水电站进水口及引水隧洞施工

右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 52 第五章 引水系统工程施工方案 5 1 概况 5 1 1 工程布置特性简述 本工程引水系统位于右江水利枢纽大坝左岸山体 由进水口和引水隧洞组成 进水口布置于库内 采用岸塔式布置型式 最低开挖高程为 EL174 00m 位于 正常蓄水位 EL228 00 以下 56m 进水口一期开挖及支护工程已基本结束 二期尚 有 EL197 50m 以下约 4 万 m3石方明挖及边坡支护工程 进水口建筑物外型结构 尺寸为 86 26 55m 长 宽 高 四条引水隧洞采用一机一洞的单独供水方 式 每条引水隧洞由渐变段 上下平洞段 上下弯段 竖井段组成 引水隧洞相 邻洞轴线间距 20 30m 四条引水隧洞分别长约 251 7m 227 8m 204 2m 180 4m 包括竖井段 下平洞段有中心角为 53 412 的水平转弯段 引水隧洞进口有 13m 的渐变段 其余为圆形断面 典型 开挖断 面直径 8 3m 由于引水系统所在围岩较差 一次支护主要为系统锚杆 管棚 管 式锚杆及网喷砼支护 钢管衬砌段为60cm 厚素砼衬砌 非钢管衬砌段为80cm 厚钢筋砼衬砌 压力引水隧洞多为 类围岩 上平洞以 类围岩为主 竖井及下平洞以 类围岩为主 靠近主厂房段为 类围岩 5 1 2 主要项目及工程量 引水系统主要工程项目有 1 进水口二期开挖 2 进水口边坡支护及 引水隧洞进洞口支护工程 3 进水口砼工程 4 引水隧洞开挖及支护 5 引水隧洞洞身砼工程 6 引水隧洞洞身钢管安装及钢衬砼 7 引水隧洞回填灌浆 固结灌浆 钢衬接触灌浆以及帷幕灌浆 8 引水隧洞施工支洞的设计 施工 含支洞封堵及灌浆 本工程主要工程量如下表 5 1 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 53 主要工程量表 表 5 1 工程部位工程名称单位工程量备注 岩石明挖m340000 管式锚杆根5000 自进式锚杆根1040地面式 L 5 15m 预应力锚索Lim m3100T 1500KN L 25m 30m 35m 喷 砼m3580喷砼厚 10cm 20cm 支 护 焊接钢筋网t30 砼m370350其中二期砼 1450 m3 钢筋制安t3500 进水口 固结灌浆m3790 岩石洞挖m354580其中竖井开挖为 17280m3 砂浆锚杆根3550 管式锚杆根2580 自进式锚杆根5770 管 棚根3350 喷 砼m34670喷砼厚 10 20cm 支 护 焊接钢筋网t110 砼m319210 钢筋制安t601 0 帷幕灌浆m26242 5不包括支洞封堵量 回填灌浆Lim m14340 引水隧道 固结灌浆Lim m14340 5 1 3 引水系统主要施工对策 1 引水隧洞洞群轴线距离为20 3m 洞壁间距为 11 8m 约一倍开挖洞径 相邻洞室开挖时所产生的爆破振动破坏及二次应力重分布对隧洞岩柱稳定带来极大 的影响 针对这一特点 在引水洞群中 采用间隔开挖的方法施工 并在施工中高 度重视围岩变形观测 根据其变形动态观测资料 适时调整施工进度和施工方法 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 54 2 引水隧洞所在地层构造较为复杂 所在岩层岩性主要为硅质岩 含洞穴白 云质泥岩和硅质泥岩夹粉砂质泥岩 上平洞段围岩为 类 以 类为主 类主要分布在 2 引水洞段 竖井与上平洞相同 为 类围岩 地下水位出露 在竖井的中 下部 下平洞位于地下水位线以下 围岩为 类围岩 针对引 水引水隧洞围岩状况差这一特点 在施工中要加强一次支护 采取可靠 安全的施 工方法 对 类围岩主要采取超前预支护 短台阶核心土法开挖 3 引水隧洞进水口有通道至工作面 下平洞段没有施工通道 所以下平洞施 工须设 1 1 1 施工支洞 1 施工支洞主要解决引水系统下平洞施工通道问题 满足引水下平洞 竖井 主厂房下部的开挖及支护 钢管安装和砼衬砌施工的需要 1 1 支洞主要解决引水隧洞支洞封堵的施工需要 4 施工支洞封堵工程量大 并有较高的施工技术要求 而且机组发电顺序与 堵头封堵顺序相反 所以必须合理安排施工程序 确保1 机发电 5 由于引水隧洞施工均在地下进行 场地十分狭窄 加之竖井高差较大 极 易造成施工安全事故 车辆行驶时安全因素也较突出 所以在施工过程中要采取相 关措施 确保施工安全 5 2 施工布置 5 2 1 施工道路及通道 1 进水口施工道路及场地 利用左岸进水口一期开挖及支护工程标施工的原有公路作为进水口主要交通道 路 由进水口 EL177m 高程平台布置砼施工门机安装场地 并作为进水口上平洞段 施工布置的场地 进水口上平洞 竖井正导井施工对外通道 上平洞口 EL177 平台 进水口原有施工道路 2 下平引水隧洞施工通道 利用 1 1 1 施工支洞作为引水隧洞下平洞段施工及竖井段正井开挖 支护 砼衬砌的施工通道 有两条对外通道 a 引水下平洞 1 施工支洞 进厂交通洞 洞口 EL137 平台 6 公路 b 下平洞 4 支洞 洞口 EL137 平台 6 公路 施工道路及通道布置详见图3 1 3 2 所示 5 2 2 施工风 水 电供应 1 施工供风 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 55 进水口及上平段 竖井段的施工供风由布置在EL177m 平台的 1 空压站供风 引水隧洞下平段的施工供风由布置在1 支洞内的 4 空压站集中供风 2 施工供水 就近从本标供水系统主管上接管供水 3 施工供电 就近从本标供电系统的供电线路上搭火供电 5 2 3 施工通风 排水 1 施工通风 洞内通风在 1 1 1 支洞未贯通及连接引水上 下平洞的竖井段导洞未贯通 前 以机械通风为主 贯通后以自然通风为主 机械通风辅助 施工中优先开挖 1 引水隧洞并尽快打通 1 引水正导井以改善上平洞段施工的 通风条件 2 施工排水 在 1 施工支洞与 2 施工支洞交口处 布置 4 集水井 1 施工支洞与 1 引水 洞交口处布置 5 集水井 上平洞段 竖井段施工废水及围岩渗水汇集到5 集水 井 抽至 4 集水井 再一次以由潜水泵抽排至洞口外 引水竖井贯通后 引水系统的施工废水及地下水从工作面以1 支洞抽排至 4 集水井 再抽排至洞外 5 2 4 施工弃碴规划 进水口明挖开挖料及上平洞段 竖井正井开挖碴料通过 工作面 上平洞口 EL177 平台 进水口原有施工道路 R2 公路 8 公路 R1 公路 左岸 1 弃碴 场 竖井扩挖碴料及下平洞开挖碴料路线有四条 a 引水下平洞 1 施工支洞 进厂交通洞 洞口 EL137 平台 6 公路 4 公 路 8 公路 R1 公路 左岸 1 弃碴场 b 下平洞 1 1 支洞 洞口 EL137 平台 6 公路 4 公路 8 公路 R1 公路 左岸 1 弃碴场 c 引水下平洞 1 施工支洞 进厂交通洞 洞口 EL137 平台 6 公路 4 公路 2 公路 R8 公路 EL180 平台 左岸 2 弃碴场 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 56 d 引水下平洞 1 1 施工支洞 进厂交通洞 洞口 EL137 平台 6 公路 4 公路 2 公路 R8 公路 EL180 平台 左岸 2 弃碴场 引水隧洞洞挖料有用料部分运往毛料堆场堆放 5 3 引水系统施工支洞布置及设计 5 3 1 施工支洞布置与设计 1 施工支洞布置设计原则 1 根据施工进度安排 结合引水隧洞的布置 减少施工支洞工程量 节约投 资 2 满足引水隧洞施工并兼顾厂房洞室下部施工的需要 满足开挖出碴 砼浇 筑 钢管运输及安装 支洞封堵施工等的需要 3 断面尺寸 纵坡等必须与施工机械设备的外型尺寸 工作范围相适应 4 施工支洞布置应尽量避开不良地质段 尤其是支洞分岔口部位 2 施工支洞规划布置及设计 基于上述原则 结合引水系统的特点 布置1 1 1 两条施工支洞 1 施工支洞洞线布置 从进厂交通洞0 170 7 桩号往下游开 1 支洞洞口 进口底板高程为 EL128 71m 按 7 74 的坡度降坡 在 1 施工支洞 0 129 46 桩 号开 2 支洞洞口 此处高程为 EL118 69m 在 1 支洞 0 220 桩号与 1 引水隧洞 相交 交点处 1 引水隧洞桩号为 0 157 814 高程为 EL111 30m 在 1 支洞 0 292 6 桩号与 4 引水下平洞相交 交点处 4 引水隧洞桩号为 0 99 508 高程 为 EL111 15m 并与 1 1 施工支洞相连 1 1 施工支洞洞线布置 从通风散烟洞0 030 桩号新开洞口 进洞口底板高 程为 EL137 0m 按 11 93 坡降下坡 在 0 221 64 桩号与 4 引水下平洞及 1 支 洞相贯交 断面型式的确定 1 施工支洞隧洞断面设计呈城门洞型 尺寸为 8 6 5m 1 1 支洞主要辅助承担引水下平洞 厂房下部辅助开挖及通风散烟 支 洞封堵施工等工作 初拟断面尺寸为4 5 5 5m 1 1 1 施工支洞支护设计 根据施工支洞所处围岩类别及岔口决定支护类型 主要支护参数为 类围岩顶拱喷 C20 厚 5 cm 的砼 锚杆 L 4m 22mm 类围岩顶拱喷 C20 厚 7 cm 的砼 随机锚杆 锚杆 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 57 L 4m 22mm 类围岩喷 C20 的砼 厚 7cm 10cm 局部挂网 顶拱布置系统 锚杆 锚杆 L 4 0m 22mm 间排距 2 2m 边墙设置随机锚杆 锚杆 L 4m 22mm 类围岩及岔口段挂网喷 C20 的砼 厚 10cm 布置系统锚杆 L 5 0m 25mm 间排距 2 2m 局部布置超前小导管预注浆 施工支洞布置见图 3 2 支洞开挖及支护典型断面型式详见下图5 1 引 水隧洞施工支洞特性及主要工程量详见表5 2 1 1 1 施工支洞封堵主要工程量 表 5 2 项目名称单位1 支洞1 1 支洞备注 开挖尺寸m8 6 54 5 5 5 断面面积m247 221 支洞长度m292 6221 64 平均坡降i 7 74 i 11 93 石方洞挖m3128484654 喷 C20 砼m3324185 根864472 22 L 4m 锚杆 根570 25 L 5m 封堵 C20 砼 m32267210 固结灌浆m2400 回填灌浆m2540 挂钢筋网t1 4 22 3 施工支洞砼堵头设计 1 设计原则 堵头属于永久建筑物 设计标准 按正常水位设计 按校核水位校核 堵头应安全可靠 稳定性 防渗性好 堵头的长度与物理力学指标有密切关系 要充分了解围岩的地质情况 正确 选用计算参数 优先选用具有膨胀性 抗渗性好的封堵材料 通过灌浆改善周边围岩的抗渗 性及砼中的薄弱环节 增加缝面的砼和围岩的接触 堵住可能的渗水通道 2 1 1 1 施工支洞堵头设计 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 58 引水下平洞洞间支洞封堵 堵头横断面为 8m 6 5m 城门洞型 有三个堵头 每个堵头长约12m 按实 心段封堵 堵头现浇 C20 砼 1 引水隧洞左侧 4 引水隧洞右侧支洞封堵 本工程大坝正常蓄水位 EL228m 引水支洞封堵高程 EL115m 水位高差为 113m 按水工支洞封堵设计要求 1 引水隧洞左侧 4 引水隧洞右侧支洞封堵长 度初定为 15m 1 引水隧洞左侧堵头横断面为8 6 5m 城门洞型 堵长 15m 其中实心段封 堵长 9m 空心段留 3 2 的灌浆廊道 空心段长 6m 堵头现浇 C20 砼 4 引水隧洞左侧堵头横断面为6 6m 城门洞型 堵长 15m 其中实心段封堵 长 9m 空心段留 2 2 的灌浆廊道 空心段长 6m 堵头现浇 C20 砼 施工支洞封堵示意见图 5 2 3 施工支洞堵头灌浆设计 固结灌浆 灌浆孔的布置 对需封堵的支洞段围岩做周边固结灌浆 环距3m 同环固 结孔呈辐射状布置 均深入岩石5 0m 固结灌浆压力为 0 5Mpa 回填灌浆设计 施工支洞堵头砼局部脱空区需进行回填灌浆 回填灌浆采取预埋管法 接触灌浆设计 支洞堵头砼收缩后 边墙及顶拱产生的收缩缝应进行接触灌浆 接触灌浆采取 预埋管法 管头引至引水洞内或堵头外端部 待条件具备时再行灌浆 接缝灌浆 支洞封堵分块浇筑砼 两浇筑块之间的分缝面需进行接缝灌浆使之形成整体 接缝灌浆采取预埋管路系统 灌浆管头引至引水洞内或堵头灌浆廊道中 待具备条 件时灌浆 施工支洞砼堵头设计仅为初拟方案 工程实施过程中根据实际地质情况进行详 细的结构设计并报请监理工程师审批后实施 5 3 2 引水系统施工支洞施工 1 施工支洞开挖与支护工程施工 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 59 施工支洞开挖按洞口开挖 洞身开挖及支护等程序进行 1 施工支洞进洞口施工 对洞口段 10m 范围 采用短进尺 多循环 弱爆破 先挖上半洞中央部位 周边预留 1 5m 厚保护层 采用密钻孔 装少量炸药爆除 上半洞挖完后 采用锚杆及喷砼及时支护后 再挖下半洞 对洞口段 10m 范围 每循环开挖进尺按 0 8m 1 0m 进行 2 施工支洞洞身段施工 进洞 10m 以后 根据各种不同围岩类别采取不同的开挖方法及支护型式 1 支洞开挖采用 353E 型三臂钻造孔 1 1 支洞开挖采用手风钻造孔 出渣采用 966F 侧卸装载机配 15t 自卸汽车 1 1 支洞由于断面较小 按 50 100m 打一个 回车装碴带 解决出碴问题 不同的围岩采用不同的开挖支护方法 对 围 岩采取超前预支护 短台阶核心土法开挖 进尺控制在2m 以下 对 围岩 采取全断面开挖 一次爆破成型的施工方法 每个循环掘进有效深度按3m 进行 支洞开挖爆破典型参数设计详见图5 3 5 4 施工程序安排 5 4 1 施工程序安排原则 根据本工程的特点及工期要求 针对该工程施工的特殊性 结合我联营体类似 工程施工的实际经验 施工程序按以下原则考虑 1 进水口明挖自上而下分台阶梯段爆破开挖 梯段爆破采用微差挤压控制技 术 控制爆破单响药量和爆破振动 设计开挖边线采用预裂爆破或光面爆破 控制 开挖规格 边坡支护及时跟进 保证边坡的稳定性 2 进水口隧洞开挖施工前 采取有效防护措施 确保工程施工的安全 3 从进厂交通洞开 1 施工支洞 进入引水下平洞 采取 间隔施工 先开挖 1 3 引水平洞 形成四个工作面 待其支护稳定或砼浇筑后 再进行2 4 引水隧洞施工 4 上平洞完成进口段开挖 为竖井正导井施工创造条件 下平洞尽快开挖至 竖井底部 为竖井正导井扩挖施工创造条件 5 各条引水上平洞开挖完后 从竖井上弯段往洞口浇筑砼 与竖井开挖平行 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 60 作业 下平洞在竖井开挖支护结束后 从竖井下弯段往支洞口浇筑砼 竖井在其开 挖结束后 从上往上用滑模浇筑 6 由于引水隧洞埋置深度较深 且施工支洞洞线较长 通风散烟及排水较为 困难 这是本工程施工的难点 施工中先开挖通1 4 施工支洞 以改善洞内施 工通风条件 促进施工的顺利进行 5 4 2 施工程序安排说明 根据引水隧洞系统工程的特点 施工条件及工期要求 施工程序安排如下 1 2002 年 6 月引水隧洞进口二期开挖及支护工程开始施工 2002 年 9 月 开始开挖上平洞洞口 上平洞在其开挖完后 随即进行砼衬砌施工 2 根据施工需要 布置引水下平洞1 1 1 施工支洞 初步计划 2002 年 11 月开始开挖引水下平洞 2003 年 4 月开始提供钢管安装工作面 下平洞砼施工 在竖井开挖完后进行 从下弯段 厂房边钢管段往支洞口浇筑 3 工程开工后 尽快进行施工支洞洞身段施工 及时做好隧洞施工风 水 电管线等临时设施布置 并做好洞口的支护锁口 以便为引水隧洞洞身开挖创造条 件 4 整个压力引水隧洞系统按先1 3 隧洞开挖 2 4 滞后的顺序进行施 工 2 4 引水洞的开挖应在相邻 1 3 引水隧洞开挖支护稳定或衬砌后 再进 行开挖支护施工 5 引水隧洞单洞典型施工程序为 进水口二期开挖及支护 施工支洞开挖 引水洞上 下平段开挖 引水竖井段导井开挖 引水洞竖井段扩挖 上下弯段 和斜 竖 井段砼衬砌及钢管安装 上 下水平段砼衬砌及钢管安装 6 进水口的砼从 2003 年 4 月开始砼浇筑施工 2004 年 4 月 30 日提供金结 安装工作面 5 4 3 施工程序框图 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 61 引水系统工程施工程序框图 进点施工准备 进水口二期 开挖支护 1 1 1 施工 支洞开挖 开挖支护 上平洞段开 挖及支护 下平洞段开 挖及支护 进厂交通洞开挖 竖井段开挖 及支护 上平洞段及竖 井段砼衬砌 进水口砼施工 下平洞段 砼衬砌 下平洞钢 管安装 下平洞段钢 衬砼施工 施工支洞封堵 引水隧洞灌浆施工 引水系统土建施工结束 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 62 5 5 进水口施工方法及措施 5 5 1 进水口开挖及支护 1 开挖布置 进水口开挖及支护 可延用我联营体在进水口一期开挖及支护工程的布置 进 行施工 2 进水口开挖程序 根据本工程施工总布置 总进度计划的要求及进水口施工条件和特殊性 将开 挖区自上而下分层开挖 进水口开挖程序 进水口一期开挖的EL197 马道平台 进入到二期开挖工作 面 自上而下分层爆落开挖 利用进水口EL177 作出碴平台 3 主要施工方法及工序 1 施工准备 先由测量工测量确定进水口二期设计开挖边线 做好施工前的人员 设备到位 并做好排水设施 2 石方开挖 自上而下分台阶进行梯段开挖 台阶高度 6m 左右 底部留 2m 保护层 共 分 4 层 梯段爆破用潜孔钻造孔 采用微差挤压爆破技术进行爆破 控制单响药量 以减少开挖爆破对边坡围岩的影响 边坡可预裂的采用预裂爆破 不宜预裂的采取 留 2m 的边坡保护层采取光面爆破或人工风镐开挖 底部保护层开挖采用手风钻浅 孔小药量爆破开挖 进水口边坡开挖分层见图 5 4 爆破参数见图 5 5 3 出碴运输 3m3装载机装碴 15t 自卸车运输至指定碴场堆放 4 边坡支护 边坡支护形式为地面管式注浆锚杆 地面自进式锚杆及地面预应力锚索 锚杆规格 25 42 L 5 0 15 0m 喷砼支护喷厚 10 20cm 在洞脸边坡 布置预应力锚索 锚索为 150t 级 锚索孔深为长度 L 25m 30m 35m 三种 总 长度为 3100m 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 63 地面管式锚杆施工 管式锚杆施工的工艺流程为 锚杆孔定位 钻孔 洗孔 安插管式锚杆 注浆 拉拨试验 随机抽样检查 锚杆孔位由测量工配合值班技术员按设计要求布孔 根据招标文件的要求 管 式锚杆孔比锚杆直径大 29mm 因而锚杆孔采用轻型潜孔钻造孔 人工安插锚杆 注浆机注浆 地面自进式锚杆 A 施工工艺流程如下 B 自进锚杆的安装 自进锚杆对准设计的锚孔位置 然后钻进 钻进至设计深度后 用风冲孔 检 查钻头上的孔是否畅通 然后将锚杆从钻机连接套上卸下 锚杆按设计要求外露 用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm 左右 安装垫板及螺母但不 上紧 然后准备注浆 C 锚杆的注浆 a 检查泵及其零件是否齐备和正常 水泥和砂的粒径 比例 湿度等是否符合 设计要求 b 用水或空气检查锚孔是否畅通 调节水流量计使砂浆水灰比至设计值为止 从泵出口出来的砂浆 必须要均匀 不能有断续不均现象 c 迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好 开动泵注浆 整个过程应连续 灌注 不停顿 必须一次完成 观察浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值 即可停泵 若注浆过程中 出现堵管现象 应及时清理锚杆 注浆软管和泵 此时 若泵的压力表显示有压 应反转电机1 2 秒卸压 方可卸下各接头 电机反转时 间必须短暂 d 在灰浆达到初始设计强度后 方可上紧垫板及螺母 e 在浆液终凝之前 不得敲击 碰撞或施加任何其它荷载 喷砼施工 施工准备钻孔 洗孔安装垫板及螺母注浆 浆液制备 上紧螺母 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 64 采用水泥裹砂湿喷法 根据情况及设计要求划分施喷段 每一施喷段分 3 4 次施喷至设计厚度 施喷作业由人工在钢管脚手架上自上而下进行 工艺流程为 岩面处理 清洗 岩面验收 第一 二次施喷 第三 四次施 喷 喷水雾养护 质检验收 喷射设备采用 TK961 砼喷射机 现场搅拌机按设计配比配料 拌料 加速凝 剂 为减少回弹 现场施工中作生产性喷射试验 优化喷砼配比 调整喷射参数 在受喷面上用钢筋设立厚度标志 以控制施喷厚度 预应力锚索施工 A 预应力锚索基本施工工艺流程如下 B 锚索材料 钢绞线应满足引用标准 GB5224 最小极限拉伸强度不小于1725MPa 锚索 灌浆液应是 M30 纯水泥浆 C 造孔 预应力锚索钻孔的位置 方向 孔径及孔深应符合施工图纸要求 按孔位 孔 向架设 DZ100B 型钻机 开孔时尽量精确 开孔偏差不得大于10cm 孔斜偏差 不得大于 2 保证孔位达到设计和规范要求 孔深严格按要求控制 其有效孔深 的超深不得大于 20cm 钻孔时记录每一钻孔的尺寸 回水颜色 钻进速度和岩芯记录等数据 为取得良好和可靠的锚索灌浆效果 如果钻孔穿过张开裂隙和渗漏裂隙 对该 钻孔作灌浆后再重新钻孔 施工 准备 钢绞线下料 定位 防锈处理编束组装质检 穿锚索 钻孔 冲 洗 检查记录浇筑锚墩砼 排气灌浆管检查 内锚段 制浆 灌浆 内锚段 外露索体保护 安装锚具张拉锁定 记录 制浆 封孔回填灌浆记录 检查排气 灌浆管 自由段 质检外锚头防腐 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 65 钻孔完毕时 连续不断地用压力水和空气彻底冲洗钻孔 直到回水变清 钻孔 冲洗干净后才准安装锚束 在安装锚索前 应将钻孔孔口堵塞保护 D 预应力锚索的制作与安装 应按施工图纸所示的尺寸下料 下料前应检查钢丝钢铰线的表面 没有损伤的 钢丝或钢铰线才能使用 钢铰线不得有任何型式的接头 沿锚束的轴线方向每隔 1 2m 设置隔离架或内芯管 锚固段每隔2m 设置隔离板一块 锚索制作在营地加工厂加工 锚束的钢丝或绞线应按一定规律编排并绑扎成束 不得使用镀锌铁丝作捆绑材料 钢丝或钢铰线两端与锚头嵌固端应牢固联结 两嵌固端之间的每根钢丝或钢绞 线长度应一致 锚束捆扎完毕 应采取保护措施防止钢丝或钢绞线锈蚀 运输过程中应防止锚 束发生弯曲 扭转和损伤 E 锚固段灌浆 钻孔工作结束后 用压力风水冲洗 将孔道内的钻孔岩屑和泥沙冲洗干净 锚 固段灌浆工作开始前 通过灌浆管送入压缩空气 将钻孔孔道的积水排干 锚固段采用水泥砂浆和纯水泥进行灌浆 浆液的配比经试验确定 锚固段灌浆 长度应符合施工图纸要求 阻塞器位置应准确 在有压浆时 不得产生滑移和串浆 现象 浆液可自上而下一次施灌 进浆必须连续 采用硬质塑料管作为排气管和灌浆管 内锚段尾端必要时设止浆环 内锚段排 气管伸至孔底 注浆管伸过止浆环 自由段排气管伸至内锚段尾端 注入锚固段的浆液应进行精确计算 确保浆液能充满锚固段 F 锚索的张拉 锚索张拉的设备和仪器均应进行标定 标定不合格的张拉仪器和设备不得使用 标定间隔期不得超过 6 个月 锚固段的锚固浆液 承压垫砼 砼柱状锚头等的承载强度未达到施工图纸的规 定时 不得进行张拉 张拉力应逐级增大 其最大值为锚束设计荷载的1 05 1 1 倍 稳压 10 20min 后锁定 锁定后 48h 内 若锚束应力下降到设计值以下时进行补偿张拉 H 封孔回填灌浆和锚头保护 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 66 封孔回填灌浆在补偿张拉工作结束后28 天进行 封孔回填灌浆前应由监理工 程师检查确认锚束应力已达到稳定的设计值 封孔回填灌浆材料与锚固段灌浆的材 料相同 封孔回填灌浆采用锚束中的灌浆管从锚具系统中的灌浆孔施灌 灌浆管应伸至 锚固端顶面 灌浆必须自下而上连续进行 压力不小于0 8MPa 为保证所有空隙都被浆液回填密实 在浆液初凝前必须进行不小于2 次补灌 当浆液凝固到不自孔中回流出来之前 应保持不小于0 4Mpa 的压力进行并浆 灌浆完成后 锚具外的钢绞线束除留存15cm 外 其于部分应切除 外锚具 或钢绞束端头 应按施工图纸要求用砼封闭保护 砼保护的厚度不小于10cm G 锚索报告及质量验收试验和抽样检查 预应力锚束施工中 按施工图纸和监理人指示随机抽样进行验收试验 抽样数 量不小于三束 将包括各项质量检查记录 试验成果以及预应力锚束验收试验记录 和抽样检查记录在内的验收资料提交监理人审查后作为预应力锚索工程的完工验收 资料 5 5 2 进口砼浇筑 1 进水口砼施工分层 分块 进水口砼施工按结构设计永久缝及有关图纸要求设置的施工缝分块 按 水工砼规范 SDJ207 82 确定砼浇筑分层高度 进水塔基础砼分层不超过 1 5m 其它部位砼浇筑分层高度根据结构体型及一次浇筑方量初定为3m 进水塔砼施工分层示意见图5 6 2 砼拌制及运输 入仓 1 进水塔砼 由拌合楼按配合比拌制砼 砼水平运输采用 6m3卧罐运输车 少量为砼搅 拌运输车 经左岸 4 公路 8 公路 公路 进水口 EL177 平台 垂直运输 由布 置在进水口 EL176 平台的 MQ900 型门机完成 MQ900 型门机负责起吊模板 钢筋 及承担进水塔砼浇筑的垂直运输任务 进水口施工机械平面布置示意见图5 7 2 交通桥砼 由拌合楼按配合比拌制砼 砼水平运输采用 6m3砼搅拌运输车经左岸 4 公 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 67 路 8 公路 EL234 平台 砼垂直运输采用从 EL234 平台往下搭设脚手架 人工 手推车配负压溜槽运输砼入仓浇筑 3 砼施工方法 由于进水口结构体型较为复杂 在施工中将根据不同体型的部位 采取不同的 施工方法及模板 在满足施工质量的前提下 使施工更为方便 快捷 砼施工方法见表 5 3 进水口砼施工方法表 表 5 3 部位 分层 厚度 模板型式施工工艺 底板 1 5m 组合小钢模 支 架 拉筋固定 欠挖处理 基础锚杆施工 测量放线 钢 筋绑扎 立模 止水埋件安装 仓位验收 砼浇筑 拆模养护 交通桥砼 3m 同上 坡面验收 测量放线 立模 钢筋绑扎 仓位验收 砼浇筑 拆模养护 闸墩 3m 多卡模板 锚栓 固定 基础或施工缝面处理 测量放线 钢筋 绑扎 立模 止水埋件安装 仓位验收 砼浇筑 拆模养护 拦污栅墩 3m 定型组合模板 支架 拉筋固定 同上 闸门 二期砼 4m 定型模板 支架 拉筋固定 施工缝处理 预埋件安置 立模 仓位 验收 砼浇筑 拆模养护 喇叭口胸 墙砼 3m 定型组合模板 钢管脚手架固定 施工准备 测量放线 立模 钢筋绑扎 仓位验收 砼浇筑 拆模养护 4 交通桥预应力预制砼 进水口预制砼有 370m3 其中预应力预制砼 60m3 预制砼单件最大起吊重量 为 30t 单件最大长度为 23m 结合工程特点 对小块预制砼采取在砼预制厂预制 大件预制砼则在现场就近预制 预制砼 T 型交通桥梁 采用架桥机单独进占的方法施工 T 型梁安装完后 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 68 再施工桥面砼及其它设施 5 6 引水隧洞施工方法及措施 5 6 1 引水隧洞开挖及支护 引水隧洞共有四条 在平面上其施工顺序为先1 3 后 2 4 的顺序间隔 开挖施工 在单条引水隧洞中 有两个工作面单独作业 进口工作面完成上平洞及 竖井正导井开挖 下平施工支洞工作面完成下平洞及竖井扩挖出碴 引水隧洞开挖施工程序见图5 8 5 9 其开挖支护施工工艺见图5 10 所示 1 上平洞进洞口开挖支护施工 上平洞洞口所在岩层主要为泥岩 地质情况极差 且成洞轴线与岩层走向基本 平行 成洞较为困难 是本标的施工难点之一 根据我联营体在泥岩施工的成功经验 将采取超前小导管预注浆 短台阶核心 土法开挖 网喷钢筋格栅梁一次支护的方法开挖 上平洞进洞口开挖支护方法示意见图5 11 2 上下平洞开挖施工 1 上下平洞开挖方法 根据本工程的特点 四条引水隧洞上平洞段 因洞线不长且岩层较差 采用手 风钻开挖 下平洞用三臂凿岩台车钻孔开挖 3m3装载机装碴 15t 自卸车运输 的方式出碴 成洞后根据地质情况及设计要求进行锚杆支护 平洞段开挖一般工艺流程为 测量放线 钻孔 装药爆破 通风散烟 洒水 除尘 安全处理 出碴 支护 转入下一循环作业 不同围岩典型开挖支护施工方案见表5 4 2 主要工序施工要点 测量放线 由测量工利用测量控制导线按照设计图纸测放掌子面规格线 钻爆作业 由三臂凿岩台车 手风钻台车按钻爆图钻孔 人工装药 各钻臂 定人 定位分区作业 推行岗位责任制 严格管理 对于钻孔 尤其是周边孔 按 照 平 直 齐 的操作要领进行 确保达到设计要求的钻孔参数 为减少超欠挖 提高爆效创造先决条件 较好的岩层开挖钻孔采用 3m 浅孔 短进尺多循环施工 开挖爆破采用非电毫 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 69 秒微差爆破 周边光面爆破 爆破设计按本工程振动控制指标优先控制单响装药 量 并以此指标进行爆破设计参数设计 不良地质段及较差的岩层 采取超前预支 护短进尺台阶法施工 初拟平洞段 围岩开挖程序及钻爆设计见图5 12 围岩开挖支护方 法见图 5 13 5 14 爆破参数在实际施工中 通过生产爆破试验予以优化 调整 以达到良好爆破效果 引水隧洞开挖施工方案表 表表 5 4 施 工 方 案 项 目 工 程 部 位 超前支护开 挖一次支护施工监测 备 注 洞身 类围岩 超前小 导管预 注浆 上部 先顶后边墙 留 核心土 强支护跟进 短 进尺 以风镐开挖为主 每个循环开挖进尺控制在 1m 以下 下部 在上部开挖支 护稳定成型进行 用手风 钻开挖 强支护 开挖后立即施 作锚杆 钢拱 架 挂网喷砼 等强支护 必 要时施工二次 衬砌 加密进行监 控量测 及 时反馈信息 以指导施工 主要洞段 为引水 上平洞 洞身 围岩 超前 锚杆 上部 顶部超前 扩挖 跟进 短进尺 小药量 弱爆破开挖 每个循环开 挖进尺控制在 2m 以下 下部 一次成型 用 手风钻或台车开挖 强支 护 开挖后立即施 作锚杆 格栅 拱架 挂网喷 砼等强支护 同上 主要洞段 为引水 上平洞 及下平洞 洞身 类围岩 视情况作 超前锚杆 导洞超前 2 3 排炮 扩挖一次成型跟进 每个 循环开挖进尺 3m 局部顶拱危岩 及时支护 其 余跟进支护 按设计要求 及时进行 下平洞 2 引水洞 引 水 洞 开 挖 竖井 类围岩 视情况作 超前小导 管预注浆 及超前锚 杆 正导井开挖 加强喷锚 支护 每个循环开挖进尺 1m 左右 正井扩挖 短进尺 小 药量 弱爆破开挖 强支 护跟进 开挖后立即施 作锚杆 挂网 喷砼等强支护 按设计要求 及时进行 通风散烟 除尘 上平洞洞段较短 前期自然散烟为主 辅以风机通风 下平洞由通风机进行通 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 70 风 排出爆破后产生的烟尘 废气送至洞外 并辅以迎头面喷水雾降尘等综合治理 措施 出碴 由 3m3装载机配 15t 自卸车出碴至指定位置堆放 安全处理 清底 出碴结束 0 7m3反铲进入工作面 处理迎头面安全 并清除掌子面下部残 碴 为下一循环的开挖创造条件 3 喷锚支护 引水隧洞的初期支护形式为砂浆锚杆 地下管式注浆锚杆 地下自进式锚杆 管棚 钢支撑 格栅钢架及网喷砼支护 锚杆规格 22 42 L 3 5 5 5m 喷砼厚 10 20cm 1 砂浆锚杆施工 A 原材料 锚杆使用的钢筋应满足 GB1499 级钢筋的要求 水泥选用 525R 型新鲜普通硅酸盐水泥 砂应通过2 5mm 的方孔筛 锚杆注 浆的水泥砂浆配合比为水泥 砂 1 1 1 2 重量比 水泥 水 1 0 38 1 0 45 砂浆 28 天龄期的抗压强度不低于 30Mpa B 工艺流程 采用手风钻或潜孔钻钻孔 锚杆注浆机注浆 人工安装锚杆 其工艺流程见如 下框图 锚杆施工工艺流程框图如下 C 工艺方法 孔位放样 锚杆孔位由测量工配合值班技术员按设计图纸布孔 或根据场监 浆液制备 施工准备钻孔清孔孔内注浆安插锚杆孔口封堵 锚杆加工 运输 拉拔试验 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 71 理工程师的指示布孔 孔位偏差应小于10cm 钻孔 吹洗孔 锚杆孔采用手风钻造孔 造孔深度应满足设计要求 造孔完 毕后 采用高压风吹孔 安插锚杆 注浆 锚杆在钢筋加工厂加工 运至施工现场 人工安插锚杆 砂浆由现场拌制 UP4 8 型锚杆注浆机注浆 注浆完毕后 在浆液凝固前不得敲击 碰撞或施加任何其它荷载 拉拔试验 当锚杆砂浆达到设计强度后 会同监理工程师对锚杆进行拉拔试 验 D 质量检验 锚杆材质检验 每批锚杆材料均应附有生产厂的质量证明书 且三证齐全 并按施工图纸规定的材质标准以及监理工程师指示的抽检数量检验锚杆性能 注浆密实度试验 选取与现场锚杆直径和长度一致 孔径和倾斜度相同的锚 杆和塑料管 或钢管 采用与现场所用的材料和配比拌制砂浆 并按现场施工工 艺进行注浆 养护 7 天后剖管检查其密实度 并将试验计划报送监理审批 按监理工程师指示的抽验范围和数量 对锚杆孔的钻孔规格 孔径 深度和 倾斜度 进行抽查并作好记录 拉拔试验 对锚杆按作业分区每300 根中抽查三根进行拉拔力试验 并作 好现场记录 2 管式锚杆及自进式锚杆 地下管式锚杆及地下自进式锚杆施工程序及方法见第5 5 1 节所述 2 超前小导管施工 引水隧洞在 类围岩施工 采用短台阶核心土法施工 主要措施就是用超 前小导管预注浆 超前小导管采用凿岩台车或手风钻钻孔 人工在平台车上安装小 导管或钢插管 注浆机灌注水泥 砂 浆 注浆压力初步选为0 2 Mpa 并根据 现场试验确定值施工 施工工艺流程见如下框图所示 小导管预注浆施工工艺流程 框图 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 72 4 洞内网喷砼施工 A 施工工序程序 喷射时采取早强砼 分层施喷 若有挂网则按 喷 网 喷 的程序进行 结合锚杆施工 对开挖成型坡面及时进行网喷封闭 喷砼施工工艺流程如下 B 施工工序措施 1 喷砼施工 喷砼前清除松动岩块 用高压风冲洗干净 埋设钢筋条作量测 喷厚标志 喷嘴与岩面距离约0 7m 喷射方向大致垂直于岩面第一次喷厚 3 5cm 挂网再分 2 3 次喷至设计厚度 后一层在前一层砼终凝后进行 喷砼面 洒水保持湿润养护 喷砼施工结束后 按设计和规范要求打排水孔 2 焊接钢筋网施工 钢筋网在场外按2 4m2一块进行编焊 运至工作面后 人工铺挂 利用锚杆头点焊固定 中间用膨胀螺栓加密固定 使钢筋网紧贴壁面 网块之间用铅丝扎牢 3 网喷施工 钢筋网的网眼大小为 150 300 mm 由满足引用标准 GB 701 的直径为 4 8mm 的光面钢筋 钢丝 焊接而成 岩面处理验收合格设置喷砼厚度标志 搅拌 运输 喷机喷射砼 加速凝剂 拌制喷砼 准 备 备 养护 现场取样试验 机口取样试验 小导管加工工 工 施工准备钻孔清孔安插导管孔内注浆孔口封堵 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 73 钢筋网沿开挖面铺设 与岩面距离3 5cm 为避免喷射混凝土过程中钢筋 网松动位移 以 0 5 0 5m 左右的间距将钢筋网固定在岩面上 钢筋网的相邻部分的搭接长度为不应小于20cm 或一倍的网孔间距 钢筋网的喷射混凝土保护层不小于50mm 3 质量检验 喷砼施工的位置 面积 厚度等均应符合施工图纸的规定 喷砼必须采用符 合有关标准和技术规程规范所要求的砂 石 水泥 认真做好喷砼的配合比设计 通过试验确定合理的设计参数 并征得监理单位的同意 喷砼施工前 必须对所喷部位进行冲洗 预埋规定长度的标志钢筋以量测厚 度 在喷砼结束后 进行喷砼厚度检验后割除露出表面的钢筋 喷射施工时 喷嘴应按螺旋形轨迹一圈压半圈的方式沿横向移动 层层喷射 确保厚度 使砼均匀密实 表面平整 喷射砼初凝后 立即洒水养护 时间不小于 7d 喷射砼与岩石间的粘结力以及喷层之间的粘结力 应按监理工程师的指示钻 取直径 10mm 的芯样作抗拉试验 试验成果报送监理工程师 5 6 2 竖井开挖及支护 引水隧洞竖井直线段高度近34m 上 下弯段半径 13m 实际开挖高度近 42m 1 竖井开挖程序及通道 竖井开挖程序为 正导井 D 1 8m 开挖 导井贯通 竖井扩挖 竖井开挖主要采用正导井开挖为主开挖 后扩大开挖的施工方法 正导井采用 吊篮法进行开挖 力争及早贯通导井 改善通风条件 竖井的扩挖自上而下进行 正向扩挖2 3 排炮后 先对井口进行加强锚杆 支护做好井口钢结构平台及安全围栏 另外 在竖井底部平洞开挖时 利用台车将 其下弯段 10 12m 高度一次挖完 并将其底部扩挖6m 宽作为存碴空间 竖井开挖方法示意见图 5 15 2 主要开挖方法及措施 正导井开挖 正导井采用 D 1 8m 圆井 开挖采用手风钻钻孔 非电毫秒微差爆破 一次钻 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 74 孔深度 1 3m 预进尺 1 0m 钻爆设计见图 5 16 出碴在井下进行 采用卷扬机 提升至井口 运出洞外 再动到碴场 正井扩挖及支护 工艺流程 扩挖准备 测量放线 钻孔 装药 撤退爆破 通风散烟 除尘 岩面安全处理 喷锚施工 扒碴清面 开挖作业采用手风钻钻孔 钻孔作业严格按照设计钻爆图施工 对于周边孔更 要予以高度重视 确保钻孔质量 钻孔深度2 5m 预进尺 2 0m 钻完孔后高压 风吹孔 人工装药 非电毫秒微差爆破 周边光爆 爆破后自然通风散烟 井口 喷水雾降尘 人工撬除松动岩石 扒除爆破积碴 导井溜碴至井下 分时段集中出 碴 出碴方式同下平洞 钻爆设计详见图5 16 锚杆支护采用手风钻钻孔 注浆机注浆 人工安插锚杆 喷砼采用 TK961 砼喷射机湿喷工艺施工 场外拌制喷砼料 搅拌车运至工作面 后 分层施喷 扩挖施工中 设备材料在井内运输频繁 为此在井口设一简易提升系统担负垂 直运输 并从上平洞制作一钢爬梯至工作面作为人员上下通道 5 6 3 引水隧洞砼浇筑 1 砼施工分块浇筑顺序 上平洞利用进水口通道 作为砼施工运输道路 下平洞从1 施工支洞作为施 工通道 进入下平洞砼工作面 先进行1 2 两引水隧洞的砼浇筑 再进行 3 4 两砼施工 引水进口段 进洞后先浇筑锁口砼 上平洞开挖成型后从上弯段 往洞口方向浇筑 竖井开挖结束后 从下弯段往支洞口方向浇筑下平洞上段 竖井 段先浇下弯段再从下往上用滑模浇筑竖井砼 钢衬段随钢管安装一段浇筑一段 从 厂房边往支洞交叉口浇筑 最后浇筑钢管衬砌段前段和进行支洞封堵 引水隧洞砼浇筑程序见图 5 17 2 砼施工分块 分部 上下平洞钢筋砼衬砌段及上下弯段砼衬砌在长度方向按8 12m 分块 上下 平洞钢筋砼衬砌段按横向先浇底拱砼 再浇边顶拱砼 上下弯段全断面衬砌 钢管 素砼衬砌段按 8 10m 分块 全断面衬砌 竖井段采用竖井滑模施工 3 砼拌制及运输 入仓 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 75 砼由拌和楼拌制 6m3搅拌车运输至施工现场 根据各工作面情况 采取泵 送 负压溜管等入仓方式 4 施工方法 砼施工方法见表 5 5 引水隧洞砼施工模板示意见图5 18 竖井砼施工方法示意见图5 19 引水隧洞砼施工方法表 表 5 5 部位模板型式施工程序砼运输及入仓 进口渐变段 底拱砼采用弧型翻转模 板 边顶拱采用定型组 合模板立模 工具脚手 架支撑 固定轻型钢拱 架 木模 全段先浇筑底拱 后浇筑边顶拱 6m3搅拌车运输 泵送入 仓 上下平洞 钢筋砼衬砌段 同上 分块先浇筑底拱 后浇筑边顶拱 6m3搅拌车运输 泵送入 仓 下平洞钢管 素砼衬砌段 钢管内加内撑 分块全断面一次浇 筑 同上 上弯段同渐变段 分块全断面一次浇 筑 6m3搅拌车运输 砼输送 泵辅助配 MYBOX 缓降器的 负压溜管 短溜槽入仓 下弯段同上 分块全断面一次浇 筑 同上 竖井段滑模全断面一次浇筑同上 5 6 4 施工支洞堵头施工 1 封堵砼施工 堵头砼施工程序 根据发电顺序的安排 1 施工支洞堵头从 1 引水洞开始封堵 由里向外进行 砼封堵施工 最后封堵 4 引水洞 堵头砼浇筑施工方法 在砼施工前 需将洞内所有渣料清除 对堵头段原喷砼表面的污物 浮渣用高 压水枪冲洗干净 以保持堵头砼与周围能接触良好 保证其抗滑稳定的安全 须进 行预埋的冷却水管 灌浆管 止水 浆 片等预埋件及构造要求而布设的钢筋网应 提前准备就绪 视浇筑及预埋位置进行实施 右江百色水利枢纽水电站工程 BS 第 卷 技术文件 广西百色滇桂水电工程联营体 76 堵头端部及廊道边墙采用人工安装组合小钢模 拉筋固定 廊道顶拱采用常规 木拱架 木模板 设计要求埋入砼的止浆片 灌浆管 冷却水管 观测仪器等应通 过检查 确认 合格后方可开盘浇筑 砼采用 6m3搅拌车自拌和系统运至工作面 泵送砼入仓 2 支洞灌浆施工 堵头灌浆施工程序 堵头灌浆施工程序见下框图 堵头灌浆施工程序框图 回填灌浆 回填灌浆分区进行 每个混凝土堵头浇筑段为一个回填灌浆区 回填灌浆在衬 砌混凝土达到 70 设计强度后进行 施工支洞封堵混凝土顶拱回填灌浆拟采取预埋双套灌浆管路系统 采用 40mm 硬塑料管做为预埋进 回浆主管 回填灌浆预埋管路系统由进 回浆主管 出浆管 嘴 等组成 出浆管伸入岩石孔内0 1m 进 回浆主管管头引至堵头砼 端部 利用后一段砼浇筑间隔时间进行灌浆 回填灌浆采用填压式灌浆法 先对一套管路进行灌浆 另一套灌浆管路兼做排 水 排气管路 当兼做排水 排气的管路