引水洞二衬施工方案

引水洞二次衬砌施工综合技术方案一、工程概述1.1工程概况本引水洞工程采用单元供水方式，由进水段、闸门井段、引水隧洞段及压力钢管段构成，设计总长度5200米，纵坡i=0.002，洞径3.0-8.0米，穿越地层以IIB类围岩为主，局部涉及7条断层破碎带（IV-3至IV-26级）及760米岩爆段。工程主要工程量包括：C25衬砌混凝土7654m³，C20回填混凝土95m³，钢筋制安8905吨，固结灌浆44396米，回填灌浆18572㎡。隧洞采用"Z"字型布置，由上平段、上弯段、竖井、下弯段和下平段构成，衬砌后为圆形断面，设计为有压引水隧洞，设计最大引水流量14.7m³/s。1.2地质条件隧洞埋藏深度100-400米，穿越地层主要为砂岩、灰岩及断层破碎带，地质构造以节理、片理发育为特征，共涉及6条断层破碎带，其中F3、F5断层富水性强。地下水类型为基岩裂隙水，局部具承压性，受大气降水及孔隙水补给，正常涌水量2260m³/d，最大涌水量可达3500m³/d。进口段14.4米位于IB区域，出口段75.6米位于IIA区域，其余段落为IIB优质围岩。针对IV类断层破碎带，设计采用钢拱架支护体系；岩爆段需实施超前应力释放措施。1.3技术标准本工程施工严格遵循《水工混凝土施工规范》DL/T5114-2019、《水利水电工程模板施工规范》DL/T5110-2013、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015及《混凝土质量控制标准》GB50164-2011等规范要求，确保结构耐久性与运行安全性。二、施工总体布置2.1施工分区规划根据工程特点及地质条件，将引水洞划分为8个施工区段，设置2个施工支洞（桩号0+895.62m及2+919.74m）形成多工作面同步作业。支洞断面采用4.5×6m城门洞形，配置独立的通风、排水及运输系统。施工顺序遵循"由外向内、先洞身后结构"原则，优先完成进口段EL209m以上支护及洞脸处理，再进行主洞开挖与衬砌作业。2.2临时设施布置综合加工厂：在6#公路回头弯处设置钢筋加工厂（1500㎡），配置GQ50-1型切断机4台、GW40-2型弯曲机3台及GTJ4-4/14调直机2台，实现钢筋集中加工配送。木材加工区配备MJ106型圆锯机2台，满足模板制作需求。混凝土系统：布置两套HZJZ35搅拌站（35m³/h），配置自动计量系统及粉煤灰掺加装置。骨料仓分三区布置，总容量800m³，采用防雨棚覆盖及分级筛分设施。水泥罐采用3个100t立式储罐，确保连续供料。施工便道：修建3.5km施工便道连接各作业面，路面采用20cm厚C20混凝土硬化，每200m设置错车道。洞口区域设置15m×20m材料堆放场，采用15cm厚碎石垫层+10cm厚C15混凝土面层。2.3施工机械设备配置设备类型型号规格数量主要用途针梁式钢模台车9m/12m3台标准段全断面衬砌混凝土输送泵HBT605台混凝土入仓混凝土罐车8m³8辆混凝土运输振捣器Φ50/Φ3020台混凝土振捣电焊机BX1-50012台钢筋焊接空压机20m³/min4台风动工具动力抽水机150m³/h6台施工排水卷扬机10t4台竖井材料运输全站仪LeicaTS602台测量放样2.4风、水、电布置供风系统：在6#施工支洞洞口布置4台20m³/min空压机，采用Φ150mm主风管沿支洞延伸至各工作面，支管采用Φ80mm钢管，确保工作面风压不低于0.5MPa。供水系统：在洞口设置300m³高位水池，采用Φ100mm主水管供水，支管采用Φ50mm胶管接至各工作面，供水量不小于50m³/h。供电系统：在洞口设置800KVA变压器，洞内采用三相五线制供电，主线采用VV-1KV-4×120+1×70电缆，照明采用36V安全电压，每50m设置应急照明系统。2.5施工排水上平洞施工废水采用明沟引流至集水坑，配置2台150m³/h水泵抽排至洞外；下平洞修建30cm高小围堰，设置4台水泵接力排水，将水抽至厂房集水坑统一外排；断层破碎带地段增设轻型井点降水系统，降低地下水位至作业面以下50cm。三、二次衬砌施工工艺3.1施工总体流程施工准备→测量放样→岩面处理→钢筋制安→模板安装→预埋件安装→清仓验收→混凝土浇筑→养护→脱模→下一循环3.2施工分段与分块隧洞衬砌按设计伸缩缝分段，标准段长度12m，转弯段及断层破碎带地段缩短至6-8m。分块方式如下：标准段：采用针梁式钢模台车全断面一次浇筑转弯段：分底拱（120°中心角）和边顶拱两次浇筑渐变段：分3层浇筑，每层高度控制在2.5m以内竖井段：采用滑模施工，每10m为一个滑升段3.3模板工程3.3.1针梁式钢模台车施工台车选型：选用9m/12m针梁式钢模台车，由针梁、模板系统、液压系统和行走系统组成。模板面板采用6mm厚Q235钢板，背楞采用[10槽钢，间距30cm，确保模板刚度满足混凝土浇筑侧压力要求。安装工艺：轨道安装：采用P43钢轨，轨距2.4m，轨道基础采用C20混凝土浇筑，厚度30cm，每隔1.5m设置轨枕台车就位：利用台车自带液压系统调整模板位置，径向偏差控制在±3mm内，轴线偏差不超过5mm模板调整：通过侧向油缸调整模板垂直度，顶模油缸调整高程，测量复核后锁定端模安装：采用5cm厚木模板，背楞用50×100mm方木，间距50cm，与钢模台车连接牢固3.3.2特殊段模板施工转弯段模板：采用组合钢模与木模结合，分底拱和边顶拱两次浇筑。底拱模板采用[10槽钢做拱架，间距80cm，面板用18mm厚多层板；边顶拱采用满堂脚手架支撑，立杆间距60×60cm，横杆步距1.2m，设置剪刀撑增强稳定性。渐变段模板：采用定型钢木组合模板，分3层浇筑。模板配置两套，周转使用。模板安装时设置渐变段控制线，每50cm设置高程控制点，确保渐变平滑过渡。竖井模板：采用液压滑升模板，模板高度1.2m，锥度0.5%，提升系统采用16个10t液压千斤顶，同步控制精度±2mm。滑模平台采用型钢桁架结构，设置操作平台和辅助平台，平台宽度1.5m。3.4钢筋工程3.4.1钢筋加工钢筋在洞外加工厂集中加工，严格按照设计图纸进行下料、弯制。主筋采用机械连接，接头等级I级，连接区段长度35d，同一截面接头率不大于50%。钢筋弯曲圆弧半径：HRB400E钢筋不小于6d，HPB300钢筋不小于2.5d。3.4.2钢筋安装安装工艺：测量放样：在岩面上标出钢筋位置线，每2m设置一个控制点架立筋安装：采用Φ25钢筋制作架立筋，间距1.5m，确保钢筋保护层厚度50mm主筋安装：沿洞轴线方向布置，采用绑扎或焊接连接，绑扎搭接长度35d，焊接长度单面焊10d，双面焊5d分布筋安装：环向分布筋与主筋垂直布置，梅花形绑扎，绑扎点间距不大于30cm钢筋保护层：采用定制混凝土垫块，强度不低于C30，每㎡布置4个，确保保护层厚度偏差±5mm特殊部位处理：断层破碎带：增设Φ16@200mm加强筋，形成钢筋网片钢模台车部位：钢筋与模板间距不小于50mm，避免浇筑时露筋预埋件周边：增设环形加强筋，钢筋保护层厚度增加10mm3.5混凝土工程3.5.1混凝土配合比根据设计要求，衬砌混凝土采用C25W6F150，配合比参数如下：水泥：P.O42.5水泥，用量320kg/m³粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰，掺量25%骨料：5-20mm碎石，含泥量<1%；中砂，细度模数2.6-2.8外加剂：聚羧酸系高效减水剂，掺量0.8%；引气剂掺量0.01%水灰比：0.45，坍落度：180±20mm（泵送）3.5.2混凝土浇筑入仓方式：标准段：采用HBT60混凝土泵泵送入仓，泵管布置于台车侧面，每12m设置一个布料口斜井段：采用溜管入仓，溜管直径250mm，每10m设置缓冲装置，控制混凝土下落速度<3m/s竖井段：采用导管法浇筑，导管直径200mm，埋管深度2-6m，浇筑速度不小于0.5m/h浇筑工艺：铺料方式：采用水平分层铺料，层厚30-50cm，沿洞轴线方向推进布料顺序：两侧对称布料，高差不超过50cm，避免模板偏压振捣工艺：采用Φ50插入式振捣器，振捣间距30cm，振捣时间15-30s，直至混凝土表面泛浆、不再下沉、无气泡逸出特殊部位处理：施工缝处增设Φ16@200mm抗裂钢筋网；止水片周围采用Φ30振捣器细致振捣，确保止水片位置准确、混凝土密实3.5.3混凝土养护养护方式：模板养护：浇筑完成后12h内开始洒水养护，保持模板表面湿润，养护期不少于14d脱模后养护：采用喷水+塑料薄膜覆盖养护，每天洒水4-6次，养护期不少于28d特殊季节养护：夏季采用遮阳棚+喷雾降温；冬季采用电热毯+保温被养护，确保混凝土表面温度不低于5℃养护监测：设置混凝土温度监测点，监测混凝土内部温度与表面温度，控制温差不超过25℃，当温差超过20℃时，采取保温措施。3.6特殊部位施工3.6.1施工缝处理施工缝按设计要求设置，处理工艺如下：混凝土浇筑完成后24h，人工凿毛施工缝表面，清除浮浆和松动骨料，露出新鲜混凝土面浇筑前24h，用高压水冲洗施工缝表面，直至积水澄清浇筑前铺2-3cm厚同强度等级砂浆，确保施工缝结合紧密施工缝处混凝土振捣加强，振捣器插入下层混凝土5-10cm，确保结合部位密实3.6.2止水安装止水系统采用铜止水+橡胶止水复合结构，安装工艺如下：止水片加工：铜止水采用折边机加工成"Ω"形，接头采用焊接，搭接长度不小于20mm安装固定：采用专用钢筋卡固定，间距50cm，确保止水片位置准确，偏差不超过5mm交叉处理：止水片交叉处采用现场放样、定制加工，确保止水系统连续完整保护措施：浇筑过程中设置保护盖板，避免止水片变形或损坏3.6.3预埋件施工预埋件包括灌浆管、观测仪器、排水孔等，施工要点如下：定位固定：采用支架固定预埋件，确保位置偏差±10mm，高程偏差±5mm连接处理：预埋件与钢筋焊接固定，避免浇筑过程中移位保护措施：预埋件端口采用塑料布包裹，防止混凝土堵塞验收检查：浇筑前进行专项验收，确保预埋件数量、位置准确四、灌浆工程4.1回填灌浆施工参数：灌浆孔布置：梅花形布置，孔距2m，排距2m，孔深深入围岩5cm-灌浆材料：42.5水泥浆，水灰比1:1、0.8:1、0.5:1三个比级灌浆压力：0.2-0.3MPa，稳压时间30min结束标准：吸浆量<0.4L/min，持续30min施工工艺：钻孔：采用风动凿岩机钻孔，孔径Φ50mm，孔深按设计要求洗孔：采用高压风水轮换冲洗，直至回水澄清灌浆：自下而上分段灌浆，每段长度5m，采用孔口封闭法封孔：灌浆结束后，采用浓浆回填封孔，孔口抹平4.2固结灌浆施工参数：灌浆孔布置：按设计图纸布置，孔距3m，排距3m，呈梅花形排列孔深：深入围岩3-5m，按地质条件调整灌浆材料：42.5水泥浆，水灰比5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1六个比级灌浆压力：0.5-1.0MPa，根据孔深调整结束标准：吸浆量<0.4L/min，持续30min施工工艺：钻孔：采用地质钻机钻孔，孔径Φ75mm，全孔取芯洗孔：采用高压水冲洗，直至回水澄清，孔底残渣<20cm压水试验：采用单点法压水试验，试验压力0.3MPa灌浆：自上而下分段灌浆，每段长度3-5m，采用循环式灌浆法封孔：采用机械压浆封孔，封孔长度不小于2m4.3接触灌浆施工范围：钢衬与混凝土接触面混凝土与围岩接触面施工缝接触面施工工艺：钻孔：在钢衬上采用磁座钻钻孔，孔径Φ20mm埋管：安装灌浆管，采用密封垫+螺母固定，确保密封良好灌浆：采用低压慢灌法，压力0.1-0.2MPa，直至回浆浓度与进浆浓度一致封孔：灌浆结束后，采用丝堵封孔，表面打磨平整五、施工进度计划5.1施工总进度本工程计划总工期18个月，各主要工序工期如下：施工准备：1个月上平段衬砌：4个月斜井段衬砌：3个月下平段衬砌：3个月竖井段衬砌：2个月灌浆工程：3个月收尾验收：2个月5.2进度保证措施资源保障：配备足够的机械设备和人员，模板配置3套，确保流水作业技术保障：采用先进施工技术，优化施工工艺，缩短工序间隔时间组织保障：实行项目经理负责制，设立进度管理小组，每周召开进度协调会应急措施：储备备用设备和材料，制定应急预案，应对突发事件激励机制：实行进度考核与奖惩制度，调动施工人员积极性六、质量保证措施6.1质量管理体系建立健全质量管理体系，实行"三检制"（自检、互检、交接检），设立专职质量检查员，对各工序进行全过程质量控制。主要措施包括：原材料控制：水泥、钢筋、外加剂等主要材料进场必须有出厂合格证和检验报告每批材料进场后按规定进行抽样检验，合格后方可使用材料储存符合要求，分类堆放，防止混杂和变质施工过程控制：制定详细的质量控制计划，明确各工序质量标准和控制要点实行样板引路制度，每个分项工程先做样板，验收合格后再全面施工加强工序交接检验，上道工序不合格不得进入下道工序试验检测：建立工地试验室，配备必要的试验设备和人员混凝土配合比及时调整，根据砂石料含水率变化调整用水量混凝土试块按规定留置，每100m³混凝土留置3组试块，确保抗压强度达标6.2质量通病防治针对引水洞衬砌施工常见质量问题，采取以下预防措施：混凝土裂缝防治：优化混凝土配合比，掺加粉煤灰和外加剂，减少水泥用量控制混凝土入仓温度，夏季不超过28℃，冬季不低于5℃加强养护，确保混凝土表面湿润，避免温度应力裂缝蜂窝麻面防治：确保混凝土坍落度符合要求，避免离析振捣密实，控制振捣时间和间距，避免漏振和过振模板接缝严密，防止漏浆，模板表面清理干净，涂刷脱模剂钢筋保护层不足防治：采用定制混凝土垫块，确保强度和数量钢筋安装牢固，避免浇筑过程中移位加强检查，确保保护层厚度符合设计要求6.3质量验收标准各分项工程质量验收标准如下：模板安装：轴线偏差±5mm，高程偏差±5mm，表面平整度≤5mm钢筋安装：位置偏差±10mm，保护层厚度偏差±5mm，间距偏差±20mm混凝土施工：表面平整度≤8mm，断面尺寸偏差±30mm，强度合格率100%灌浆工程：透水率q≤1Lu，灌浆饱满度≥95%七、安全保证措施7.1安全管理体系建立健全安全管理体系，实行项目经理负责制，设立安全管理部门，配备专职安全员。主要措施包括：安全教育培训：所有施工人员必须经过安全培训，考核合格后方可上岗特种作业人员必须持证上岗，定期复审每周召开安全例会，开展安全技术交底安全防护措施：洞口设置防护棚，高度不低于2.5m，宽度大于洞口宽度洞内设置安全通道，宽度不小于1.2m，保持畅通高空作业设置安全网，作业人员佩戴安全带电气设备设置漏电保护器，实行"一机一闸一保护"危险源控制：对重大危险源进行辨识和评估，制定专项施工方案断层破碎带施工加强支护，监测围岩变形岩爆段实施超前应力释放，配备防岩爆措施竖井施工设置防坠装置，上下通讯畅通7.2专项安全措施模板工程安全：模板安装前检查地基承载力，确保稳固可靠模板拆除遵循"自上而下"原则，严禁上下同时作业钢模台车移动时，必须锁定制动装置，设置警戒区混凝土工程安全：混凝土输送泵管安装牢固，严禁超载使用振捣器操作人员必须佩戴绝缘手套和绝缘鞋浇筑平台设置防护栏杆，高度不低于1.2m灌浆工程安全：灌浆设备定期检查，确保压力仪表灵敏可靠高压管路连接牢固，严禁在管路附近站人化学灌浆时佩戴防护用品，防止中毒7.3应急预案制定完善的应急预