供风主要采用4台20m空压机。锚索注浆设备制浆采用ZJ-400高速搅拌机和JJS-2B配浆搅拌机，注浆采用3SNS灌浆泵。张拉设备锚索为1600KN级，采用YCQ250Q-200B穿心式千斤顶张拉，配用ZB4-500高压油泵。采用YDC240Q单根张拉千斤顶用于钢绞线预紧。5.4.3 预应力锚索施工工艺流程有粘结预应力锚索施工工艺流程见图7.4-1。施工准备钢绞线检查下料钻机就位固定钢绞线运输钻孔锚索制作孔道验收附件加工锚索安装锚墩混凝土浇筑锚固段灌浆张拉锚固封孔回填灌浆补偿张拉锚头保护图7-4-1 锚索工艺流程图浆材制作混凝土拌制 7.4.4 施工方法(1)施工准备 材料、设备准备：预应力锚索施工主材按照规范要求进行抽样检查，并提供材质证明，抽样合格的钢绞线方能用于预应力锚索施工；张拉设备成套进行标定，并按标定配套进行使用；锚夹具及张拉设备的规格、锚固性能、强度、精度及材质硬度匹配均符合设计要求及国家现行标准规定，夹具及张拉设备具备出厂合格证。 风、水、电从总布置系统引用，根据专业需要设置供、配系统满足施工要求。 测量放线：根据设计图纸用测量仪测量出施工部位并作好标记。(2)钻孔采用YG-70型锚固钻机造孔。 施工平台：预应力锚索钻孔施工拟在承重排架上进行。 钻机定位：钻机定位准确与否是钻孔质量控制的先决条件。孔位及钻孔方位用测量仪器测定、控制，钻孔倾角用地质罗盘测定，钻孔时孔斜采用测斜仪测控。机位调整好后，再将钻机固定牢靠。 开钻：开钻前首先复测钻机定位各参数，包括孔向、孔位、孔斜、孔径、孔深，核对无误后开始供风开钻。开孔钻进力求低转速、低压推进；进尺约50cm时，再次校核孔向及施工平台，如有变动，及时调整加固。钻孔时孔斜采用测斜仪测控，最终钻孔孔位偏差不大于20cm，钻孔入口倾斜度及方位角偏差不大于1.0，孔斜误差不大于孔深的3%，有特殊要求时其孔斜偏差不大于1；有效孔深不欠深，超深不大于20cm；钻孔达到设计深度时，孔内残留物不超过10cm。 钻孔：认真记录每一钻孔的尺寸、钻进速度、回风、返碴情况等数据，及时填写记录表和判定情况，特别做好锚固段始末两处的岩性情况。若在锚固段发现软弱岩层、出水、落钻等异常情况，及时通知监理工程师，并采取有效措施进行处理，以确保锚固段位于稳定基岩中。若孔深达到设计深度后，而锚固段仍处于破碎带或软弱岩层中时，则延长孔深，继续钻进，直至达到监理工程师认可的深度； 在锚孔钻进过程中，及时调整钻具支点并采用扶正器以修正其误差；每次换接钻杆前均缓慢倒杆，往返吹洗孔道，以便充分吹排粉渣，避免卡钻及重复破碎。若钻进时出现不回风、不返碴、塌孔、卡钻现象或因地质条件复杂节理裂隙发育，渗水量较大及岩石破碎等情况，按设计要求及规范SL46-94的规定进行孔道固结灌浆处理。锚孔围岩固结灌浆结束后，待凝12天即开始进行固结灌浆孔扫孔，当气温高或掺入外加剂时，待凝时间可适当减少。具体待凝扫孔时间，通过试验确定。扫孔过程中遇到问题及时记录并查明原因加以处理。扫孔结束后，采用高压风清理孔道，力求避免用水洗孔。钻孔完毕后，连续不断的用高压风清理钻孔，经检查合格后，用塑料编织袋封堵待用。(3)锚索制作运输及安装 断料：钢绞线应按施工图纸所示的尺寸或实际钻孔深度下料，下料前应检查钢绞线的表面，有损伤的钢绞线不得使用。 沿锚索的轴线方向每隔12m设置对中隔离支架或内芯管。锚固段不大于1m。 锚索的钢丝或钢绞线应按规律编排并绑扎成束，不得使用镀锌铁丝作捆绑材料。 钢丝或钢绞线与内、外锚头嵌固端范围内，每根钢丝或钢绞线长度应一致。 锚索捆扎完毕后，应采取保护措施防止钢绞线锈蚀，运输过程中应防止锚索发生弯曲、扭转和损伤。对组装好的锚索进行编号，并妥善放置。 对钻孔进行通孔检查，孔中的塌孔、掉块应进行清理干净，不得欠深。 安装前应对锚索体进行详细检查，检查止浆环和限浆环位置是否准确，排气管位置是否准确和畅通；核对毛束编号与钻孔号，并对损坏的配件进行修复和更换。防止在推送锚索过程中损坏锚索配件，不得使锚索转动，在将锚索体推送至预定深度后，检查排气管和注浆管是否畅通，否则应拔出锚索体，排除故障后重新安放。锚索入孔主要以人工为主。锚索验收合格后，采用人工扛抬配合3t手动葫芦，徐徐穿入锚孔内，锚索不得扭转。因无粘结锚索外套波纹管，拟锚索转弯半径不小于4m。穿索结束后，及时将锚索外露部份包裹起来，以防污损。(6)锚墩浇筑锚墩均为钢筋混凝土结构，一般采用二级配混凝土，钢筋为12mm，混凝土标号符合设计要求。其配比由试验室经配比试验确定。锚墩采用立模现浇，其立模、浇筑作业拟在承重排架上进行。现浇锚墩模板采用钢管或拉筋进行加固，拉筋交叉布置并与锚墩插筋焊接牢固，以免整体变形而引起孔口钢管方向不正，影响锚固效果。在混凝土浇筑前先将岩面冲洗干净，然后安装孔口导向钢管，并将锚垫板及网片钢筋与之进行焊接