引水隧洞临时支护施工方案

四川巴中市化成水库登高寨隧道引水隧洞工程引水隧洞初期支护施工方案第1页共51页登高寨隧洞及国家河渡槽工程施工组织设计一、工程概况1、工程特性化成水库系1958年修建，1960年建成的以灌慨为主兼以向巴中市城市供水中型水库工程，总库容6565万M3，水库枢纽由主坝、副坝、溢洪道、左右取水口及西干渠取水口等组成。西干渠是化成水库增效工程项目，由水利部立项部批准，该工程由西干渠取水口，何家湾隧洞、国家河渡槽、登高寨隧洞等部分组成，取水口位于化成水库支流武胜河内，设计取水流量M3/S,取水后穿过长1643M的何家隧洞，于国家河坝溪沟出口，然后跨过长38M的国家河渡槽至对岸，再穿过4780M的登高寨隧洞。登高寨隧洞自2002年10月开工，至2010年9月完成贯通后，隧洞底板、拱顶已完成衬砌长度为780米，隧洞侧墙部分已衬砌长度为300米，侧墙、拱顶部分衬砌长度为277米，隧洞现剩余3423米完全未衬砌。洞口设计开挖洞径为宽2.1*高2.4米，衬砌成型后为宽1.5*1.8米城门型隧洞。二水文、气象条件化成水库位于渠江水系巴河一级支流清江上游，控制集雨面积面积91.5KM2，流域降雨充沛，多年平均降雨1304.3MM，主要集中于汛期，5—10年占年降雨量83%以上，11—4月份仅占16%左右。工程所在的巴中市位于四川北缘，气候具有冬暖夏热，夏季多雨，冬季雨雪少等特点。工程区内多年平均气温16.9度，极端最高气温40.3度，极端最低气温-5.3度，多年平均湿度80%三工程地质条件原《巴中市巴州区化成水库登高寨隧洞衬砌及国家河渡槽工程四川巴中市化成水库登高寨隧道引水隧洞工程引水隧洞初期支护施工方案第2页共51页初步设计报告》资料显示隧洞位于登高寨山地下，K3+330—3+340洞轴线穿过切割较深的沟谷龙道河，岩石裂隙发育，渗水严重，其余区段无深切沟谷，岩体透水性与富水性较差，施工时原岩体结构面有渗水或滴水，地下水活动轻微—中等。根据此区域地下水资源调查资料，地下水类型属于重碳酸钙型水，对硂、钢筋、钢结构有腐蚀性评价为弱腐蚀性，基础施工可使用普通硅酸盐水泥。根据现场开挖的地质编录资料分析及实地复核，登高寨隧洞未衬砌穿越体为砂岩、泥岩，以砂岩夹泥岩层为主，岩体层间裂性发育，岩层产状平缓，K3+330—3+430洞轴线穿过切割较深的沟谷龙潭河，岩体裂隙发育，渗水严重，其余地段无深切沟谷穿过，隧洞地下水活动程度中等，围岩类别属III---IV类，砂岩段不含泥岩夹层及泥岩透镜体时为III围岩，含泥岩夹层及泥岩透镜体较多时为IV类围岩。泥岩段为IV类围岩4、引水隧洞工程初步分类围岩成洞条件和围岩稳定性主要受岩体完整性、结构面组合、风化卸荷程度的制约。因此，隧洞区围岩分类，原则上以岩体完整性、结构面组合特征、风化卸荷程度为基础，结合其它条件，按《中小型水库工程地质勘查规范》（SL55—2005）围岩工程地质分类标准，将隧洞区围岩划分为Ⅲ、Ⅳ、共两类。岩体物理力学指标见下表。引水隧洞围岩物理学指标建议值表围岩类别变形模量Eo（Gpa）泊松比u岩体抗剪断强度坚固系数Fk.弹性抗力系数KoMPa/cmtgФ′C′（MPa）Ⅲ5~100.23~0.290.7~0.840.7~1.76~820~40Ⅳ2~50.30~0.350.57~0.70.1~0.44~65~20Ⅲ类围岩，新鲜完整岩体，节理裂隙不发育，岩层呈厚层状，无控制性软弱结构四川巴中市化成水库登高寨隧道引水隧洞工程引水隧洞初期支护施工方案第3页共51页面，地下水活动轻微，洞线与岩层走向夹角大于30°。围岩局部稳定性差，可短期稳定，但强度不足，隧道开挖过程中，局部会产生塑性变形或小中等坍洛，需采取适当的支护处理措施。Ⅳ类围岩，微风化岩体，节理裂隙较发育，破碎，局部夹泥，层间错动常见，结合较差，地下水活动中等，洞线与岩层走向夹角大于30°。围岩不稳定，隧道开挖过程中，自稳时间很短，拱顶常坍落，边墙也有失稳现象，时间效应明显，可能产生较大的变形破坏，需及时支护。5、引水隧洞工程地质条件及评价隧洞全长约4780米为侏罗系中统官沟组（J2g）上段紫红色泥岩、青灰色泥岩、长英质岩夹泥岩、钙质粉砂岩。围岩类别以III类为主IV次之，其中III类总长2475m，约占51%；IV类总长约2305m，约占49%；。以进洞口为桩号0+000，分段叙述如下：进口段0+000—0+600段为长英质砂岩、0+600-1+100为紫红色、青灰色泥岩，1+100-1+600段为长英质砂岩夹泥岩出口端地质情况与进口段类似，但出口端3+200-4+780段由于存在构造残余，造成部分地段开挖时有岩爆现象发生。第一段：桩号0+000～0+600段，前600m隧洞洞向为N69°E，过弧段后隧洞洞向为N60°W。隧洞穿过地层为侏罗系中统官沟组（J2g）上段弱风化、弱风化夹微风化紫红色泥岩夹少量灰紫色石英细砂岩，岩层产状为走向N5°E，倾向SE，倾角30°，洞向与岩层走向夹角大于30°。节理裂隙很发育，以1、2、3组为主，且张开有泥，地下水活动中等，施工时沿裂隙面有大量滴水、线状流水。总体说来围岩及不稳定，隧洞开挖工程中，边墙、拱顶极易坍塌变形，可能经常边挖边塌，甚至出现地面下降或者冒顶，变形破坏严重。需支护紧跟或者超前支护。第二段：桩号K0+800—1+020、K1+620-1+638、K1+638—2+167段，隧洞洞向为S60°E。隧洞穿过地层为侏罗系中统官沟组（J2g）上段微风化上段紫红色泥岩夹少量灰紫色石英细砂岩，岩层产状为走向N5°E，倾向SE，倾角30°，洞向与岩层走向夹角四川巴中市化成水库登高寨隧道引水隧洞工程引水隧洞初期支护施工方案第4页共51页大于30°。节理裂隙很发育，以1、2、3组为主，破碎，局部夹泥，层间错动常见，结合较差，地下水活动轻微～中等，易构成不稳定块体或存在不利结构面组合。总体来说，围岩不稳定，为Ⅳ类围岩。隧道开挖过程中，自稳时间很短，拱顶常塌落，边墙也有失稳现象，时间效应明显，可能产生较大的变形破坏，需及时支护。第三段：剩余段为III类，洞向为S60°E，过弧段后隧洞洞向为N17°W。隧洞穿过地层为侏罗系中统官沟组（J2g）上段微风化下段紫红色泥岩夹少量灰紫色石英细砂岩、侏罗系上统飞天山组（J3f）微风化下段紫红色含砾长石石英粗砂岩、长石石英砂岩、钙质粉砂岩，岩层产状为走向N5°E，倾向SE，倾角30°，洞向与岩层走向夹角小于30°。节理裂隙不发育，岩层呈厚层状，无控制性软弱结构面，地下水活动轻微，施工中沿岩体结构面有渗水或滴水。总体来说，围岩局部稳定性差，可短期稳定，Ⅲ类围岩。但强度不足，局部会产生塑性变形或小中等塌落，需采取适当的支护处理措施。二、编制依据1、登高寨工程引水隧洞工程施工招标文件。2、登高寨工程引水隧洞工程投标文件及合同文件。3、与本工程项目有关的国家标准和水利水电工程行业标准。4、本项目工程施工及管理特点、主体工程布置特点。5、我公司以往承担的类似本工程引水隧洞的施工经验。6、《中华人民共和国环境保护法》7、《中华人民共和水法》8、《中华人民共和国河道管理条例》9《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》（GB50275-98）10《水工金属结构防腐蚀规范》（SL105-95）等............三、编制说明四川巴中市化成水库登高寨隧道引水隧洞工程引水隧洞初期支护施工方案第5页共51页登高寨工程隧洞全长约4780m，穿过地层为侏罗系中统官沟组（J2g）上段紫红色泥岩夹少量灰紫色石英细砂岩、飞天山组（J3f）下段紫红色含砾长石石英粗砂岩、长石石英砂岩、钙质粉砂岩。围岩类别以III类为主，IV、次之。为保证施工过程及引水隧洞安全，我部根据实际地质情况编制本引水隧洞临时支护方案以确保安全。根据登高寨工程引水隧洞工程的围岩类别，我项目部特制定了III类围岩、IV类围岩、临时支护方案以便于及时地对引水隧洞进行临时支护，保证施工进度及施工安全。四、施工前期工作（一）便道整治隧洞施工必经三条村社道路，我项目部踏勘现场时，【据当地村民、村委说，在2002年到2010年隧洞原开挖施工方及巴州区水务局对借用道路有过承诺，（部分道路给地方硬化）。在开挖完工后，没有任何人处理。现在要施工必须先行硬化道路否则不得允许通行，即便硬化后借用道路，载重不得超过10吨】道路基本毁坏，需要整治、维修及新开道路。。（1）进口工区施工便道为石门-候家沟村6Km，该段道路坡陡、路窄，已硬化道路3.6Km，土路约2.0Km。已硬化道路有三段路边已被水毁，淘空路基，最严重的在候家沟碾子湾，也就是牟正孝房后，边坡垮塌26米长，硬化道路3米，路面底部淘空1.3米—1.7米宽，底部落空10多米深当地村民临时使用圆木斜支撑水泥板。就人行通过都很危险。此处向下200米水泥路面结束，至水库为泥夹石便道，后面为土路。由于年久失修，无人维护，加之积水浸泡已经泥烂不堪。施工车辆运送施工材料无法通行，需要重新修整。（2）出口工区施工便道为天星桥水库-凌云二村断桥河4.5Km左右。该路段基本为泥夹石路面，该便道路况差，载重车通行较困难。断桥河到出口已无道路，需新开便道1.13KM。四川巴中市化成水库登高寨隧道引水隧洞工程引水隧洞初期支护施工方案第6页共51页（3）支洞工区施工便道为石门-长角梁村长约3Km。其中已硬化路段2Km左右，道路限宽限重，材料运输不得超过10吨，运输成本相应增加35-55元/m3。后1KM为泥夹石路面，在张朝元房前50米路基严重毁坏，路基软需要换填。2、便道修整便道方案（1）水泥路便道路两边先用小型挖掘机或人工清理边沟以利排水。泥夹石便道先用挖掘机清理平整路面及边沟，再铺设4.5m宽30cm厚片石，用挖掘机整平并碾压密实。部分年久失修的烂泥路段，必须换填处理。先用挖掘机挖出烂泥，用条石回填基坑，压实后，再在上面回填30cm厚片石并整平压实。在弯道处便道加宽1.0m，并每隔100m增加25m长2.2m宽会车道。便道两侧用挖掘机或人工开挖排水沟以利于排水。排水沟宽度不小于50cm，深度不小于50cm。（2）出口工区便道中间有一条溪沟穿越便道，位于王家院回首300米处。在该处修建一长5m宽4m的涵洞以利于雨季排水。先用挖掘机清理基础，再用条石砌筑，条石间缝隙用M7.5砂浆勾缝。涵洞洞口宽2m，长度为路面宽度，涵洞左右两侧用M7.5浆砌片石砌筑防止河水冲刷。涵洞上面铺填30cm厚片石并整平压实。（3）出口工区便道原断桥河临时桥梁受洪水冲刷已垮塌一半，需要重新修建连接桥面，桥面两侧用C25块石砼浇筑，中间铺设块石平整压实。然后在上面铺设3.0m宽25cm厚C25素混凝土。（4）所有便道需要排水处增设一圆管涵，圆管为ø600水泥管。埋设涵管时，先用挖掘机挖出埋设处基坑，基坑用片石铺填平整并压实，浇筑15cm厚c15砼，再用挖掘机配合人工摆放好水泥涵管，拼装好后用水泥砂浆把接缝填塞密实。再用挖掘机配合人工填塞砂砾土至管道两端并人工压实。再在上面铺设50cm厚片石并整平压实。（5）出口老路张明清家回首20米危桥加固，该桥为石拱桥，因年久失修，引桥部分两侧浆砌条石在冲车碾压下发生外移松动及部分垮塌。在封路维修时，先用挖掘机清除松动和外移条石，并开挖至基础，再用新购条石浆砌，为了维修后桥梁稳固，四川巴中市化成水库登高寨隧道引水隧洞工程引水隧洞初期支护施工方案第7页共51页改以前纵向铺砌为横向铺砌。现场用挖掘机配合人工用M7.5砂浆满铺砌筑。砌筑完成后中间回填片石整平并压实。（6）进口及支洞段便道部分水泥路面下路基边缘被流水长期冲刷导致下口掏空，辎重车通行路面易损坏，需进行片石回填加固。该掏空部分加固采用人工回填片石灌浆饱满。。（7）支洞张朝元家斜对面住房后，路基松软，堡坎因长期重车碾压部分外移损坏和滑塌。造成通车困难。堡坎距离房屋不足2米，修筑需用人工开挖，先移出滑塌损坏的堡坎并挖到下部基础，再用浆砌片石或条石进行浆砌。浆砌石必须要求砂浆满铺，勾缝密实。上面再用泥夹石回填整平严实。3、新开道路此段新开道路位于出口至王社长房后，总长11