引水隧洞施工方案

湖北大禹水利水电建设有限责任公司施工技术方案-1-引水隧洞施工方案曹河水电站工程导流隧洞工程主要包括土石方明挖工程、隧洞爆破开挖、隧洞混凝土衬砌工程、进水口进水塔工程、出水口调压室工程。主要采用机械作业结合人工作业。1、导流隧洞施工方法及程序根据招标文件及图纸资料，本标段导流隧洞长1860m。岩体主要为上寒武统白云质灰岩、灰岩，鲕状白云质灰岩、灰岩，薄~中厚层状。进水口和出水口段明挖采取爆破开挖，装载机配自卸汽车出渣；隧洞石方爆破开挖利用自制凿岩平台使用支腿式凿岩机钻孔，ZL30型装载机配5T自卸汽车出渣。隧洞开挖施工采取三班循环作业，由进水口和出水口两个工作面进行，装载机出渣时，将隧洞底部用小颗粒洞渣回填3.0m宽施工平台，待隧洞贯通以后再从隧洞中部向两侧洞口清除底部施工平台。隧洞开挖程序为：1.1导流洞开挖钻爆设计1.1.1、进水口、出水口石方明挖明挖采取“小台阶法”爆破开挖，沿设计边坡进行光面爆破以保证边坡稳定。石方明挖采用手风钻钻孔，孔深2.50～3.0m，孔距1.0～出水口明挖；进洞锁口进水口施工、洞口明挖，锁口进水口工作面隧洞掘进出水口工作面隧洞掘进进水口工作面隧洞掘进导流隧洞贯穿施工平台清除湖北大禹水利水电建设有限责任公司施工技术方案-2-1.2m，排距0.8～1.0m，单位装药量0.3～0.7kg/m3，单孔装药量1.2～1.6kg。光爆孔孔距0.5～0.6m，孔深2.5～3.0m，线装药密度110～170g/m。明挖采用ZL30装载机装渣，5t自卸汽车运送到指定弃渣场堆放。1.1.2、导流洞开挖导流洞开挖采用一次性爆破成形，在圆形隧洞底部填筑成3.0m宽的施工平台，等隧洞贯穿后再反向清除施工平台。隧洞爆破采用梅花形掏槽开挖；导流洞开挖如图2-1所示。渣料回填施工平台隧洞进水口、出水口工作面掘进断面Ⅰ图2-1导流洞开挖示意图隧洞掘进采用梅花形掏槽，钻孔孔径Φ40～45mm，孔深为3.0m，掏槽孔孔距0.6m，排距0.7m，掏槽孔单孔装药量为2.0～2.5kg。扩挖湖北大禹水利水电建设有限责任公司施工技术方案-3-孔孔距0.7～1.0m，排距0.6～0.9m，单孔装药量1.5～2.0kg，周边采用光面爆破，光爆孔孔距0.5～0.6m，线装药密度为110～170g/m。导流洞掘进、回填施工平台布孔及起爆顺序见图2-2。光爆孔单位：cm111111111112222222222222333333333333333333334444444掏槽区注：图中黑体字1～4为进孔雷管段位。图1-2导流洞开挖孔网布置图1.1.3、起爆网络设计石方明挖采用毫秒电雷管进孔，孔内微差起爆。隧洞掘进中掏槽孔及崩落孔采用毫秒非电导爆管进孔，孔内微差起爆，电雷管集束引爆；周边光面爆破孔采用导爆索引爆。湖北大禹水利水电建设有限责任公司施工技术方案-4-555531331311553131图2-3石方明挖爆破起爆网络图1.2、爆破循环及设备配套计算1）、作业循环计算（1）循环进尺(按2.5m计算)开挖孔深3.0m，每循环进尺L=3.0×0.85=2.5m（2）作业循环时间作业循环时间T=Td+Tm+Ts+Tdp+TmpTd——钻孔作业时间，Td=ΣLd/VdФdKdNdTm——出渣作业时间，Tm=60Vm/PmNmKm导流洞出渣每个工作面采用一台ZL30装岩机装车，每台装岩机生产率为：Pm=60qkekchkq/T=20.1m3/hTdp——与钻爆有关的辅助作业时间，取Tdp=120minTmp——出渣辅助作业时间，Tmp=75minTs——支护时间，Ts=30min湖北大禹水利水电建设有限责任公司施工技术方案-5-Td=36×2.5/（0.166×0.7×0.85×4）=228minTm=60×20.43×2.125/20.1×0.7×1=185minT=Td+Tm+Ts+Tdp+Tmp=638min=10.63h，断面长1860m，按双面作业计算隧洞掘进需要214天。2）、钻孔及开挖设备配套钻孔采用5台YT-28支腿式凿岩机，导流洞进水口布置20m3电动空压机1台；出水口布置20m3电动空压机1台，并在每个洞口各配备3.0m3移动式空压机2台。导流隧洞洞口石方明挖采用一台ZL30装载机装渣，隧洞进水口和出水口各配备1台ZL30装岩机装渣，2台5T自卸汽车进行出渣。3）、隧洞掘进循环时间表序号项目工作量作业时间(min)循环作业时间（h）备注12345678910111手风钻就位、放线4台402钻孔156m2283设备退出4台204装药和爆破605通风散烟306清理、设备就位457出渣50.0m31858支护301.3、隧洞开挖通风、照明、排水及通讯等1）、通风由于本工程隧洞隧洞断面较大，隧洞通风主要考虑爆破散烟所需风量。导流洞每个断面需选用2台22kw的kj66-11轴流式通风机可满足要求。考虑到本工程的施工特点和洞长，共计布置4台22kw的通风机进行排风。湖北大禹水利水电建设有限责任公司施工技术方案-6-2）、排水导流洞开挖施工排水主要考虑进水口段，导流洞出水口段由于是设计向下游的顺坡，可不考虑人工排水。进水口段排水在靠近工作面低洼处设置集水坑用0.55kw的潜水泵集中排水。进水口共准备4台0.55kw潜水泵排水，以确保施工场地干燥。3）、降尘隧洞内的降尘隧道钻孔采用注水钻孔，爆破后利用水管在洞内对爆渣洒水进行降尘。4）、照明隧洞内的照明电采用36v电压的照明电路在洞壁3～3.5m高处架空敷设线路进行照明。5）、通讯隧洞内的通讯采用对讲机进行通讯。2、导流洞支护根据招标文件及招标图纸及现场开挖情况,对不稳定岩石采取锚喷进行支护。隧洞开挖过程中对其软弱段、危岩及时进行适当的临时钢筋网构架或钢支撑支护措施，保障施工安全。本工程中主要采用Φ22规格的锚杆，厚度δ=8cm的钢筋网喷射混凝土进行永久支护。钢筋格构架或钢支撑进行临时支护。1）锚杆支护锚杆技术是将一种受拉杆件的一端固定在边坡或地基的稳定岩土中，另一端与建筑物、构筑物以及不稳定的岩土相连，从而利用地层的锚固力以维护建筑物（或表土层）的稳定。湖北大禹水利水电建设有限责任公司施工技术方案-7-1、锚杆材料锚杆杆材选用Φ22规格的螺纹钢。注浆锚杆的锚固砂浆水泥采用32.5Mpa以上的普通硅酸盐水泥，砂采用粒径小于2.5mm的坚硬干净的中细砂。水泥砂浆的配合比通过试验选定。2、锚杆施工（1）钻孔采用风钻成孔，孔径Φ40mm，孔位偏差不大于100mm，孔深偏差不大于50mm。成孔后，坚硬岩石要对钻孔进行风水冲洗，对易软化岩石进行压风清孔。（2）锚杆按设计长度裁剪制作好。砂浆采用机械拌和，拌制好的砂浆通过压浆泵输送到钻孔内，插入钻孔的输浆管管口距孔底5～10cm，待砂浆从孔口流出，拨出输浆管，最后插入锚杆。（3）刚施工的锚杆，在砂浆硬化之前，不能承受外力或由外力引起的锚体移动。锚杆施工的工艺如下图。图2-1锚杆支护施工工艺流程图3、锚杆施工的现场试验与质量检验：锚杆施工前应对确定的施工工艺进行试验，主要是检查注浆密实度。试验前，向监理报送试验计划，经监理审批后，采用现场施工相同的材料、技术要求和施工工艺进行注浆密实度试验。对锚杆的材质应进行检验。在有代表性的岩体洞口、隧洞分层分段开挖成型锚杆布孔、钻孔杆体除锈钻孔冲洗压力注浆插杆湖北大禹水利水电建设有限责任公司施工技术方案-8-中做拉拔力试验，直至将锚杆拔出或将锚杆拉断，求出极限抗拔力。拉拔力试验只做到（1.0～1.2）To（To：设计抗拔力），对已支护的锚杆进行抽检试验，当拉拔力达到规定值，应立即停止加载，结束试验。2）喷射砼支护喷射砼支护是借助喷射机械，利用压缩空气或其他动力，将按一定比例配合的拌和料，通过管道输送并以高速喷射到受喷面，用以提高表层岩（土）的稳定性的一种支护方法。1、喷射砼喷射砼的材料按招标文件的要求选取，配合比通过室内试验和现场试验选取。喷射砼以4cm为一层进行喷射施工。2、喷射砼的拌制和喷射机械砼的拌制采用0.25m3的滚筒式拌和机洞内拌和，其配合比由试验确定。喷射机采用QP10砼喷射机。3、喷射施工（1）喷射施工前应清除隧洞受喷面的浮石，用风水冲洗喷面，对遇水易软化的岩层，采用压风清扫岩面；（2）按一定的控制网格，埋设厚度标志，以便控制和检查喷层的厚度；（3）选择合适的供水量、喷射角以及喷嘴到受喷面的距离，以加快施工速度，降低回弹率；（4）喷射分层的厚度应根据喷射方向和是否加速凝剂具体选定；（5）当受喷面较大时，应分段分块施喷，块与块之间设施工缝。施工缝应喷筑成斜面；（6）喷嘴指向一个地点的时间不应过久，因为这样会增加回弹并难于取得均匀厚度。喷嘴应稳定而有节奏地作园形和椭园形移动；湖北大禹水利水电建设有限责任公司施工技术方案-9-（7）喷射砼终凝2h后，利用喷射机进行风水养护，气温低于+5°时，采用薄膜养护或监理人批准的其它方式进行养护。喷射砼的施工工艺如下：图2-2喷射砼的施工工艺流程图3）锚喷支护锚喷施工的工艺如下图。图2-3锚喷施工工艺流程图（1）施工方法及技术要求①锚杆挂网锚杆采用Ｌ＝3m，直径22mm的钢筋。锚杆埋设深度根据具体工程设计情况而定，误差不大于50mm，孔位偏差不大于100mm，锚杆轴向孔斜度满足设计要求，具体施工方法同岩石锚杆。②挂网基坑、隧分层分段开挖成型渗水点埋管引渗锚杆施工埋设喷层厚度控制标志岩面清理清洗挂网施工砼养护喷射砼施工基坑、隧洞分层分段开挖成型渗水点埋管引渗岩面清理清洗埋设喷层厚度控制标志配料配料拌和运输干喷机喷嘴受喷面压缩空气水砼养护拌和运输湿喷机喷嘴受喷面水压缩空气砼养护速凝剂湖北大禹水利水电建设有限责任公司施工技术方案-10-钢筋网采用机制镀锌铁丝网，丝线直径3.0mm，网目尺寸8×12cm，抗拉强度380Mpa，利用活动工作台，人工现场挂设。钢筋网在开挖面喷射一层砼后，沿受喷面铺设，保护层厚度不小于3cm，局部采用扎丝牢固绑扎。在受喷面滴水部位埋设导管排水。③喷砼喷砼作业时可采用2台QP10型喷射机进行，严格执行喷机操作规程，及时调整喷头至受喷面的距离和角度，螺旋状前进。供料要连续，保持喷射机工作风压稳定。控制好水灰比，保证水压水量稳定。当喷射面完全形成后，将排水孔的孔塞开启。喷射的回弹率不应大于15％。该作业对气温要求严格，气温低于+5℃，混合料进入喷射机的温度不应低于+5℃；普通硅酸盐水泥或矿渣水泥配制的喷射砼在分别低于设计强度30%和40%时，不得受冻。（3）施工材料质量控制①水：采用符合饮用水标准的水源作为拌合、养护用水。②水泥：水泥砂浆锚杆选用符合国标的42.5普通硅酸盐水泥。③砂：砂浆锚杆用含泥量小于3％、云母及有机质含量小于2％、细度模数2.5的砂。④钢筋网：采用机编制钢筋网，钢筋直径φ3.0mm，施工时钢筋的绑扎和焊接按GB50204-92的规定以及施工图纸的要求执行。⑤配合比控制锚杆砂浆水泥：砂＝1：1～1：2（重量比）水泥：水＝1：0.38～1：0.45（4）施工过程质量控制施工时，每班对喷射混合料、锚杆用水泥砂浆配合比及拌合料的均匀性进行两次检查。湖北大禹水利水电建设有限责任公司施工技术方案-11-喷层厚度，对于未达到厚度的进行补喷。对检查所发现的喷射面的鼓包、剥落应立即进行修补。对于锚杆深度、倾斜度、孔位偏差等跟班检查，并作好记录。锚杆作抗拔试验。3、导流洞砼施工导流洞工程砼主要有进水口进水塔C20砼、隧洞衬砌砼、进出口调压室砼。进口砼主要利用进口处的0.50m3砼拌和站拌制，HB－60型砼输送泵将砼送入仓内浇捣成型。出口段砼主要用进口处0.50m3砼拌和站拌制，HB－60型砼输送泵送入仓内浇捣成型。1）工程量及引用标准、规程、规范引用标准及规程规范主要有：《水工隧洞设计规范》SL279—2002《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204—92《混凝土质量控制》GB5016—92《中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》GB200—89《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175—92《普通砼配合比设计规范》JGJ/T155—2000《砼泵送