02.关坝北干渠隧洞开挖专项施工方案24.9.5

道真县关坝水库（引水工程）北干渠标段隧洞工程地下暗挖专项施工方案批准： 校核：编写：施工单位：天安水利集团有限公司道真县关坝水库工程（引水工程）北干渠标段项目部二零二四年七月天安水利集团有限公司道真县关坝水库北干渠隧洞工程地下暗挖专项施工方案目录TOC\o"1-3"\h\u19468第一章工程概况 157341.1工程概况 1284881.1.1工程基本情况 1232361.1.2本标段基本情况 1232361.1.3隧洞口周边环境情况 271901.2.工程地质情况 2136781.3.施工要求 4136781.4.施工条件 56428第二章编制依据及原则 8248502.1.编制依据及引用标准 8297262.2.编制原则 9282532.3.施工难点分析及措施 10186672.4.引用《水利工程建设强制性条文》2020版的相关内容 137142第三章施工计划 2093303.1施工进度计划 19187683.1.1施工进度要求 20187213.1.2进度计划编制原则 20165433.1.3进度计划编制 20283573.2材料配置计划 2876163.3设备配置计划 2976163.3.1机械设备配置原则 3176163.3.2主要施工机械选型 3176163.3.3施工机械设备管理 324105第四章施工工艺技术 3324664.1施工技术参数 33315974.2工艺流程 34231624.2.1洞脸开挖工艺流程 34285394.2.2洞挖工艺流程 34275664.3施工方法 3441954.3.1洞脸开挖 35137064.3.2洞挖施工方法 38119564.3.3不良地质段施工方法和技术措施 44250994.3.4支护施工 5285674.3.5混凝土衬砌施工方法 59299654.4质量标准 64107954.4.1测量质量要求 6527864.4.2钻孔与爆破质量要求 65311014.4.3锚喷支护质量要求 6521984.5检查验收 6625339第五章施工安全保证措施 67131705.1危险源辨识 67325215.2安全技术措施 77325215.3组织保障措施 79325215.3.1安全组织机构 78325215.3.2安全责任制 7844785.4安全管理措施 79137985.4.1安全教育培训 79171585.4.2班组六循环制度 80172925.4.3安全检查制度 81172925.4.4奖惩制度 81172925.4.5安全管理费用 81177875.5应急救援 819225.5.1应急救援组织机构 81210285.5.2应急流程 8235195.5.3逃生及救援 82244365.5.4应急准备、应急响应 86118285.5.5坍塌事故的预防及其应急预案 88169045.5.6触电事故的预防及其应急预案 91254135.5.7火灾和爆炸事故应急预案 9447565.5.8松散塌方体段开挖、硐室爆破、涌水、涌泥事故应急预案 9547565.5.9中毒窒息应急措施 9540995.6监测监控 96267055.6.1人员组织 96219005.6.2施工监控量测工作内容 97132145.6.3量测仪器 97203665.6.4监测预警 978953第六章劳动力计划 9956206.1专职安全生产管理人员 99135286.2、特种作业人员及其他人员 9926762第七章设计计算书及相关图纸 10254277.1供风量计算 10236267.2洞内通风计算 104255707.3施工供水计算 106103837.4施工供电计算 107127927.5爆破设计 109216647.6施工图设计 109216647.7隧洞进出口施工平面布置图 109III级围岩不得大于50m、Ⅳ级围岩不得大于40m、V级围岩不得大于30m，断层破碎带应为5-10m。有害气体和地下水监测在开挖施工过程中，安排专人采用专用检测仪器对洞内有害气体进行检测，检测频率为1次/2小时，洞内氧气体积不应少于20%，氧气体积不足时应加大通风量。与隧洞沉降变形监测点布置一致，同步安装有毒有害气体自动报警仪。在监测孔中设置水位计或水位测量仪器，实时监测地下水位的变化情况，或者通过设置水压计或水压传感器测量地下水位对应的水压值来进行监测，监测频率每天一次。有害气体和粉尘含量应符合表5-2。表5-2空气中有害物质的容许含量名称容许浓度附注按体积（%）按重量（mg/m3)二氧化碳（CO2)0.5－一氧化碳的容许含量与作业时间：含量为50mg/m3时，作业时间不宜超过1h；含量为100mg/m3时，作业时间不宜超过0.5h；含量为200mg/m3时，作业时间不宜超过20min；反复作业的间隔时间应在2h以上甲烷（CH4)1－一氧化碳（CO)0.002430氮氧化合物换算成二氧化氮（NO2)0.000255二氧化硫（SO2）0.0005015硫化氢（H2S）0.0006610醛类（丙烯醛）－0.3含有10%以上游离SiO2的粉尘－2含有80%以上游离SiO2的生产粉尘不宜超过1mg/m3含有10%以下游离SiO2水泥粉尘－6含有10%以下游离SiO2的其他粉尘－进出口开挖边坡变形监测在隧洞进出口边坡各设置3个观测点，采用全站仪对各点进行坐标复核，点与点之间采用全站仪进行测距来确定位移，并做好记录，检测频率每天不少于一次。水平位移预警值为：连续三天位移3mm或单日位移5mm，累计位移达55mm。第六章劳动力计划6.1专职安全生产管理人员6.1.1专职安全生产管理人员序号工种人数姓名证书号备注1专职安全员3郭志明冯焱辉马新飞水安C20160001003水安C20240001116豫水安C20190000491现场实际到位人员6.2、特种作业人员及其他人员表6.2.1特种作业劳动力计划表序号工种单位数量备注1专职安全员人32钻爆工人123电工人34电焊工人85其它辅助工人12合计人38 劳动力计划：根据本工程施工总体进度计划和施工顺序安排等综合因素，配备相应的管理人员、专业技术人员、技工和普工以满足各作业面隧洞开挖、支护、混凝土喷锚及衬砌要求，本工程劳动力配置计划见下表：隧洞开挖及初支混凝土喷锚及衬砌所需劳动力配置计划一览表工区序号技术工种人员数量备注隧洞进口（隧洞出口与隧洞进口人员配备相同）1管理人员8两班交替2扒渣机操作工83微型挖掘机司机84装载机司机45自卸车司机86空压机操作工47风、水48机修工49测量工410试验工411风钻工1612质检员413钢筋工2014警戒人员415模板工1616架子工1217喷射手418混凝土工16四个施工区域共计148第七章计算书及相关图纸7.1供风量计算根据洞挖施工特点，现场施工供风主要为两个工序施工用风量最大，一是石方洞挖钻孔工序的凿岩机用风，二是初期支护喷射混凝土工序的混凝土喷射机用风，一个开挖工作面两个工序不同时施工。根据《水利水电地下工程施工组织设计规范》中公式10.1.11，分别计算两工序用风量并确定供风设备及管路如下：（1）钻孔工序用风量计算Q=K1K2K3∑nq（式7-1）=0.85×1.15×1.15×2×2.6=5.85m3/min（2）按洞内同时工作的最多人数计算需风量Q=Kmq（公式7-3）=1.2×4×3=14.4m3/min用风量计算说明及结论Q同时工作的钻孔机具等总耗风量，m3/min；K1同时工作的折减系数，见表7-1。凿岩机同时工作最多2台。K2机具损耗系数，钻孔机具取1.15，其他机具取1.1。K3管路损耗（漏气）系数见表7-2。隧洞总长1260m，取1.15n设备数量q单台设备用风量洞挖钻孔工序一个作业面采用2台凿岩机同时使用计算，每台耗风量为2.6m3/min。Q需风量，m3/min；K通风量备用系数K=1.1～1.2（取大值）；m洞内同时工作最多人数（2名钻工，2名管理人员）；q洞内每人每分钟需要新鲜空气量，按3m3/min计；表7-1风动机具同时工作系数机具类型凿岩机其他同时工作台数1～1111～301～23～4同时工作系数K11～0.850.85～0.751～0.750.75～0.56表7-2管路风量损耗系数管路长度（km）<1.01～2﹥2损耗系数K表7-3根据通风量与管径、管长的关系单位：m3/min管径（mm）管长（m）100001250150020003000500010031282522181412556504740322515092837565534120019617416013811387250348315284245202158300———401325253结论：根据上述计算结果，洞内钻孔工序（式7-1）用风量20.25m3/min为最大用风量，结合自有设备和现市场上供风设备性能参数，选用自有25m3/min的螺杆式空压机，进出口各配置1台并配1m3储气罐供风。由于隧洞单头掘进1768m，故供风根据通风量与管径、管长的关系，综合考虑现场实际情况结合以往工程经验，隧洞供风管道为100mm管径,供风管路为PE管热熔焊接连接，沿隧洞左侧架设，分段设置闸阀解决洞内沿途供风控制。7.2洞内通风计算根据相关规范要求，施工过程中，洞内氧气浓度不小于20%，分别根据以下计算取大值。①洞内作业人员同时工作的最多人数通风计算。②爆破最多药量后30min内将工作面的有害气体排除或冲淡至允许浓度通风计算。③洞内柴油机械使用产生的废气稀释与同时工作的人员用风量相加计算。④按最小风速计算。⑤根据上述计算后按漏风系数计算。最后根据最大计算通风量计算设备最大供风量选择通风设备。（1）按同时爆破最多药量计算需风量Q=5Ab/t（公式7-4）=5×21.5×40/30=143.33m3/min（2）按洞内柴油机械使用废气稀释+同时工作人员计算需风量Q=ntN+Kmq（公式7-5）=150×3+1.2×3×3=460.8m3/min备注：在隧洞出渣工序时，通风量需求最大，洞内扒渣机一台，运输车一台，驾驶员2名，其他作业人员1名。（3）洞内允许最小风速计算需风量Q=60vS（公式7-6）=60×0.15×7.13=64.17m3/min（4）漏风系数修正计算Q供=PQ（公式7-7）=1.15×460.8=529.92m3/min（5）通风机选择Q机≥1.1Q供（公式7-8）（式中1.1为储备系数）Q机≥1.1×529.92≥582.91m3/min说明：本工程隧洞高程低于1000m，通风量不需进行高程系数修正。但需对计算出的最大用风量增加漏风系数加以修正，最终选择的供风设备供风量需不小于修正后的通风量。以上式中Q需风量，m3/min；K通风量备用系数K=1.1～1.2；m洞内同时工作最多人数；q洞内每人每分钟需要新鲜空气量，按3m3/min计；A同时爆破的炸药量，本工程隧洞全面爆破最大装药21.5kg；b每公斤炸药爆破后，可产生折合40L一氧化碳气体；t爆破后的通风时间，按40min；S为隧洞断面面积，本工程隧洞断面7.13m2；nt洞内同时使用柴油机械马力，扒渣机和矿用渣车合计最大150马力；N每马力通风量，按每马力3m3/min；v洞内允许最小风速，按0.15m/s取值；Q供洞内需最大供风量；P漏风修正系数，取1.15；Q机通风机械通风量。结论：根据洞挖施工工艺和工程实际情况。洞挖各工序中出渣时要求的通风量最大，主要为施工机械和工作人员需要的通风量，经上述公式计算需选择通风能力≥582.91m3/min的通风设备，进出口工作面各采用2台2×22KW的轴流风机（每台通风能力300m3/min)，通风能力600m3/min≥582.91m3/min。轴流通风风机安装于洞口，风袋为ø500型。7.3施工供水计算根据相关施工规范，现场用水主要为施工用水，用水主要指标包括水质、水量、水压。暗挖施工用水均采用潜水泵就近在河内提取直供，水质满足施工用水标准。水量完全满足施工现场用水量需求。水压主要根据施工工序水压需要确定。生产用水主要为风动凿岩机用水、喷射混凝土用水、喷射混凝土养护用水等，水压一般要求20～30m水头压力。生产用水量计算QzS=K1K2∑=1.1×1.08×（2.0+18）=23.76m3/dQzS最高日生产用水量，m3/d；K1管封堵网漏损系数，取1.1～1.2，管网长时取大值；K2未预见水量系数，取1.08～1.2；Wi--在用水高峰月份需要用水的各项工程的施工强度，石方开挖强度36.60m3/d×30×0.85=933.30m3/月；qi各项工程用水指标，石方爆破开挖按40L/m3用水指标计；Wj--用水高峰月份各施工辅助企业规模，月喷射混凝土162m3计拌和和浇水养护，汽车及设备保养按2辆计；qj各施工辅助设施用水指标，混凝土拌和及养护按550L/m3用水指标计,汽车维修保养按450L/（d.辆）；Wk--用水高峰施工机械数量，工作面按汽车2辆每天计、装载机1辆1个台班为一天计、钻孔设备2台工作12h计算；qk各施工机械的用水量指标，汽车0.7m3/（d.辆）、装载机0.3m3/（d.辆）；钻孔设备0.7m3/（h.把）计。结论：根据上述公式计算隧洞每个工区暗挖期间每天总用水量23.76m3，布置1个10m³蓄水桶可满足要求。7.4施工供电计算以隧洞两个工作面同时工作计算。临时用电主要为隧洞开挖照明、空压机、喷浆机等用电，其临时用电设备如表7-4表7-4隧洞临时用电负荷表用电负荷（KW）总用电负荷合计（KW)设备名称单位数量功率（KW）功率合计（KW）潜水泵台133250.5空压机（10m3）台15050砼喷射机台155通风机台12222混凝土输送泵台1120120钢筋加工机械台33.510.5生活营地用电项12020电焊机台12020照明项1101010（1）用电总量计算P=1.1（K1∑P1+K2∑P2+K3∑P3)(公式9-11）=1.1×（0.75×250.5+0.8×5+1×5)=216.6kW--计算用电总量，kW；∑P1施工机械用电负荷之和，kW；K1施工机械同时工作系数，取0.75；∑P2、∑P3洞室内、外照明动力之和，kW；洞内照明按5KW，洞外按5KW；K2、K3