3、4施工支洞开挖方案

深圳抽水蓄能电站水道及厂房系统土建工程（Ⅲ标）-193-3#、4#施工支洞开挖方案一、概述1、布置概述深圳抽水蓄能电站水道及厂房系统土建工程Ⅲ段共设置3条施工支洞，分别为3#施工支洞、4#施工支洞和尾闸运输洞。本标段施工支洞平面布置见附图9.1-01，施工支洞布置分别如下：(1)、3#施工支洞前段3#施工支洞在交通洞左侧分岔，是联系厂房系统及尾水系统其他施工支洞的干线通道，支洞前段长度为330m，最大坡度为6.616%，断面为城门洞型，开挖断面尺寸（宽×高）为7.7m×6.8m。3#施工支洞前段底板进行路面混凝土施工，与交通洞交叉处30m范围内边墙及顶拱衬砌混凝土。(2)、4#施工支洞4#施工支洞在3#施工支洞右侧分岔，转弯后与尾水隧洞的上游端相连接，通过扩挖后的3#尾水支管，进入厂房第Ⅵ层施工，4#施工支洞同时也是尾水岔支管、尾水隧洞、尾水调压井以及尾水闸门室的施工通道。支洞长度为315.871m，最大坡度为6.098%，断面为城门洞型，断面尺寸（宽×高）为7.7m×6.8m。开挖支护完成后进行路面混凝土施工。待本标段在完成主体工程后，进行4#施工支洞部分洞段的衬砌混凝土及封堵混凝土施工。(3)、尾闸运输洞尾闸运输洞为尾水闸门室与4#施工支洞之间的连接通道，连接尾水闸门室东侧端墙处的底板高程为-6.5m，连接4#施工支洞处的底板高程为-4.72m，平均纵坡1.6%，洞长111.13m、净宽6.7m，净高6.8m，城门洞型。底板衬砌混凝土路面。4、施工支洞特征情况本标段施工支洞特性见下表。表9.1-1施工支洞特性表支洞名称断面型式断面净尺寸(宽×高m)支洞长度(m)最大纵坡（%）起止高程（m）施工项目施工范围3#施工支洞前段城门洞型7.7×6.83306.61623.220/3.000开挖支护及混凝土工程4#施工支洞、尾水隧洞等深圳抽水蓄能电站水道及厂房系统土建工程（Ⅲ标）-194-支洞名称断面型式断面净尺寸(宽×高m)支洞长度(m)最大纵坡（%）起止高程（m）施工项目施工范围4#施工支洞城门洞型7.7×6.8315.8716.0985.54/-13.7开挖支护、混凝土及灌浆工程尾闸运输洞、尾水隧洞等尾闸运输洞城门洞型6.7×6.8111.130.427-4.72/-6.5开挖支护及混凝土工程尾水闸门室9.1.2地质概述通过阅读招标文件知，3#施工支洞前段围岩类别以Ⅰ～Ⅱ类为主，局部为Ⅲ类。有三条断层与3#施工支洞前段相交，分别为f320N55～60W/NE∠70，f320N55～60W/NE∠70，f324N50～55W/NE∠75～80。4#施工支洞围岩以Ⅰ~Ⅱ类为主，局部为Ⅲ类。有五条断层与4#施工支洞相交，分别为f324N50～55W/NE∠75～80，f337N75～80W/NE∠75，f341N75～80W/NE∠70，f341N70～75W/NE∠80，f344EW/N∠85。3#施工支洞前段、4#施工支洞和尾闸运输洞岩性为角闪石黑云母花岗岩，岩体结构以整体—块状为主，围岩类别主要以Ⅰ~Ⅱ类为主，局部为Ⅲ类。。9.1.3主要工程量概述主要工程量见下表。深圳抽水蓄能电站水道及厂房系统土建工程（Ⅲ标）-195-表9.1-2主要工程量表编号项目名称及内容单位工程量备注一3#施工支洞前段1石方洞挖m316190/2喷射C20砼m3443厚50mm3喷射C20砼m345厚80mm4锚杆Φ20，L=2.5m根138外露80mm5钢筋网t2.55/6路面砼C25m3475厚200mm7衬砌砼C25m3433含超挖20cm8衬砌砼钢筋t34.6/二4#施工支洞1石方洞挖m315524/2喷射C20砼m326厚50mm3喷射C20砼m3443厚80mm4锚杆Φ20，L=2.5m根221外露80mm5钢筋网t0.34厚200mm6锚杆Φ20，L=3.0m根100外露150mm7喷C25砼m350厚100mm8衬砌砼C25m3525W10F50外掺MgO9堵头砼C25m3411W10F50外掺MgO，温控10砼C25m39/11衬砌钢筋t7/12回填灌浆M2278P=0.5MPa13灌浆钻孔m271孔径38mm，孔深3.0m14固结灌浆m191入岩3.8m，P=2.0MPa15固结灌浆m79入岩5.0m，P=2.0MPa16帷幕灌浆钻孔m232孔径50mm，孔深8.0m17帷幕灌浆m232入岩8.0m，P=2.0MPa18接触灌浆M2209P=0.5MPa19止水铜片m61h=1.2mm，b=600mm20回填C10砼m319/三尾闸运输洞1石方洞挖m34791/2锚杆Φ20，L=2.5m根99外露100mm3喷射C20砼m3163厚50mm4钢筋t1/5回填混凝土C25m35地质原因塌方引起的回填6底板混凝土C25m3138抗渗W2，抗冻F50，二级配深圳抽水蓄能电站水道及厂房系统土建工程（Ⅲ标）-196-9.2施工支洞作用及辅助规划设计根据招标文件提供的条件、类似工程经验及本工程的特点，确定本标施工支洞的作用及辅助规划设计如下。9.2.1施工支洞作用1、施工支洞是为满足尾水系统和尾水闸门室的施工要求，在形成尾水系统和尾水闸门室施工的相对独立性的同时有机联系各个系统，为各主要洞室平行作业创造条件，实现多工作面连续施工；2、施工支洞有利于本标通风系统的设置，有效解决地下洞室的通风散烟，确保施工人员的身心健康，充分体现以人为本，构建和谐社会，并兼顾提高施工效率，以满足施工进度的要求。9.2.2辅助规划设计1、在施工支洞内合理布置避车洞、变压器洞、排水沟、集水坑等辅助洞室，满足施工要求。2、在各施工支洞间相交处、各施工支洞与尾水隧洞和交通洞相交处考虑合理扩大开挖，保证交通顺畅，减少交通运输的安全隐患。9.3施工原则9.3.1施工技术原则1、3#施工支洞前段开口前先进行锁口支护，进口段1.5倍洞径范围内短进尺、弱爆破开挖，确保洞室开口处稳定；2、不良地质段开挖遵循“短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤测量”的原则进行；3、开挖过程中，要随时观察围岩类别、地质条件、节理裂隙、地下水渗漏等情况，进行必要的监测，及时记录并整理，以备查。4、地下渗水、涌水等主要采用引、排、堵结合的方案，将积水集中至低处，由排水系统集中抽排至洞外；5、施工支洞施工在确保安全的前提下，要体现快速、及时形成的原则，以便尽早形成主体工程施工的工作面；6、开挖过程中，要根据地质条件的变化及时调整爆破参数和支护形式，确保施工安全和质量要求。7、施工支洞封堵混凝土施工时，应充分考虑主体工程的施工；混凝土封堵施深圳抽水蓄能电站水道及厂房系统土建工程（Ⅲ标）-197-工应严格按温控措施进行，防止入仓混凝土温度过高，影响封堵混凝土质量。9.3.2施工重点、难点及对策1、施工重点、难点（1）施工支洞的风、水、电布置应兼顾尾水系统和尾闸运输洞的施工，为增加施工进度，洞室开挖长度在100m以后的爆破烟尘和施工设备废气排放量制约施工时间，特别是4#施工支洞和尾闸运输洞位置距离交通洞口较长，通风散烟是本工程施工的重点和难点。（2）在各施工支洞间相交处、各施工支洞与尾水隧洞和交通洞交叉部位间应力集中，围岩稳定及施工安全问题突出，应采取措施确保施工安全和围岩的稳定，这也是本工程施工的重点和难点。（3）防止两条施工支洞断层、裂隙及地下水等都对施工产生不利的影响。做好洞内地下水引排和处理是本工程施工的重点和难点。（4）如何优化爆破参数，控制爆破单响药量，特别是在不良地质洞段，控制爆破质点振动速度，确保围岩稳定、确保施工安全是本工程施工的重点和难点。（5）支护和开挖在不同围岩中的施工方法控制，是保证施工支洞安全，使施工正常进行的关键，也是本工程施工的重点和难点。2、施工技术对策针对上述重点、难点，根据施工技术总体规划，施工中主要采取以下对策：（1）严格按招标文件《技术条款》要求，合理设计在不同围岩时的开挖方案，施工生产由专人进行协调，确保洞室的整体稳定，减小围岩塑性变形。合理安排开挖与支护，保证各类围岩开挖后按要求得到及时支护，确保洞室的安全。（2）采用妥善的排烟措施。3#施工支洞前段、4#施工支洞和尾闸运输洞均采用压入式机械通风方法，改善施工条件。（3）对于断层和结构面影响带、不良地质段，以及经分析可能存在潜在的不稳定块体和掉块，在开挖前采取超前支护，先导洞兼探洞开挖，后扩挖成形，开挖完成后及时进行喷锚支护；对特殊（不可预见）的不稳定围岩，可根据设计及监理的要求及时进行加强支护。（4）地下水防治措施地下水活动较严重地段，加强地质预报，采用截、堵、引、排的综合治理措深圳抽水蓄能电站水道及厂房系统土建工程（Ⅲ标）-198-施。1）一般地下水压力下的地下水处理施工中采用超前排水的方法。一种方法为在地下水丰富区先开开挖导洞兼探洞，使地下水超前在导洞中排出，这样掌子面附近的地下水就会迅速减少。另一种方法是在掌子面上，沿洞轴线方向，使用水平大口径钻机（也可用地质钻）超前造孔，使大部分地下水沿造孔集中排出，改善掌子面前后的恶劣环境。2）高地下水压力下的地下水处理对于一般排水方法无法满足要求的高地下水压力下的地下水，结合本工程特点，根据地质超前预报成果，主要采取超前注浆封堵的方法，争取在开挖前封闭地下水通道。3）涌水时的安全措施在施工过程中应有专职的安全员对施工现场进行查看，一旦出现涌水情况应及时撤离现场，关掉高压电源；并及时处理涌水后的现场。4）涌水处理预案超前预注浆处理地下水是建立在超前地质预报基础上的。但是，隧洞工程地质复杂多样，单靠目前的技术手段和方法，并不能对施工期所有地质情况做到精确预报，特别是对施工影响最大的地下水的预报，尚没有一种完全可靠的预测手段，因此，对超前探测未探知的涌水、涌泥等地质灾害性给予足够重视，应事先准备好遭遇突发性涌水的施工预案。（5）在各施工支洞间相交处、各施工支洞与尾水隧洞和交通洞交叉部位开挖时，采取合理的施工程序，保证洞室围岩的稳定。具体程序如下：1）排水系统超前完成，降低围岩裂隙水压力，提高主体洞室围岩稳定性。2）相交的洞室间的开挖进度安排应合理，并视交叉口围岩情况做好锁口锚喷支护、径向预裂和洞室支护等工作。3）除在开口前按设计要求做好锁口和超前支护外，还要在交叉口二倍洞径洞段内采取浅孔多循环、从小到大扩挖的方式开挖，以确保安全。（6）为减小爆破对稳定性较差洞壁围岩影响，保证边墙的成型质量，采取措施针对围岩的开挖方式，并采用控制爆破技术，经过爆破试验确定合理的开挖方案，严格控制装药量，使爆破对岩石的影响减少到最低限度，确保岩壁不欠挖，超挖不大于招标文件要求。岩壁开挖后，清除爆破产生的裂隙及松动岩石，清洁深圳抽水蓄能电站水道及厂房系统土建工程（Ⅲ标）-199-岩壁面，及时进行下一工序施工。（7）洞口开挖应及时进行相应的支护施工，确保洞口成形稳定。9.3.3施工布置1、施工道路及通道布置3#施工支洞前段、4#施工支洞是联系尾水系统与其他施工支洞的干线通道，是尾水系统主洞、尾水支管、尾水岔管及锥管、尾水调压井等的施工通道。尾闸运输洞是尾水闸门室的施工通道。2、施工临时布置（1）施工供水在3#施工支洞前段、4#施工支洞和尾闸运输洞施工期间，施工用水取自铜锣径水库，采用焊接钢管将施工用水运送至工作面。上述各工作面选用的供水支管采用明敷和暗敷相结合的敷设方式（穿越道路部分暗敷），管道采用焊接钢管法兰连接。供水主管与开挖施工同步施工，并距离工作面保持30m的安全距离，剩余管线采用胶管布置。（2）施工排水3#施工支洞前段、4#施工支洞和尾闸运输洞均为下坡洞，施工排水利用排水沟排至临时集水坑，经处理合格后排放。（3）施工供风3#施工支洞前段、4#施工支洞和尾闸运输洞施工用风均由交通洞口空压机站提供。采用焊接钢管将施工用风运送至工作面。各施工支洞供风主管布置方法与供水主管相同。（4）施工通风1）在交通洞洞口布置1台SDA1128-2F75型轴流风机向洞内通风，采取压入式通风方式，主通风管采用直径1.2m，随着3#施工支洞前段开挖作业进尺延伸主通风筒，随3#施工支洞前段、4#施工支洞