导流洞进出段明挖分部工程施工方案.doc

广东省乐昌峡水利枢纽导流隧洞应急专项工程导流洞进出口段明挖分部工程施工方案广东水电二局股份有限公司乐昌峡导流隧洞应急专项工程项目经理部2008年7月批 准： 校 核： 编 写： 目 录1.工程概况11.1概况11.2工程地质11.3水文气象22.边坡开挖施工顺序23.施工准备23.1施工测量23.2开挖前危石处理34.土石方开挖施工34.1开挖施工顺序34.2开挖工艺流程44.3开挖施工45.支护施工措施85.1边坡支护施工顺序95.2锚杆施工95.3喷砼施工106.工程质量技术保证措施117.确保安全的技术、文明措施127.1安全技术施工措施127.2安全文明施工措施138.劳动力及设备安排159.施工进度计划15151.工程概况1.1概况乐昌峡水利枢纽工程是以防洪、发电为主，兼顾航运、灌溉等效益的综合利用枢纽工程，正常蓄水位为154.5m，校核洪水位为162.50m，其防洪库容为2.11亿m3，总库容为3.33亿m3，电站装机120MW。工程等别为II等大(2)型，主要建筑物的级别为2级。导流隧洞布置在右岸，洞身全长572m，其中0+0000+020桩号段为渐变段，断面由10m13m的矩形断面渐变为城门洞型断面。起坡点桩号为0+000，进口底部高程94m，出口底部高程92m，纵坡3.62，按有压流设计。1.2工程地质沿线地层为寒武系八村群下亚群bca-3（1）bca-3（4）岩组：bca-3岩组岩性为深灰色、灰绿色变质石英砂岩，局部夹绢云母板岩，呈厚层状，主要分布在桩号0+4600+670m隧洞出口段；bca-3（2）岩组岩性为深灰绿色变质中粗粒石英砂岩，夹长石石英砂岩和薄层绢云母板岩，砂岩呈厚层状，分布在桩号0+2800+460m；bca-3（3）岩组岩性为浅灰色、灰白色和深灰色变质粉细粒石英砂岩夹绢云母板岩，板岩夹层较多，粉细粒石英砂岩呈中厚层和巨厚层状，岩石坚硬致密，分布在桩号0+2200+280m；bca-3（4）岩组岩性为灰、灰绿色变质中粗粒石英砂岩，夹少量青灰色绢云母板岩，砂岩为厚层至巨厚层状，分布在桩号0+0900+280m隧洞进口段；bca-4岩组岩性为上部为青灰色绢云母板岩夹深灰色厚层状变质石英砂岩，下部为浅至深灰色绿色变质石英砂岩夹绢云母板岩，分布在桩号0+0000+090m。岩体风化受岩性和构造控制，石英砂岩抗风化能力强，风化浅；长石英砂岩、粉砂岩、板岩抗风化能力差，风化较深。进口段以厚层状石英砂为主，风化较浅；桩号0+225m附近为向斜轴部且发育有断层，地貌上为冲沟，风化较深。隧洞沿线弱风化带顶面埋深0m45.5m，高程98.8m165.4m，微风化带顶面埋深10.9m98.4m，高程98.10m154.0m，隧洞覆盖层厚度（弱风化带以下）069.5m。隧洞围岩风化分带大致为（以剖面长度计，进水口桩号为0+098m）：98m105m为弱风化，105m528m为微风化带，528m558m为弱风化带；558m670m为强风化带。1.3水文气象乐昌峡水利枢纽工程位于粤北山区，流域处于五岭以南，属中亚热带山地气候，气候湿润，雨量充沛。多年平均气温19.6，最高气温39.4，最低气温-4.6；多年平均湿度80%；地区全年以北风为主，多年平均风速1.30m/s，最大风速17m/s；多年平均降雨量1500mm，降雨年内分配不均匀，汛期49月的降雨量占全年的74%，枯水期103月的降雨量仅占全年的26%。坝址处多年平均流量为137m3/s，汛期已发生最大洪峰流量为8120m3/s，最小流量6.1m3/s。武水属山区性河流，洪枯比大，洪水陡涨陡落，洪水历时一般三天，多年平均含沙量为0.177kg/m3。坝址处不同时段、不同频率的流量成果见下表：分期洪水成果表 单位：m3/s时 段93月102月103月113月112月全 年P16040P25340P5247020902240176610503820P1019501440173013968263220P2014308751240103260726002.边坡开挖施工顺序测量放样临时施工道路开挖截水天沟洞口作业平台布置土石方开挖洞脸喷锚支护启闭机室混凝土浇筑。3.施工准备3.1施工测量测量工作是工程开展的先导，是质量控制的重点项目之一。 绘制放样草图，计算好各个部位放样数据，经技术组复核无误后，再进行放样。3.2开挖前危石处理在整个工程开工前，必须派工程技术人员对洞口以上山体的危石进行全面的检查，必要时对植被下的孤石用铁锹开挖根部检查，重点检查是否有松动、石蛋叠加、根部不实、因经后期爆破受振动波影响的孤石进行特殊的处理。由于山坡陡峭，拟在面对导流洞出口右侧，根据设计图纸，开挖出一条施工道路，导流洞进口从上至下逐级施工。主要利用反铲逐级挖掘，每层下挖3米，跟进锚喷支护。主要处理方法：截水天沟以下的采用人工清除，大块松动的岩石采用人工打眼，爆破清除。截水天沟以上的滚石，经现场仔细勘察，如稳定性较差需采用人工打眼，分块爆破清除。对于部分根部较深但易受爆破影响安全的石蛋，可采用施打锚杆锁定的方式，锚杆深度暂定5m，要根据现场实际情况确认，或采用人工打眼预裂松动爆破清除。4.土石方开挖施工4.1开挖施工顺序高边坡开挖按照自上而下由高到低的施工顺序，（如下图）分梯段逐层进行。在分梯段作业时，按由里向外，先抽槽、后两侧开挖的原则。为了尽量减少石渣落入武江，需在逐层开挖下降的台阶外侧边缘，预留或筑一道0.51m高的拦渣埂。根据设计坡比及地层岩性情况，进口明渠的开挖按每3m一层，分层开挖、分层支护。拟定开挖区共分18层（含保护层）施工。出口段开挖共分5层，第一层6米，以后每层3米。分层开挖、分层支护。4.2开挖工艺流程其开挖工作面施工工艺流程：测量放样砍伐植被覆盖层剥离定位放样临时道路施工边坡预裂爆破台阶爆破台阶松散碴集料、转（挖）运料边坡支护建基面清理与保护。4.3开挖施工.开挖原则所有土石方明挖必须从上而下分层分段进行；一次爆破的区域和深度在爆破前应根据爆破试验及岩层等确定。优化爆破参数，减少大块率，满足挖装原则的要求。.土石方开挖施工方法导流洞进出、口边坡陡峭，场地狭窄，开挖边坡需进行喷锚支护，因此采用分区分层开挖，水平每两排锚杆施工作业高度为一个开挖层，台阶高度约为3m。利用实际地形条件，将开挖工作面划分为四个区，形成流水作业，有利于加快施工进度。.采用全站仪，现场测控网加密。.现场放样采用交样单进行放样交底，计算机校核测量网点。.边坡钻爆前后，均需进行边线检查，合格后方进行下一台阶施工。.场地清理开挖区边线放样后，人工对开挖范围内的无用料、弃料、有害物质等进行全面清理，把废渣堆弃至邻舍坡脚下面与排水洞进口施工道路右侧（具体位置见附图），并按监理工程师指定的方法进行处理。.覆盖层开挖导流洞进口明渠覆盖层包括土方、堆积体和0.7m3风化孤石等，土方开挖9599m3。石方明挖38613m3。覆盖层开挖采用0.8m3反铲开挖，0.81.0m3反铲削坡，人工配合修整边坡。所有覆盖层开挖料均为弃料，全部运至弃渣场。按照测量放样开口线自上而下分层开挖，层高34m。同一层面开挖施工按照“先土方开挖，后石方开挖，再边坡支护”的顺序进行，使开挖面同步下降。开挖土料翻落至下部截渣平台，对崩积层中的块石，则采用手风钻浅孔小炮清除。采用反铲装料，15t自卸汽车运输到渣场。土方边坡开挖接近设计坡面时，按设计边坡预留0.20.3m厚度的削坡余量，再人工整修，至设计要求的坡度和平整度。雨天施工时，施工台阶略向外倾斜，以利排水。在开挖施工过程中，根据施工需要，经常检测边坡设计控制点、线和高程，以指导施工，并在边坡地质条件较差部位设置变形观测点，定时观测边坡变形情况，如出现异常，立即向监理工程师和业主报告并采取应急处理措施。.岩石开挖进口明渠岩石开挖38613m3。岩石开挖采取分层、分块、分序进行，每层开挖须先进行边坡预裂钻爆施工。鉴于进、出口明渠的场地狭窄和施工机械安全避炮的要求以及挡截渣埂的需要，因此在按部位分块基础上，再将每块分两序开挖，即序先开挖内边坡部分，靠外右侧边坡开挖区为序开挖。每序均采取深孔梯段微差爆破，由上至下分层开挖，一般梯段高度3m左右。在接近马道和建基面时，底部预留1.52.0m保护层。坡面采取预裂爆破，预裂深度按马道高程控制，每两马道间作为一个预裂面，当马道高差超过10m时，预裂深度按梯段高度控制；马道和建基面采取水平预裂或水平光面爆破。A.深孔梯段爆破a.钻孔梯段爆破以手风钻机造孔为主。临近预裂面两排爆破孔，其孔径、装药量及孔网参数按缓冲爆破要求控制。为了提高爆破效率、降低成本，采用大孔距、小抵抗线的布孔方式，完全耦合装药结构和孔间微差，使爆破出来的石渣粒径均匀。钻孔过程中，专人对钻孔的质量及孔网参数按照作业指导书的要求进行检查，如发现钻孔质量不合格及孔网数不符合要求，立即进行返工，直到满足钻孔设计要求。b.装药、联网爆破采取人工装药，主爆破孔以2#岩石乳化炸药为主，采取全耦合柱状连续装药；缓冲及拉裂孔采用条形乳化炸药，采取柱状分段不耦合装药。岩石爆破单位耗药量暂按0.450.55kg/m3考虑，最终单耗根据爆破试验确定。梯段爆破采用微差爆破网络，120段非电毫秒雷管连网，非电起爆。分段起爆药量按招标文件和技术规范控制，梯段爆破最大一段起爆药量不大于500kg；临近建基面和设计边坡时，最大一段起爆药量不大于300kg。B.预裂爆破施工进口开挖边坡最大高度达55m以上，设计马道平台宽度为1.5m。在边坡开挖施工中采用预裂爆破技术，人工手风钻造孔，孔径40mm，预裂孔间距0.81.0m。钻孔深度一般情况下按马道高程控制，当马道高差过大时（大于10.0m），按梯段高度控制。预裂爆破施工流程为：下达作业指导书测量布孔钻机就位（角度校正）钻孔清孔验孔装药、联网爆破进入下一循环。a.钻孔首先按照设计图纸进行现场放线，标出边坡开挖线（或马道平台）范围，确定开挖范围轮廓和钻孔深度、角度，便于技术交底和工人操作。其次根据作业指导书要求，安排钻机设备就位，按照现场放样的孔间距依次钻孔。b.装药预裂爆破的装药结构采用不耦合装药结构，选用32mm的乳化炸药，线装药密度拟采用320360g/m。为保证永久边坡不受爆破破坏，预裂孔的主爆体前排拉裂孔缓冲的松动爆破方式，采用55mm70mm的乳化炸药进行不耦合柱状装药。在现场施工时，先拟定爆破方案，经监理工程师批准后进行试验，并根据爆破的效果和不同岩石级别调整线装药密度、孔底及孔口的装药密度，以保证最佳的爆破效果。预裂爆破起爆网络采用非电导爆系统。C.水平保护层开挖进口明渠的两侧边坡、槽底板面及马道的岩石开挖爆破，保留足够的保护层。对开挖边坡的保护采用深孔预裂爆破，邻近预裂面区爆破采用缓冲爆破措施，对马道平台和底板采用预留厚1.52.0m左右的岩石基础保护层，进行水平光面爆破或水平预裂爆破。水平光面爆破或水平预裂爆破施工程序为：测量放样技术交底下达作业指导书钻机就位钻孔清孔验孔装药、联网爆破平台（或底板）清理进入下一道工序。a.钻孔按照设计高程进行放样，并将每个钻孔的位置用油漆标明。同时根据作业指导书的要求，将钻机就位，根据现场施工道路情况， YT-28型手持式气腿钻机进行钻孔作业。钻机就位时，应用样架尺对钻孔角度定位校准，开孔后应进行中间过程的深度和角度校核，以便及时调整偏差。所有钻孔均在平整后的爆渣堆上施钻。b.装药台阶水平光爆或预裂的装药结构均采用32mm的乳化炸药不耦合装药。手持式气腿钻钻孔，线装药密度为160180g/m。现场实施的钻爆方案，必须报监理工程师，经批准后进行施工。按不同的岩石级别以及爆破试验的成果及时进行各参数调整，以达到最佳的爆破效果。保护层的上部采用手风钻进行垂直钻爆，其孔底与水平光爆保护0.50.7m的安全距离。D.出渣进口明渠部位开挖施工受地形条件制约，无法布设施工道路直接出渣，在133m高程以上开挖区，所有开挖料均需反铲或推土机进行转料出渣。高程133m以上部位的开挖料由2台0.81.0m3的反铲开挖，配合1台推土机推至边坡外侧，使暂时堆放在外侧边坡；高程133m以下开挖层的爆料采用直接装车，15t自卸汽车直接装车运输至碴场，并按发包人和监理工程师的要求堆放。5.支护施工措施导流洞进出口边坡支护，主要是以锚喷支护为主。导流洞进出口边坡原则上紧跟开挖工作面完成。进口段主要工程量表项目序号项 目单 位数 量备注1喷C20砼（厚100mm）m33452锚杆（L=4m,22）根3223锚杆（L=9m,28）根9824锚杆（L=12m,32）根4025挂网钢筋t136排水孔(单孔L=4m)m468 出口段主要工程量表项目序号项 目单 位数 量备注1喷C20砼（厚100mm）m32222锚杆（L=4m,22）根3303锚杆（L=9m,28）根334锚杆（L=7m,22）根965挂网钢筋t11.26排水孔(单孔L=4m)m1405.1边坡支护施工顺序边坡支护遵循从上至下分层分区跟进施工的原则，上层的支护应保证下一层的开挖安全顺利进行。锚杆与开挖工作面高差不大于3m；喷护与开挖工作面高差不大于6m；锚杆、排水孔与开挖工作面高差不大于6m，并满足边坡稳定和限制卸荷松弛的要求。在边坡开挖前，首先进行周边截、排水沟的施工。周边截、排水沟施工完毕后，才能进行相应部位的边坡开挖施工，支护施工随边坡开挖及时跟进。边坡支护工序流程如下：周边截、排水沟施工边坡开挖锚喷施工排水孔施工马道清理及截、排水沟施工。在一级边坡（或马道）开挖形成且满足设计要求后，即可进行锚喷施工。下阶层边坡开挖继续进行。对于开挖揭露出的不稳定岩体，应随着坡面层间开挖及时进行随机锚固；系统锚杆及喷射砼作业利用马道或预留开挖平台进行分区搭设承重脚手架进行锚喷施工。5.2锚杆施工.锚杆施工程序 钻孔定位钻孔洗孔检查孔深注浆插杆固定。.22锚杆：长4m，在坡面上呈梅花型布置孔，钻孔采用TY-28型气腿式钻机，按设计角度进行钻进，孔径42。按设计参数钻凿锚杆孔眼，达到标准后，用高压风将孔内粉尘和污水吹出直至返清水为止。锚杆埋设采用“先注浆后锚杆”的施工方法，首先将注浆管插入孔底，然后通过MZ-1注浆机向孔内灌注配制合格的砂浆，边注浆边缓缓拔出注浆管，注浆完毕后，将锚杆插入孔中，孔口用小楔块塞住固定锚杆，在砂浆终凝前，不得晃动锚杆。.28锚杆：长9m，和32锚杆长12m,钻孔采用TY-28型气腿式钻机，按设计角度进行钻进，孔径42，锚杆埋设采用“先插杆后注浆”的施工方法，首先将锚杆管插入孔底，再对孔口进行封堵，孔内预埋进浆管和排气管，然后通过注浆机向孔内灌注砂浆，当浆液从排气管流出后扎紧排气管，再屏气5分钟，扎紧进浆管，注浆完毕后，在砂浆终凝前，不得晃动锚杆。5.3喷砼施工.喷砼施工程序如下图清理岩石设置厚度标志初喷混凝土混凝土制备和运输复喷混凝土洒水养护喷射混凝土施工程序图.喷砼施工方法砼标号以及喷射厚度按设计参数进行，分层喷射，每层5cm7cm。在坡面锚杆和排水孔完成后，每隔一定距离垂直坡面设置短钢筋头，以控制喷砼厚度。喷砼支护前应清撬表面危石和欠挖部分，用高压风吹冲岩面粉屑，确保岩面洁净，正式喷砼时，应采用高压水雾湿润岩面，使喷砼能更好地粘贴在受喷岩面上，减少回弹，提高喷砼效率。喷咀与岩面的距离为80150cm，太远太近都会增加回弹量，一般采用人工在脚手架平台上进行喷砼，在特殊条件下，采用机械手等作业，以确保喷护人员的安全。喷射方向尽量与受喷面垂直，若受喷面被钢支撑、钢筋网覆盖时，可将喷咀稍加偏料，但不宜小于70。如果喷咀与受喷面的角度太小，会形成混凝土物料在受喷面上滚动，产生凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷混凝土的质量。一次喷射厚度不宜超过57cm，过大会削弱混凝土颗料间的凝聚力，促使喷层因自重过大而大片脱落，或使喷层与围岩面形成空隙。如果一次喷射厚度过小，则粗骨料容易弹回。如果需要喷厚超过7cm则需要进行二次喷护。第二次喷至设计厚度，两层喷射的时间间隔为3060min。影响喷层厚度的主要原因是混凝土的坍落度，速凝剂的作用效果和气温。为提高工效和保证质量，喷射作业分片进行，一般为2m长、1.5m宽的小片。为防止回弹物附着在未喷的围岩面上而影响喷层与岩面的粘结力，按照从下往上施喷，呈“S”形运动；喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，力求喷出的混凝土层面平顺光滑。砼终凝2小时后，洒水养护，养护时间不少于7天；气温低于+5时，不得洒水养护。当砼周围湿度达到85%以上时，经监理批准，可进行自然养护。干喷砼施工工艺流程见图水砂石水泥混合料拌和搅拌车运料速凝剂三联湿喷机输料管喷砼机械手养 护受喷面空压机湿喷砼施工工艺流程6.工程质量技术保证措施施工过程对原材料的供应和鉴定、对各单项工程的质量检查和鉴定以及砼及其组成材料的各项试验和检查，其程序控制如下“质量控制保证程序框图”。测量施工基线、控制网水准点引测复测验收验收记录原材料检验钢 筋水 泥砼用砂石工厂质保书试验签定工程师签定签定报告其它材料喷砼配合比设计厚度、强度检验喷 砼检查记录隐蔽工程验收砼工程强 度 检 查外 观 检 查现浇砼检查记录砼配合比设计尺寸及数量检查焊接质量检查钢筋加工检查记录隐蔽工程验收在施工过程中，严格按照质量框图程序进行把关。7.确保安全的技术、文明措施7.1安全技术施工措施（1）土方开挖自上而下进行，未经安全技术论证和主管部门批准，严禁采取自下而上的开挖方法；（2）设计边坡开挖前，做好开挖线外的危石清理、削坡、加固和排水等工作；（3）严禁在开挖边坡顶、坡脚等不安全的地区停留和休息。（4）开挖土方时草皮、树根、腐质土等具有污染性的弃渣运到下游业主指定的位置，并做好场地周围及场地内防洪、排水等保护措施以防止冲刷和水土流失；（5）石方开挖后的岩石表面应干净、粗糙，无积水或流水，建基面上不得有反坡、倒悬坡、陡坎尖角，为确保坝体稳定，不允许开挖成向下游倾斜的顺坡。（6）洞挖石方采用可控制每台班、每个工种的作业情况的开挖循环记录表，表中包含了作业时间、钻孔数量、爆破效果的几个指标、作业中出现的问题和现象等，以分析质量盲点，采取有效措施。（7）对开挖钻手进行“定边评比”，实施奖罚，即：每位钻手每循环钻孔时，固定负责掌子面上同一部位的钻孔，爆破后，根据放炮情况，评定其钻孔质量，实施奖惩，提高钻孔精度，控制超欠挖。（8）在不良地质地段中开挖，应在地质预报基础上，坚持预防为主的方针，在确保安全的前提下，制订切实可行的施工方法。（9）根据实际围岩条件选择、调整爆破方案，对不同类型的周围岩层，合理使用布孔方式，改善了爆破效果。施工中，及时掌握、分析岩层条件，对爆破方案及爆破参数进行及时调整，以保证爆破效果，减小超欠挖。（10）回填压实标准，均须符合设计规定。（11）施工应统一管理，严密组织，保证工序衔接，分段流水作业，层次清楚和梯度施工，均衡下降，减少工序。（12）由于施工、气候等原因停工的工作面应加以保护，复工时必须仔细清理并检验合格后，才可开始施工并作记录备查。7.2安全文明施工措施(