第16章 排水洞、灌浆洞、开挖和混凝土施工.pdf

紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计第 16 章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工第第 1616 章章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工16.116.1 排水洞及灌浆洞开挖排水洞及灌浆洞开挖16.1.116.1.1概述概述右岸条形山脊排水洞位于大坝右岸山脊，共有4 条，其中1#横向排水洞长 455m，出口开挖底板EL766.39m；2#横向排水洞长387m，出口开 挖 底 板 EL819.20m，进 口 与 纵 向 排 水 洞 LT0+315相 接，相 接 处EL820.00m；3#横向排水洞长641m，出口开挖底板EL776.70m；纵向排水洞长 430m，两端部 EL820.63m，EL820.23m。隧洞纵向坡比为：1/500，开挖断面为 330cm 425cm 城门洞形。设计进口明挖总量为4135m3，石方洞挖总量约为25785m3。溢洪道排水洞位于溢洪道桩号约0-002 0+459.5 右侧边坡内。全长约 535m，其中洞桩号0+00 处为 EL850m，0+51.2 处为 EL847.50m，该段纵向坡比 5%；0+51.2 0+357 段，纵向坡度8.5；0+357 0+505 段，纵向坡度 24；0+505 0+5535，段纵向坡比5%。出口 EL741m。开挖断面为 350cm 450cm 城门洞形，设计石方洞挖总量约9842m3。灌浆隧洞一条位于右岸山脊长约254m，在 EL885.4m；一条位于左岸坝肩洞长约 116m，在 EL884.4m；开挖断面尺寸350485cm 城门洞形，设计右岸山脊灌浆洞明挖约1034m3，石方洞挖总方量约5788m3。16.1.216.1.2工程地质条件工程地质条件隧洞所穿过的地层主要由中细粒砂岩，粉砂岩、泥质粉砂岩以及煤质页岩等组成，隧洞轴线通 过部分可 能遇到的 层间剪切破 裂带为L9、L10、L11、L12，以及F3断层。由于风化卸荷作用使岩体松驰，结构面强度降低，可能引起局部岩块失稳，施工过程中应随时实行相应支护工程措施。16.1.316.1.3 施工布置施工布置-244-紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计第 16 章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工一、施工道路1、右岸山脊排水洞开挖施工道路布置：（1）1#横向排水洞施工道路由213 国道 EL780m，处分岔下降至出口 EL766.39m，担当出碴运输。（2）2#横向排水洞施工道路由213 国道 EL780m 处沿洞轴线右侧山坡之字上升到出口EL819.2m。（3）3#横向排水洞施工道路由213 国道约 EL780m 分岔下降至出口 EL776.7m。道路路面宽 9m，最大纵坡 10%。2、溢洪道排水洞开挖施工道路利用相应于洞高程的溢洪道明挖出碴施工道路。3、灌浆洞开挖施工道路布置。右岸山脊灌浆洞开挖施工道路利用相应于洞口高程溢洪道明挖出碴施工道路。左岸坝肩灌浆洞开挖施工道路利用相应于洞口高程左坝肩开挖施工道路。二、供风施工接受一台17m3/min 移动式柴油压风机提供，右岸山脊排水洞布置在横向洞出口四周，各配一台；溢洪道排水洞布置在洞口四周的平台上，进出口各配一台；灌浆洞布置在洞口四周的平台上，各配一台；通过供风管路接到开挖工作面。三、供水及供电右岸山脊排水洞施工用水，右岸EL910 水池供应，用电由供电系统接入。溢洪道排水洞施工用水及用电均由溢洪道明挖供水、供电系统接入。灌浆洞施工用水及用电均由溢洪道明挖和左坝肩明挖供水、供电系统接-245-紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计第 16 章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工入。各用电工作面需安装一台触漏电爱护器，洞内各种线路均架空敷设，动力线路接受BLV252三相四线，照明接受2.522 的橡胶绝缘电缆线，且与动力线应有一定距离，洞内交通照明每隔8-10m 悬挂一只防水防爆型白炽灯，功率为100-200w，工作面照明为500w 碘钨灯，并需接受36V平安电压，以便平安与移动。四、排水排水接受自然排水和集水井集水机械（水泵）强排相结的方式进行排水。洞口四周设污水处理池，施工废水经沉淀达标后方可排入排水洞外溪沟。五、通风、排烟、除尘通风排烟设备在各洞口布置一台KJ 系列 45kw 压入轴流式风机，外接 600mm 软风管，通风管距掌子面保持15-20m 距离，在放炮后30min内将瓦斯浓度降到允许的范围之内，每次爆破后进行喷雾洒水，以降低粉尘浓度，溶解部分CO2，同时起到降低爆堆温度，改善工作面环境。16.1.416.1.4 施工方法施工方法右岸山脊排水洞、灌浆洞明挖施工方法见第15 章，隧洞洞身开挖接受全断面一次成形的方式，钻孔机具为 YTP-26 型气腿手风钻，周边接受光面爆破技术，每循环开挖进尺2.0m 左右，每天两个循环。右岸山脊排水洞出渣，由于隧洞开挖长度长，断面小，拟接受有轨出碴运输，由人工装碴至0.6m3矿车，由电瓶车将矿车牵引至洞口（每次牵引二车），集中后由装载机装自卸汽车运往堆料场。整条线路轨道接受 12kg/m 轻轨，从开挖掌子面直接铺接至洞口卸碴码头，在开挖掌子面约 20m 范围接受 1.52.0m 短轨，每开挖一次，循环一次，待达一节整长轨距离后，将短轨换成长轨，形成固定的永久轨道。另外，在2#横向洞与纵向排水洞相接处安装铰盘。每相隔50m 布置会车分岔道。-246-紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计第 16 章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工溢洪道排水洞出碴，有二段为斜井，坡度为（8.5、24），出碴时在洞外布置一台5t 卷扬机，洞内底板上铺设轨道，通过轨道内 卷扬机牵引矿车，将碴运至洞处，集中由装载机自卸汽车运往堆碴场。灌浆洞出碴方式与右岸山脊排水洞出碴方式相同。一、钻孔爆破设计1、掏槽方式掏槽接受单空孔菱形直孔掏槽方式。在隧洞中心偏下部位钻一直径55mm 的空孔，其四周布置四只掏槽孔，掏槽孔孔径为42-45mm，具体布置详见炮孔布置图（ZPP/IC1-22）。2、光面爆破参数选择隧洞周边接受光面爆破，依据工程地质条件，初选光爆参数如下：孔径 D=42-45mm孔距 a=50-60cm最小反抗线 W=55-65cm炮孔密集系数m=0.8-1.0药卷直径 d=22mm(d32mm乳化炸药药卷加工形成)不耦合系数=1.91-2.05线装药密度=150-250g/m以上光面爆破参数为初选值，在光面爆破施工前，应通过爆破试验论证上述参数的合理性，在施工过程中，应依据开挖所揭露的实际围岩地质条件对光爆参数作出适当调整。3、主爆孔设计主 爆 孔 接 受 YTP-26型 气 腿 手 风 钻 造 孔，孔 径 42-45mm，孔 距90-100cm，排距 75-85cm，具体布置详见炮孔布置图（ZPP/IC1-22）。4、装药结构及起爆挨次周边光面爆破孔接受空气间隔装药，按线装药密度将炸药间隔绑扎-247-紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计第 16 章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工在毛竹片上放入孔内。掏槽孔和主爆孔接受连续装药。炸药接受乳化炸药，起爆时接受孔间毫秒微差挤压爆破技术，最先起爆掏槽孔，然后起爆主爆孔，最后起爆光爆孔。具体装药参数和起爆挨次详见爆破孔布置参数图表（ZPP/IC1-22）。二、钻爆施工1、钻孔与爆破钻孔前由测量人员放出隧洞中心线，腰线及开挖轮廓线，然后开挖施工技术员按炮孔布置图中设计的孔位将各炮孔用油漆明标记在开挖横断面上。钻孔时先在断面上钻若干导向孔，应保证导向孔的孔位、孔向精确。以导向孔为基准进行其它各炮孔的钻进，钻孔时随时对孔位，孔向及孔深进行检测，以提高钻孔精度。钻孔结束后，经质检人员对孔位、孔向及孔深进行检测并验收合格后，接受人工装药联网爆破。爆破时接受电雷管起爆。2、殊地段施工隧洞沿线存在许多层间剪切破裂带，围岩无自稳能力，往往伴随涌水，开挖过程中极易坍塌，特殊地段的施工接受边开挖边支护的方法，实行小管棚超前支护及 格栅钢架+喷混凝土的初期支护手段来固结和稳固围岩，开挖遵循“弱爆破、短进尺、强支护、紧封闭”的原则，必要时实行分台阶或超前小导洞开挖方式，同时加强超前地质勘探，在涌水地段接受先排水再进行裸岩灌浆的处理措施。钻眼深度1.21.5m，每循环进尺 1.01.2m。16.1.516.1.5瓦斯等有害气体的监测瓦斯等有害气体的监测该地质条件较为特殊，岩石含有煤层，施工中会遇到瓦斯等有害气体，应引起高度重视，并采服有效的防护和监控措施，确保施工平安。1、所有施工照明设备接受防爆型。2、爆破接受煤矿许用电管雷，每次总延期时间不超过130ms。-248-紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计第 16 章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工3、每次爆破后，施工前应接受通风、洒水等措施降低瓦斯浓度，并接受仪器检测洞内瓦斯含量，当瓦斯浓度达到1%，禁止放炮；达到 1.5%，应停止设备运转；达到2%，工作人员必需撤离。并安装一套报警信号系统，当瓦斯浓度满意规定要求时，方可施工。4、施工人员工作服饰接受全棉材质，并使用防毒面具。16.1.616.1.6 循环作业工序时间支配及进度方案循环作业工序时间支配及进度方案一、循环作业工序时间（见下表）-249-紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计第 16 章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工排水及灌浆隧洞作业工序及时间表排水及灌浆隧洞作业工序及时间表工工序序项目项目号号量量作作作业作业时间时间（minmin）301504030303循环作业时间（循环作业时间（h h）说说明明1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121测量布孔55 孔1.排水洞开挖断面350450cm，330425cm 两种城门洞形。灌浆洞开挖断面350485cm 城门2钻孔117.3mmm3装药爆破4通风散烟5平安撬挖6出渣7支护8其它29m洞形。2.钻孔接受 YTP-26 型气腿手风钻，人工装药爆破。3.洞内出渣接受有轨出碴运输。尽量缩短循环时4.施工时加强各工序间的衔接，（32）m33308030720间，确保每天两个循环。5.支护形式为钢支撑。-250-紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计第 16 章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工二、施工总进度方案隧洞开挖平均每循环进尺2.0m，一天两循环，日进尺4.0m，开挖施工进度方案,按施工总进度方案按排要求,具体见表 18-1-6。排排 水水 洞洞 开开 挖挖 施施 工工 进进 度度 方方 案案 表表表 18-1-6序项目号12位右岸山脊排水、灌浆洞进口土方开挖m右1#横向排水洞石方洞挖岸2#横向排水洞石方洞挖山纵向排水洞石方洞挖脊3#横向排水洞石方洞挖34溢洪道排水洞石方洞挖灌浆洞石方开挖3单工程量隧 洞 长时间度（m）41356133521657968640984257884553872003.4.16 2003.11.124306415353702003.4.16 2003.10.312003.12.16 2004.5.12003.4.16 2003.7.142003.4.1 2003.4.152003.4.16 2003.8.30mmmmmm33333316.1.716.1.7 质量与平安爱护措施质量与平安爱护措施一、质量控制与保证措施钻孔前由开挖施工技术员精确地放样划线，对钻孔孔位及周边轮廓线做出明显标志，严格控制炮孔孔位、孔向及孔深（特殊是周边光爆孔），使施工符合爆破设计要求。控制装药参数，爆破后的残孔率应满意相应地质条件的规范要求。不允许欠挖，尽量避开超挖。施工过程中依据开挖所揭露的实际围岩地质状况及时调整钻爆参数，保证开挖质量。二、平安保证措施（1）施工中严格执行“平安第一，预防为主”的方针（2）制订平安制度和措施，并加强通风，照明、防尘、降温及防水和防瓦斯等有害气体的工作，派专人监测工作环境，确保施工人员身-251-紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计第 16 章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工体卫生平安。（3）对开挖面及已开挖段经常观测，对可能出现的险情，实行有效措施解除或控制危急状况下，迅速撤出工作人员（4）洞口设立平安警示牌，设专职平安员，严格执行平安制度。（5）爆破作业及爆破器材的储存、保管、装卸、运输必需依据爆破平安作业规程规定执行。（6）经常及时进行平安检查，有针对性地制定具体的检查内容和方法。16.1.816.1.8 主要施工机械设备及劳动力组合主要施工机械设备及劳动力组合一、一、主要施工机械设备（见下表）主主 要要 施施 工工 机机 械械 设设 备备(单条隧洞)序号序号123456789名称名称压风机手风钻通风机装载机自卸汽车电瓶车水泵测量仪器卷扬机型号（规格）型号（规格）17m/minYTP-26 气腿型KJ 系列 45KWZL5020t25t3单位单位台台台辆辆辆台套台数量数量141122211二、主要劳动力组合（单条隧洞）-252-紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计第 16 章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工主主要要劳劳动动力力表表序号序号123456789101112工种工种压风工钻工通风工装载机驾驶员水泵工撬挖工电工炮工汽车驾驶员电瓶车驾驶员测量工协作工人数人数2822232442430工作内容工作内容压风机操作、送风钻孔通风机操作、通风管路维护装渣施工排水、供水平安检查、撬挖排险用电线路架设，用电设备安装及维护装药、联网爆破出渣运输至弃料场驾驶电瓶车测量放样洞内装渣、清基及其它协作工作16.216.2 排水洞、灌浆洞混凝土衬砌施工排水洞、灌浆洞混凝土衬砌施工16.2.116.2.1 混凝土施工项目及工期支配混凝土施工项目及工期支配混凝土衬砌施工项目有：一、右岸山脊排水洞混凝土衬砌、隧洞衬砌后断面为250325cm的城门洞型，衬砌厚度40cm。二、溢洪道排水洞混凝土衬砌，衬砌后断面为250350cm 的城门洞型，衬砌厚度50cm。三、左、右岸灌浆洞混凝土衬砌，衬砌后断面为250375cm 的城门洞型，衬砌厚度5060cm。其主要施工工程量及工期支配见下表：-253-紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计第 16 章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工序号序号右1岸山脊23项项目目1#横向排水洞混凝土衬砌2#横向排水洞混凝土衬砌纵向排水洞混凝土衬砌3#横向排水洞混凝土衬砌单位单位MMMMMM333333工程量工程量292025632259389744872941时时间间2003.9.13 2003.11.282003.12.26 2004.2.252003.11.13 2003.12.252003.11.1 2004.2.252004.5.2 2004.8.272003.7.15 2003.10.31溢洪道排水洞混凝土衬砌灌浆洞混凝土衬砌16.2.216.2.2混凝土衬砌施工混凝土衬砌施工右岸山脊排水洞混凝土衬砌由各出口入内施工。溢洪道排水洞混凝衬砌由进口入内施工首先完成斜井衬砌段施工；出口平洞段混凝衬砌由出口入内施工。灌浆洞混凝土衬砌由各进口入内施工。洞外的施工道路利用开挖施工道路。施工分段长度1015m，施工水平分缝分底板与侧顶拱两层施工，水平施工缝留设键槽以加强接缝连接，先施工侧墙顶拱，施工挨次均按由内到外的挨次进行，衬砌模板接受定型木模，钢管架支撑固定，混凝土由搅拌车运至洞口，洞内接受工程车运输，混凝土泵输送入仓，混凝土入仓必需保持双侧均匀对称浇筑，避开单侧偏心压力过大而出现模板偏移现象，混凝土振捣接受人工入仓内振捣和附着式振捣器振捣相结合的方法，进入孔留设在封头模板的上部。最后封堵入孔，利用混凝土泵送压力浇满顶拱部位。16.2.316.2.3施工质量控制措施施工质量控制措施1、结构混凝土施工前必需对基础面作彻底清理，并经过基础隐蔽验收合格后方可进行混凝土结构施工的各项预备工作。2、水泥、钢筋、砂石料等主要材料必需严格进行进货检验，各项指-254-紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计第 16 章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工标均符合规范及设计要求后方可使用。3、在施工过程中应始终保持钢筋表面洁净，混凝土浇筑前钢筋表面的油渍、锈皮、泥土、混凝土结皮等均应清洗洁净。4、钢筋应平直，无局部弯折，钢筋中心线同直线的偏差不超过其长度的 1%。5、混凝土的拌和级配必需严格按设计级配控制。混凝土配料接受电子计量装置称量，称量误差控制在1%以内，混凝土中掺用的外加剂必需经过严格生产性试验合格后才能使用。6、混凝土的运输车辆接受搅拌车运输，保证运输过程中无砂浆流失现象，混凝土入仓的自由落差必需控制在2m 以内。7、混凝土入仓振捣必需有序进行，混凝土单层铺料厚度不超过50m，振捣器布点，均匀接缝处必需加强振捣，保证混凝土达到最大密实度。8、认真做好养护期内混凝土的养护工作，特殊要做好寒流攻击，高温等异常天气状况对混凝土表面的爱护工作，保证混凝土强度正常增长。9、认真解决混凝土施工与爆破开挖穿插施工之间的冲突，通过事先预裂、爆破相邻混凝土四周接受减震爆破技术，控制爆破单响装药量，新浇混凝土四周禁止爆破等手段，控制开挖对混凝土造成的不良影响。10、认真做好大体积混凝土的温控措施和冬雨季混凝土施工措施，防止混凝土发生温度裂缝。16.2.416.2.4施工平安留意事项施工平安留意事项1、衬砌施工期间，其洞内临时钢支护也必需依据衬砌施工进度支配分节拆除，衬砌一段拆除一段。2、进入地下洞的电源均必需接受绝缘电缆供电，配置触漏电爱护装置，并经常检查电源线的完好状况，保证用电平安。16.2.516.2.5主要施工机械设备与人员主要施工机械设备与人员-255-紫坪铺水利枢纽工程第一标大坝工程施工组织设计第 16 章 排水洞、灌浆洞开挖和混凝土施工一、施工机械设备序号序号12345二、人员设设 备备 名名 称称混凝土搅拌车混凝土泵运输汽车工程车混凝土振捣器型号与规格型号与规格利勃海尔 6m3HB30C 30 m3/h东风车 5t1 m3ZN50 ZN70数数量量5 台3 台2 台6 台30 台序号序号1234567工工 种种木工钢筋工电焊工浇捣工架子工驾驶员协作人员合计人人 数数251002030101020215主要工作内容主要工作内容衬砌混凝土模板施工钢筋加工与安装钢筋接头、模板拉条焊接等混凝土浇筑、施工缝处理施工脚手架搭设钢筋、混凝土运输等协作主要工种人员施工-256-