输水隧洞开挖施工措施.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date输水隧洞开挖施工措施导流洞施工作业指导书目 录1、概述11.1工程概况11.2工程地质及水文地质21.3主要工程量22、编制依据33、施工布置33.1风水电系统33.2施工道路43.3施工排水及通风除尘44、施工方法44.1输水系统开挖施工程序44.2进水口、输水洞出口土石方明挖44.3输水隧洞洞挖54.4岔支管及阀室、连接水池开挖114.5连接渠道土方开挖114.6输水系统土石方回填114.7支护施工125、安全技术保证措施146、质量保证措施157、文明施工与环保措施168、主要施工设备及人员178.1主要施工设备配备178.2主要施工人员配备179、施工进度安排171、概述1.1工程概况输水系统布置在左岸，主要由输水明渠、分层进水口和输水隧洞、钢岔管、阀室、连接池、倒虹吸等组成。进水口采用分层取水的塔式结构，底高程140.5m。进水塔内采用1道钢筋砼拦污栅、3道工作钢闸门和1道事故闸门。进水口孔口尺寸为2.0×2.0m。输水隧洞位于塔后，长187.3m，底坡1/50，开挖断面直径2.4m，衬后断面直径1.8m，C20钢筋混凝土全段衬砌。阀室下游设连接池，尺寸20×20m，深6.0m，四周设C20砼挡墙。倒虹吸采用钢筋混凝土预制管，内径0.8m，壁厚0.25m，全长410m。1.2工程地质及水文地质本工程流域泾流主要由降水形成，坝址以上流域设计多年平均流量为0.438m3/s，多年平均泾流总量为0.1383亿m3，多年平均泾流深为813.3m。据*市气象站观测资料，多年平均气温17.1，极端最高气温42.0，极端最低气温-10.7，平均水气压16.9hpa，平均相对湿度77%，水面蒸发量1342.1mm，平均风速2.6m/s，实测最大风速16m/s，相对风向N、SSW，多年平均最大风速12.1m/s。输水建筑物基岩为侏罗系上统高坞(J3g)组熔结凝灰岩(青灰灰紫色)、火山碎屑结构、块状构造，新鲜岩石紧密致硬。区域断层F1与隧洞交角较小，受其影响，部分洞段围岩较为破碎，围岩类别以类为主。1.3主要工程量输水系统工程量表序号项目名称单位工程量备注1取水口工程1.1取水口土方开挖m325861.2取水口石方开挖m381222输水隧洞2.1平硐石方开挖m310513连接池3.1土方开挖m334393.2土方回填m325203.3石方开挖m313104东干渠4.1土方开挖m350344.2土方回填m3101215中干渠5.1土方开挖m316385.2土方回填m387736西干渠6.1土方开挖m32526.2土方回填m34822、编制依据1、*市*水库除险加固工程大坝土建标施工招标文件（合同编号：*-01）。2、中水*市*水库除险加固工程大坝土建工程的投标文件（合同编号*-01）及施工组织设计。3、*市*水库除险加固工程输水系统施工设计图纸。4、根据招投标文件明确的国家及有关部门的设计规范，施工技术规程、规范，质量检验评定标准及验收办法。5、根据我局的科技成果，技术水平及多年从事类似工程的施工经验。3、施工布置3.1风水电系统施工用风主要用于TY26型手风钻钻孔，每台用风强度为3m3/min。施工由3台10m3/min空压机供风，其中一台备用，用2钢风管延伸接入，距作业面30m改为高压橡胶软管接至用风器具。施工用水主要是供手风钻钻孔，洒水除尘，岩壁基岩面冲洗及喷锚支护等。施工供水由附近施工供水系统通过主管引接至工作面，距作业面30m改为1寸高压橡胶软管接至用水器具。 施工用电分动力用电和照明用电，供电由附近变压器接入，明挖完成后在洞口设临时配电柜,然后接入各施工用电设备。洞内照明，采用低压照明(36V)，沿洞壁架空布设。照明电缆采用塑胶护套线，开挖面采用投光灯照明，严禁使用碘钨灯。3.2施工道路施工道路主要解决施工出渣的运输，由施工时隧洞内用石渣铺垫而成的道路形成，并运输至洞口外指定的弃渣场地。3.3施工排水及通风除尘输水隧洞开挖从两头掘进，上游的集水采用人工用水桶排出，下游开挖为顺坡开挖，洞内的施工排水采用明沟排水方式排出。通风排烟采用2台15KW的轴流风机，采用压入式通风。除尘采用洒水除尘的方法。4、施工方法4.1输水系统开挖施工程序西干渠土方开挖施工测量放样进水口、输水洞出口明挖输水洞石方洞挖岔支管及阀室、连接水池土石方开挖施工准备东干渠土方开挖中干渠土方开挖4.2进水口、出口土石方明挖4.2.1土方明挖1、植被清理植被清理采用人工进行，施工场地清理延伸到离施工图所示或监理人规定的最大开挖边线，同时注意保护清理区域附近的天然植被。2、表土挖除按监理指示的表土开挖深度进行开挖，将开挖的有机土运至指定区域堆放，防止表土流失。进行环境保护整体规划，合理使用有机土壤。3、土方开挖土方开挖从上至下分层分段进行，用挖机逐层进行剥离，施工时随时作成一定的坡势，以利排水，开挖过程中避免稳定范围内形成积水。出渣采用挖掘机配以自卸车，经出渣施工道路运往弃渣场。挖机剥离土方，边坡上部土坡度留适当修坡余量，再用人工修整。土方开挖前，为避免开挖边坡受雨水冲刷，在边坡上部设山坡截水沟。土方明挖过程中，如出现裂缝和滑动迹象时，立即暂停施工和采取应急抢救措施，并通知监理人。必要时，按监理人的指示设置观测点，及时观测边坡变化情况，并做好记录。4.2.2石方明挖石方明挖采用TY26型手风钻钻孔分层开挖，开挖分层厚度34m，边坡采用光面爆破,梯段采用微差起爆的控制爆破方法。爆破石渣由液压反铲配自卸车出渣至业主指定弃渣场。4.3输水隧洞洞挖4.3.1施工方案输水隧洞长205m，底坡1/50，开挖断面直径2.4m，采用TY26型手风钻钻孔、全断面一次爆破成型，周边采用光面爆破，部分欠挖采用手风钻修规或局部人工凿除。洞挖石渣采用人工装自卸式拖拉机出渣。出洞后卸至洞口出渣平台，而后运至中转储料场。4.3.2洞挖工艺流程炮孔放样钻 孔装 药起 爆通风排烟安全处理出 渣清 底洞挖工程工艺流程见下图。4.3.3洞挖施工方法1、施工测量根据输水隧洞开挖情况及时布设基本导线和施工导线。基本导线按四等要求布设，闭合至洞外首级控制点。高程点以四等要求随基本导线点同时布设。施工导线每50米选埋一点，并每隔数点与基本导线闭合。洞内每10米在洞壁上标注桩号，并在洞壁标注高程。洞内施工测量仪器采用全站仪，开挖放样以施工导线标定的轴线为依据，掌子面上标定隧道中心线、腰线及开挖轮廓线。隧洞贯通后，及时进行贯通测量，并对贯通误差进行调整和分配。2、钻孔爆破开挖采用TY26型手风钻钻孔，每次钻孔深度2m左右，掏槽孔钻孔深度2.25m，平均循环进尺2m左右。根据岩性及地质情况，掏槽孔采用平行直孔掏槽的方式，周边均采用光面爆破，周边孔孔距不大于60cm。炮孔具体布置见输水隧洞洞挖孔位布置图。装药采用人工装药。(1)爆破参数如下： a 光面孔爆破参数 孔径 42mm 孔距 a=50cm 最小抵抗线 w=4555cm 药卷直径 d=22mm 不偶合系数 k=1.9 线装药密度 q=350450g/mb其他孔 崩落孔 孔径 42mm 孔距 a=60cm 掏槽孔 孔径 42mm 孔距 a=1530cmc 钻孔参数见下表 开挖断面钻孔参数表名 称掏槽孔崩落孔周边孔孔径mm424242孔距cm15306050孔深m2.252.02.0钻孔角度垂直掌子面垂直掌子面向外2°3°注：以上参数为参考值，施工时将根据爆破效果再作调整。(2)装药结构和起爆：周边光面孔采用细药卷，周边炮孔的底脚孔装一个32药卷，以克服岩体的挟制作用。爆破顺序应由内到外分段起爆，先爆掏槽孔，再爆崩落孔，最后起爆周边光爆孔。(3)作业循环参数洞 挖 循 环 作 业 时 间 表序号工作内容时间(min)作业时间(h)1234567891011121准备工作302测量放样303钻孔1804装药455通风排烟456洒水安全撬挖607出碴2708清底60累计时间7203、安全处理爆破通风散烟以后，撬挖及安全处理工作采用人工进行安全撬挖，排除危石，为出碴及以后各工序创造安全条件。由于爆破作业，岩石的应力释放，岩壁局部出现松弛，可能会产生掉块和新的危石，因此，配备专职安检人员经常检查和安全检测，确保施工安全。4、洞内出碴洞挖石渣采用人工装自卸式拖拉机出渣。出洞后卸至洞口出渣平台而后用反铲装自卸汽车运至中转储料场。5、清底在下一个工作循环之前，对掌子面进行彻底清理，把危石处理干净，并清除底部松碴，对岩埂用手风钻进行俢规。4.3.4爆破振动测试及收敛观测1、爆破震动测试为防止开挖爆破对附近围岩、支护结构等造成震动破坏，在开挖过程中，每次爆破都需进行爆破控制，限制爆破单响最大起爆药量，使爆破区附近的质点最大震动速度值控制在允许范围内。开挖时做好爆破质点垂直震动速度值监测试验，寻求V=K(Q1/3/R)公式中K、参数，以指导爆破设计。根据规范规定的安全质点振速，来限制各次爆破的最大单段起爆药量。控制方法：根据公式：V=K（Q1/3 /R ）a求得： Q=(×R3其中：Q允许最大单段药量（kg）； V质点允许最大震动速度值（cm/s），根据招标文件第4.4.7条及水工建筑物地下开挖工程施工技术规范（DL/T5099-1999）确定； K、与地形、地质条件有关的常数，根据爆破试验确定； R防护目标与爆破区几何中心的距离（m）。根据所求得的Q值，控制每次爆破的最大段药量。2、施工期收敛观测施工观测断面选在地质条件相对较差的、围岩，选34个观测断面。测点布置在拱顶，两侧边墙上、中部及地质条件变化处。观测项目主要以变形观测为主。(1)观测目的： 在施工期间为保证施工的安全，需要及时了解洞身的稳定状况，进行洞身的径向收敛的观测。施工观测断面选在地质条件相对较差处，选34个观测断面。测点布置在拱顶，两侧边墙上、中部及地质条件变化处。观测项目主要以变形观测为主。(2)观测方法 a 选点：在有断层和相对比较危险的地方选择观测断面，在埋点部位将松动岩石清理干净，每个断面埋设5个点位。b 埋点：使用冲击钻打孔，将膨胀螺栓（一端带挂钩）埋入，水泥沙浆灌缝，确保稳固。c观测：使用收敛观测仪进行观测，观测前将收敛计进行率定，进洞观测时要测量洞内温度，测量出的数据要进行温度改正，每个点的观测要读数3次取平均值，观测时间根据实际情况确定。d成果：将每次观测成果收集整理，并绘制曲线图，如果曲线有稳定下滑的趋势，或者有突然下降（超过2mm）的时候，要及时通知相关人员，及时撤离并采取有效支护措施。4.3.5破碎围岩段施工根据相关地质资料显示，F1断层与隧洞交角较小，受其影响，部分洞段围岩较为破碎，围岩类别以类为主，破碎围岩段开挖时，尽量减少对围岩的扰动，采用先护后挖、边挖边护的施工方法，必要时采用多循环，短进尺，分部开挖、分部支护的方法。施工程序如下： 1、开挖前先安设超前锚杆（管）； 2、采用光面爆破，控制每循环进尺为1.01.5m； 3、每次爆破后立即喷砼封闭岩面； 4、出渣后钻孔安装径向锚杆、挂网喷砼，必要时安设钢支架增加支护能力。4.3.6断面规格控制措施为使输水隧洞开挖断面满足要求，施工过程中需采取以下控制措施：1、所有开挖轮廓线均采用光面爆破形成。2、周边孔钻孔时定人、定机、定区域钻孔，落实钻孔质量责任制，外偏角控制在3°以内。周边孔开孔孔位由测量放样精确定出。3、严格控制钻孔深度。4、周边孔爆破采用不偶合装药，控制残孔率一般不小于80%，每轮爆破后进行总结，优化爆破参数。4.4岔支管及阀室、连接水池开挖岔支管及阀室、连接水池土石方开挖总量约为13347m3，基础均采用液压反铲开挖，局部石方地段采用手风钻钻孔爆破清除。4.5连接渠道土方开挖连接渠道包括东干渠、中干渠及西干渠，土方开挖总量约为6924m3，开挖主要采用反铲配自卸车装运至业主指定的弃渣场。 4.6输水系统土石方回填4.6.1施工范围本工程土石方回填主要是指连接水池、渠道等工程部位的土石方回填等，土石方回填工程量约22569 m3。4.6.2施工方法土石方回填程序主要包括填筑层验收、测量放样、填筑料挖装、填筑料运输、卸料、洒水、摊铺平整、振动碾压实和质量检测验收等工序1、填筑层验收在施工作业面长度达100m以上时，对各种建基面均要经过验收合格后即可开始回填施工，对于混凝土建筑物周围的填土还要待混凝土的强度达到要求后方可填筑；对于管身段顶部的回填土施工必须待混凝土的强度达到设计强度的100%后方可填筑。2、测量放样各层填筑前，对各料填筑部位的设计尺寸和外坡测量放样，确保其尺寸符合设计要求。3、填筑料挖装卸采用1m3反铲挖掘机或3 m3装载机从中转储料场挖装土石料，15T自卸汽车运料至施工部位卸料，卸料时将填筑料按要求填至规定部位，严禁将砂砾料或其它透水料与黏性土混杂并设专人清除土料中的杂质。4、摊铺平整土石料施工时要注意控制填料中土块粒径不大于l5cm。砂砾料或砾质土发生颗粒分离时，将其拌和均匀。管身两侧、上部和挡土墙后面的回填土石料中，最大粒径不大于15cm或铺土厚度的2/3，填筑时不得发生粗骨料集中架空现象。填土先从基础面低洼处开始，恢复回填至原地面高程，采用TY220推土机平土。虹吸管两侧同步对称下料，两侧墙填土必须平行上升使虹吸管受力均衡，填筑堤身时，在设计边线外侧各超填一定余量：人工铺料为10cm；机械铺料为30cm。5、洒水碾压土石料压实前根据试验结果若填筑料太干时，在碾压前喷洒水量水，力求达到最佳含水率。作业面分层统一铺土、统一碾压。碾压设备主要采用14t振动碾，平行虹吸管轴线方向进行，进退错距法碾压，碾压搭接宽度10cm20cm。碾压时控制行车速度，最高不超过2km/h。碾压遍数纯土一般采用静碾68遍，砂砾料及渣料采用动碾68遍，具体根据试验确定。靠近岸坡和建筑物附近采用蛙式打夯机薄层夯实，蛙夯或平板夯夯不到的边角部位，用木锤或尖头木夯夯实。为保证夯机压实和振动碾交接带的压实质量，每填筑3层，再用打夯机夯打3遍。土体的压实度必须达到设计要求。分段碾压时，相邻两段均衡上升。当段与段之间不可避免出现高差时，交界处以斜坡相接，坡面不小于1:3。重迭碾压宽度平行堤轴线方向不小于50cm，垂直堤轴线方向不小于3m。6、质量检测验收严格按照有关施工规范以及招标文件的有关规定进行土方填筑的质量检查与取样试验，服从监理工程师的质量监督和指导。4.7支护施工具体的支护方案根据实际开挖后现场的的地质情况经地质鉴定后确定，在此只介绍锚喷支护的施工工艺。4.7.1锚杆支护施工程序与方法1、砂浆锚杆施工程序测量放样确定孔位孔口固定造 孔注浆、插杆锚孔验收验 收无损检测洗 孔2、主要工序施工方法锚杆孔位按设计要求布置，孔位布置由测量放样确定，重要部位锚杆在岩壁上标出每一个孔的孔位，孔位误差满足规范及设计要求。施工时采用48×3.5mm钢管搭设脚手架形成钻孔、喷锚工作平台，孔径48mm。每个孔的孔深、孔向和方位角等参数满足设计要求，钻孔结束后，用风水联合冲洗。由工作平台注浆插杆，采用先注浆后插杆的方法，注浆管先插入孔底，注入沙浆后慢慢地往外拔，全孔注满后，插入锚筋至设计深度后，进行孔口固定。但孔较深或孔向大角度朝下时，先插入锚杆及注浆管、排气管，孔口封堵后再进行灌浆，确保全孔灌注饱满密实。砂浆配合比通过实验确定，并掺适量的速凝剂。4.7.2喷射混凝土施工1、混凝土喷射施工前的准备工作(1)施工设备材料需准备就绪并经检查试验符合要求。(2)冲洗干净,松动浮石清除完毕。(3)钢筋网按设计间距安装并锚杆连接。(4)岩面渗水点引导集中外排处理完毕。(5)安设喷层厚度标志。2、喷混凝土喷混凝土在锚杆注浆后进行,采用“湿喷法”施工,主要工艺流程见下图: 细骨料粗骨料水泥 搅拌机拌和 砼喷射机 喷嘴 受喷射面水 速凝剂外加剂 空压机 压缩空气3、施工要求(1)喷混凝土在施工前必须先将受喷面松动岩块,浮碴等杂物清除、冲洗干净,如遇地下涌水时,必须采用断源截流、打孔引流、埋管导流等有效措施处理后才能喷射。(2)同一作业面喷射混凝土应分层进行,一次喷射层厚按不超过50mm,后一层在前一层混凝土终凝后进行,若终凝1h后进行喷射,应先用风水清洗受喷面。 (3)喷混凝土时喷嘴在可能条件下应保持与岩石面距离约8001200mm，喷嘴的方向应与工作面垂直。在钢筋周围实施喷混凝土时，喷嘴应更近些，方向也应略偏，以便埋住钢筋。并填满钢筋与岩石面之间的空隙。(4)在喷射过程中应防止回弹混凝土进入已完成的喷层中，回弹出来的混凝土不能再使用，且必须从工作面上清除。(5)在喷混凝土时，受喷面的任何流水或渗水都应采用集水坑、排水管、油毛毡条或其它获准的措施加以引导。在指定的喷混凝土部位中应按施工图纸的要求预留排水孔或排水管出口，以消除喷混凝土所受的水压力。 (6)在明挖中爆破工作距离喷面的安全距离由监理人批准。 (7)在地下开挖中，可将喷混凝土支护一直延伸到距开挖面2m以内，喷混凝土2小时内，在其30m范围内不应进行爆破。 (8)喷射混凝土终凝2h后开始喷水养护,养护时间一般不小于14天,主要部位不小于21天。养护派专人负责、责任到人,确保养护面湿润。 5、安全技术保证措施1、严格执行爆破安全技术措施，并在爆破作业时设立爆破安全警戒线标志，做好人员、设备撤离、防护工作。2、坚持每循环进行敲帮问顶，配合专门设备和专业撬挖工，搞好安全撬除，不留事故隐患。3、对遇岩体裂缝发育不利地质构造时，施工中应特别注意，采取边开挖边支护，具体方法可根据实际情况采用不同手段，如钢格柱支撑、安全锚杆、喷混凝土等，也可降低循环进尺，采用多循环短进尺，加大钻孔密度，少装药或间隔装药，减少单段起爆药量等一系列措施，有效地控制爆破对围岩的破坏作用，增加围岩的自稳能力。4、洞内爆破作业放炮时间派专人负责管理。5、加强洞内通风、排烟、除尘，创造一个较好的施工环境。6、建立、健全安全责任制，安全责任落实到人，做好进场人员的三级教育。7、严格执行安全技术操作规程，制定安全施工细则。8、进场工作人员须佩带安全帽，佩带安全上岗证方可进入现场。9、高空作业，使用“三件宝”，即安全帽、安全带、安全网。10、脚手架设护栏、安全网、上下混凝土仓面爬梯两侧设扶手，2m以上的爬梯视情况设安全网。11、施工用电线路均应架空，一机一开关，并设有触、漏电保护器，开关箱要封闭。电工作业必须保证两人以上，一人作业，一人监护。禁止非电气作业人员从事电气作业。6、质量保证措施1、认真阅读设计图纸和设计文件，做好技术交底工作；2、严格施工测量复核制度，避免测量出错，测量人员认真负责，精心操作，满足精度要求，保证测量误差在允许范围内；3、建立健全质量保证体系，配备专职质检人员，制定切实可靠的质量管理制度，开展TQC活动，充分发挥QC小组的作用；4、制定每个工序的作业指导书，开挖严格按照施工技术要求认真操作，符合设计要求及有关规范的规定；5、严格执行质量“三检制”，做好交接班工作，实行谁施工谁负责的责任制度；6、洞室周边开挖孔均采用光面爆破技术，以形成光滑的最终开挖面，使开挖超挖量在允许误差范围之内，并达到最小的爆破应力和裂缝。7、除特别指明处，所有建基面的开挖，均不允许任何形式的欠挖。8、未涉及部分及有特殊要求部分，均按设计、投标文件要求及有关规范执行。9、配齐为签定、测试本工程所用材料的性质、力学指标和工程质量所必须的仪器、设备、劳力、材料和试验样品，使工程质量随时处在可控状态，严格把好质量关。10、尽量采用新技术、新工艺、新材料，对于工程质量中的重大难题，组织科技人员进行技术攻关。7、文明施工与环保措施1、挂牌施工，进出口、洞内工作面均应设立醒目的安全标志。2、工作完成后，做到工完、料尽、场地清。3、在洞口设沉淀池，施工废水经沉淀后再外排，以免造成水源污染。4、施工道路的场地清理面，如表土、草皮、树木和垃圾等运到指定地点废弃，避免妨碍施工及环境。5、弃渣等运到指定弃渣场堆放，弃渣堆放稳定，有较规则的形状，严防弃渣流失或对附近建筑物造成危害。6、遵守环境保护的法律、法规和规章，做好施工区的环境保护工作。7、编制施工区环境保护措施。8、做好施工弃渣的治理措施，保护施工开挖边坡的稳定，防止开挖弃渣冲放河床或淤积河道。9、保护施工区的环境卫生，设置临时卫生措施，保障工人的劳动卫生条件。8、主要施工设备及人员8.1主要施工设备配备序号设 备 名 称型号规格单位数量1手持式风钻TY26台152挖掘机1m3台23装载机ZL30台14空压机(电动)10m3/min台35混凝土喷射机PZ-10C台16轴流风机KJ66-11台27自卸汽车15t辆48农用拖拉机辆29振动碾YZ14t台110自行式周边碾1T台18.2主要施工人员配备序号工种人数序号工种人数1司机46电工22挖掘机司机27施工员23风钻工158安全员14炮工29振动碾司机15装载机司机2合计319、施工进度安排(1)进水口土石方明挖：07年12月01日08年02月28日；(2)输水隧洞出口土石方明挖：07年12月01日08年01月31日；(3)输水隧洞石方洞挖：08年01月31日08年03月31日；(4)岔支管及阀室、连接水池土石方开挖：08年08月29日08年10月28日；(5)岔支管及阀室、连接水池土石方回填：09年03月28日09年04月27日；(6)东干渠土方开挖：08年10月29日08年11月28日；(7)东干渠土方回填：09年01月18日09年06月16日；(8)西干渠土方开挖：09年03月28日09年04月11日；(9)西干渠土方回填：09年06月28日09年07月25日；(10)中干渠土方开挖：09年03月28日09年04月11日；(11)中干渠土方回填：09年06月28日09年07月25日；-