瓦斯引水洞施工方案

1巫溪县两会沱因水电站引水洞瓦斯专项施工方案重庆中环建设有限公司两会沱项目经理部2012年2月10日2目录一、编制依据1、施工合同文件（包括招投标文件及部分设计文件）2、《两会沱电站实施性施工组织设计》3、《煤矿安全规程实施手册》4、《工程建设标准强制性条文》水利工程部分20125、现行施工技术规范、验收规范和各专业工法6、重庆市巫溪县两会沱水电站工程《工程地质勘察报告》7、《现代煤矿施工现场六大工技术操作标准规范》8、现场施工调查报告9、我单位类似工程施工经验。二、编制说明根据重庆市水利电力建筑勘测设计研究院提供的重庆市巫溪县两会沱水电站工程工程《地质工程勘察报告》提供的资料，在引1+340-引1+590、引3+106-引3+356段有煤层。引1+590-引3+5106段围岩内有有害气体，我公司非常重视，一开始就在各洞配备安全员两名（专职爆破安全员和施工专职安全员），项目部并配备安全经理，对各洞实施监督和督察，同时对1#洞、2#洞配备两名瓦检员，及各种检测仪器，并请公司资质较深的煤矿地质专家现场查看考证，确定煤层段，并指导施工，我部严格按相关要求组织施工，完善与建立了相关制度。目前1#洞上游已施工到引1+640，下游施工到引2+202。均为发现超限瓦斯浓度。为保证瓦斯隧道的施工绝对安全，特编制本专项施工安全技术方案。该方案只针对两会沱引水洞的施工预报、开挖与支护、运输、瓦斯闭封处理措施、通风、瓦期检测、防爆、管理制度、应急预案等内容进行重点编写。三、工程概况巫溪两会沱电站位于长江上游干流左岸一级支流大宁河中上游右岸支流后溪河的上游，是一座以发电和补水为开发任务的四等小（1）型水电站工程，电站装机容量为2MKW。本标包含挡水坝工程、引水隧洞工程、调压井工程、管道槽工程、厂房及金属结构安装工程等。引水洞是自进水口闸后渐变段至调压井底洞段之间为引水隧洞，总长11311m，纵坡比i=0.2%，隧洞进口底板高程614.4m，出口底板高程为592m。隧洞设计引用流量为22m3/s，隧洞为有压隧洞，断面主要采用圆形，洞净直径3.8m。（1）地形地貌隧洞沿线呈岩溶中山地貌景观，垂直后溪河的冲沟与山脊平行分布，沟底高程700～850m，山脊高程950～1350m，沿线切割较深的冲沟有坛子口冲3沟、石垫溪冲沟、芭蕉园冲沟、梅子沱冲沟等，除各冲沟底隧洞埋深在80m左右外，绝大部分洞段埋深在100～500m以上，全线上覆岩体厚度均满足成洞要求。（2）地层岩性隧洞沿线穿越地层三叠系下统嘉陵江组、大冶组与二叠系地层，其中隧洞进出口均为嘉陵江组地层。岩性为灰岩、白云质灰岩、泥质白云岩、白云质角砾岩等。嘉陵江组（T1j）：厚702～996m，共分六段灰色中厚层灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩夹白云质角砾岩。下三叠统嘉陵江组第六段（T1j6）深灰色中厚层状微晶灰岩夹少量角砾状灰岩、白云质灰岩。厚﹥100m。嘉陵江组第五段（T1j5）深灰杂少量灰黑色厚层块状白云质角砾岩，角砾成份主要为微晶灰岩、泥灰岩及白云岩，少量为砂岩，钙泥质胶结。厚20～30m。嘉陵江组第四段（T1j4）深灰色中厚层微晶灰岩、白云质灰岩夹少量角砾状灰岩，厚65～90m。嘉陵江组三段（T1j3）深灰杂少量灰黑色厚层块状白云质角砾岩，角砾成份主要为微晶灰岩、泥灰岩及白云岩，少量为砂岩，钙泥质胶结。厚15～60m，向下游厚度逐渐增加。嘉陵江组第二段（T1j2）浅灰、灰黄色薄～中厚层泥质白云岩夹少量页岩、泥灰岩。厚8～13m，向下游厚度逐渐增加。。嘉陵江组第一段（T1j1）灰、深灰色杂紫红色中厚层状微晶灰岩夹少量薄～中层状白云质灰岩、泥灰岩及页岩。厚200～250m。大冶组（T1d）：总厚622m，共分四段上部浅灰、肉红色厚层～块状灰岩；中、下部褐灰、深灰色页状泥质灰岩与中厚层灰岩互层，间夹厚层灰岩和页岩。（T1d4），分两层T1d4-2灰色薄～中厚层灰岩、含泥质灰岩、泥质灰岩、白云岩及页岩不等厚互层。厚63.05m。T1d4-1灰色薄～中厚层灰岩、含泥质灰岩夹紫灰色泥质灰岩及少量极薄层页岩。厚149.25m。大冶组第三段（T1d3）上部灰色块状灰岩，夹紫灰色泥质灰岩，厚21m；中部紫红色块状泥质灰岩，厚度37m；下部浅灰色块状灰岩，厚度10.9m。厚68.9m。大冶组第二段（T1d2）灰绿色、紫灰色泥质灰岩，含密集泥质条带，中上部夹一层厚20.8m的4灰色薄～中厚层灰岩。厚122.9m。大冶组第一段（T1d1），分两层T1d1-2灰色薄～厚层微晶灰岩。厚153m。T1d1-1灰色薄～极薄层灰岩夹页岩及泥质灰岩、泥灰岩。厚85m。二叠系（P）：厚320～339m，可细分为：大隆组（P2d）：黑色薄层泥岩、碳质页岩夹深灰色薄层灰岩或灰岩透镜体，厚10～28m；长兴组（P2c）：灰色厚层、块状含燧石灰岩，厚10～35m；吴家坪组（P2W）：深灰、灰色中厚层、厚层燧石团块灰岩，底部王坡段为1～3m的黑色碳质页岩及煤层，厚度29～42m；茅口组（P1m）：深灰、灰色厚层、块状含燧石灰岩，厚度67～125m；栖霞组（P1q）：灰黑色厚层沥青质灰岩，含有燧石结核或硅质条带，夹粉砂质碳质页岩，厚80～118m；（3）地质构造隧洞位于褶皱翼部，地表无较大断层发育。虽存在构造裂隙，但较短小。隧洞围岩为灰岩时，方解石胶结牢固；当围岩为白云质角砾岩及页岩时，胶结较差，易沿裂隙不利组合产生掉块，须及时支护。隧洞北侧为渔沙—建楼背斜，南侧为两会沱—孔梁向斜，洞线主要在褶皱的翼部穿行，地层产状近东西走向，倾向南，倾角约73°。（4）岩溶水文地质特征根据地质调查及本区域岩溶发育特征，嘉陵江组属中等岩溶层，隧洞可能遇到的岩溶规模中等；大冶组属弱至中等岩溶组，隧洞可能遇到的岩溶规模小～中等；二叠系灰岩厚而质纯，隧洞可能遇到的岩溶规模较大。由于隧洞地表为向后溪河倾斜的斜坡，沿线地表冲沟常年有明流，岩溶落水洞不发育。高程1200m夷平面上分布的岩溶落水洞汇集的地表水、地下水主要经二迭系地层沿岩层走向汇入万古—孔梁地下暗河（溶洞）并排入孔梁水库中。四、引水洞瓦斯概况：根据最初地勘报告，隧洞沿线穿越三叠系下统嘉陵江组、大冶组与二叠系地层，其中隧洞进出口均为嘉陵江组地层。岩性为灰岩、白云质灰岩、泥质白云岩、白云质角砾岩等。地层产状近东西走向，倾向南，倾角约73°。除拦污栅进口段T1j3白云质角砾岩强风化及T1j2层泥质白云岩夹页岩弱风化外，隧洞围岩均处于微风化至新鲜状态。在引1+340～引1+590、引3+106～引1+365段岩性为碳质页岩或煤层，有可能遇见煤层。引1+590～引3+106段为黑色厚层沥青质灰岩，含有燧石结核或硅质条带，夹粉砂质碳质页岩，有可能遇见有害有毒气体。截止目前1#洞总共完成成洞开挖720米，其中上游完成开挖378米，下游完成开挖341米，上游掌子面施工里程引1+564，下游掌子面施工里程引2+284。根据瓦解员12月1日至今检测数据显示（见附表）。5在不明确瓦斯浓度的情况下。目前只要加强洞内通风，严格按“一通三防”、“一炮三检”和“边探边掘”制度，根据进尺布设超前探孔，开挖每循环进尺1.8米左右，两循环施作一次探孔。每次在掌子面布5个7米深的超前探孔，在矛口灰岩里加强检测，待矛口灰岩开挖完，就停止作业面开挖，采用煤矿专用防暴地质钻打探孔，深度不小于30米。根据探孔检测确定是否有煤层。瓦斯浓度是否超限（高瓦斯或低瓦斯后），同时把施工方案及防范措施上报公司、监理、业主审批，待确定施工方案和防范措施后严格按照《煤矿安全施工规范》施工。为减少投入，并请有资质的防暴厂家到现场安装和改装现有机械设备，经检测合格后才投入施工。6坛子口173°∠76°∠(58°)∠(58°)薄～极薄层灰岩夹极薄层页岩及泥质灰岩、泥灰岩。局部围岩稳定性差.Ⅲ薄～厚层微晶灰岩。围岩稳定性好.Ⅱ厚20.8mⅢⅤⅡ上部深灰、灰色厚层、块状含燧石团块灰岩；下部灰黑色厚层沥青质灰岩，含有燧石结核或硅质条带，夹粉砂质碳质页岩。围岩稳定性好,遇页岩处稳定性差.注意预防围岩中的有害气体.ⅡK3+106K3+286K3+356K3+740K4+431上部中厚层～块状燧石灰岩；下部燧石灰岩与燧石层，底部夹页岩及煤层。围岩稳定性好,底部围岩不能自稳,需加固衬砌.碳质页岩或煤层,围岩不能自稳,需加固衬砌.T1dLsShMl1-1T1dLs1-2TP2LsP1Ls131211101415∠(60°)马龙峡碳质页岩或煤层,围岩不能自稳,需加固衬砌.Ⅴ上部中厚层～块状燧石灰岩；下部燧石灰岩与燧石层，底部夹页岩及煤层。围岩稳定性好,底部围岩不能自稳,需加固衬砌.ⅡT1dLsShMl1-1T1dLs1-2灰绿色、灰紫色泥质灰岩，含密集泥质条带，中上部夹一层厚20.8m的灰色薄～中厚层灰岩。局部围岩稳定性差.薄～厚层微晶灰岩。围岩稳定性好.薄～极薄层灰岩夹极薄层页岩及泥质灰岩、泥灰岩。局部围岩稳定性差.ⅢⅡⅢK0+917K1+189K1+340K1+410K1+590T1dMlLs2T1dLsMlP2LsP1Ls89765800900100011001200130014001500160017001800190020002100220023002400250026002700280029003000310032003300340035003600370038003900400041004200430044004500460047004800267°68°287°87°1#支洞五、工程重、难点瓦斯预测与防爆是本工程的难点！通风、瓦斯检测是工程的重点之一！缓倾岩层（近水平层）塌方是本工程预防的重点之二。六、施工对策施工主要措施对策表序号影响因素对策或措施1瓦斯预测把超前地质预报纳入施工工序，做到先探测、后施工，不探测，不施工。在宏观地质调查的条件下，利用超前水平钻钻探，在有高瓦斯地段布置5个探孔和低瓦斯段布置1个长探孔，每次钻探30m，配合5个5m深短探孔进行探测；同时加强常规地质分析。2瓦斯防爆建立健全各项制度、成立瓦斯小组、防爆设备改装、加强通风防治瓦斯的关键是瓦斯探测、瓦斯监测、施工通风降低瓦斯浓度、采用防爆电器设备和机械设备，控制火源以及严格执行各项管理制度。采取的主要措施有：一是防止瓦斯积聚，不允许作业空间出现瓦斯浓度超限，实际工作中采用加强通风防止瓦斯积聚；二是防止瓦斯被引燃，主要采用防爆电气设备和机械设备，加强用火管理，杜绝明火；三是建立应急制度，防止瓦斯爆炸事故发生和扩大事故。四是加强瓦斯检测，采用人工和自动两套系统，当检测出瓦斯浓度超限后必须采取规定措施，确保瓦斯浓度降到限值以下。3通风与瓦斯检测保证质量,成立专门的通风班组,经理部设置专人负责统一管理；瓦斯检测聘请煤矿专业瓦检员持证上岗，仪器、项目部统一设置专人管理，采取KJ101自动监控系统结合人工检测方式对瓦斯进行全天候的检测，确保隧道施工安全4引水洞塌方加强超预报与施工监控量测、严格按照施工工艺组织施工，并做好7隧道坍方应急物资准备及应急措施七、施工总体技术方案采取无轨运输，钻爆法开挖，锚网喷支护；通风以压入式为主；全面贯彻先“先探后掘”，加强洞内送风。并严格按瓦斯隧道施工组织管理。无轨运输。地下水处理贯彻堵排结合的原则，以超前灌浆为主，辅以径向封堵灌浆。八、施工方法和工艺流程1、洞身掘进与运输考虑到两会沱引水洞断面小，开挖半径是2m-2.4m，因此采用全断面施工。采用YT28风钻钻眼，煤矿许用炸药及爆破器材、请有资质的厂家到现场对各种设备进行防爆改装合格后的装载机装渣，自卸汽车运输出渣。2、Ⅴ类围岩：Ⅴ类围岩采用全断面开挖，人工手持YT-28型风钻钻眼爆破施工。开挖断面见下图：Ⅴ类围岩临时支护典型断面图25锚杆L=3.0m25锁脚锚杆，L=3.0m@1m.呈梅花状布置12#工字钢衬砌排距0.75cmⅠ.施工工序:1a：施作隧道拱部Φ42超前小导管，弱爆破开挖①部。b：施作①开挖后即初喷5cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立I12临时钢架。c：钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。2、地板清理