九岗(引水隧洞)施工方案.doc
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1、A2+598-CC+89段施工方案,施工组织设计,施工工艺一、工程概况引水系统由进水口、引水隧洞调压井、压力斜井、钢衬段组成。进水口底板高程为208m,闸门井高为50m,引水系统总长2449.361m,其中压力斜井长78.988m,钢衬管道长65.052m。引水系统主要工程量有:土石方明挖2951m3,石方井挖3042m3,石方洞挖50672m3,钢管安装89t,砼衬砌5149m3。 隧洞沿线山体雄厚,岩性以浅粒岩为主,夹有少量片麻岩,并有燕山晚期花岗岩和霏细岩侵入,地质条件较好,属于、类围岩。二、施工支洞布置 根据引水系统布置及地形条件,拟布置1条施工支洞。布置在中部即桩号为1+438.89
2、m处,长约124.4m,进口底高程198.674 m。支洞断面为4(宽)3.5(高)m城门洞型,以保证自卸汽车能够通行。 支洞开挖采用全断面开挖方式,即由洞口向洞内单头全断面掘进,一般除对洞口进行加固衬砌外,洞内不需要衬砌,但视情况采用喷射砼喷护。三、进水口施工进水口位于坝右岸上游50m处,进水口包括喇叭口、矩形水平隧洞、闸门井和渐变段,长度30.681m。进口底板高程为208.00m,喇叭口采用钢筋砼结构,宽4.5 m,垂直高度7.0m。喇叭口进口桩号为0-19.781,后接3.04.0m的矩形钢筋砼平底隧洞,至桩号0+000为闸门井中心。闸门井采用钢筋砼竖井式结构,井高20m,内设尺寸3.
3、04.0m的检修平板钢闸门一扇。井顶设有检修平台和启闭机室,检修平台高程228m,启闭机室地坪高程236.20m,内设供检修闸门用启闭机一台和拦污栅启闭机一台.闸门井后设100cm的通气孔,通气孔顶高程在校核洪水位以上。通气孔后紧接渐变段,衬砌断面由3.04.0m的矩形断面渐变成直径4.3m的圆形洞,渐变段末端桩号为0+010.900m,中心高程为210.15m,渐变段之前底坡均为平底坡,进口设4.58.08m的钢结构拦污栅一道,栅槽倾角60,上接拦污栅滑道.拦污栅检修平台设在228.0m高程处。1 、一般土石方开挖隧洞进口段,山体较为雄厚,洞室围岩以稳定基本稳定为主,进口段的工程地质条件较好
4、。洞脸山体陡峻,坡比1:0.75左右,但覆盖层较薄,开挖工程量较小,共计土方开挖550m3,石方开挖2210m3。基本集中在启闭机室平台以上,启闭机室平台以下估计开挖厚度平均仅11.5米。边坡开挖自上而下进行,首先清除表面泥土、松动岩石、采用人工撬挖。石方明挖分梯段开挖,采用手风钻钻孔、坡面控制爆破。开挖后的石碴自由滚落至山脚,残余部分人工扒碴。边坡开挖前,必须详细调查边坡岩石的稳定性,包括设计开挖线以外对施工有影响的坡面和岸坡,对有不安全因素的边坡坡面和岸坡,必须先进行处理和采取相应的防护措施。山坡上所有危石及不稳定的岩体均应撬挖排除。2、闸门井开挖(1)基本情况 引水隧洞进水口闸门井基本形
5、状为方形,断面尺寸6.04.4m,闸门井顶部高程228.0m,与平洞相交处高程208.0m,竖井高度20m,采取全断面钢筋砼衬砌,衬砌后净空尺寸1.83m。(2)总体施工方案根据本工程实际情况,为不影响引水隧洞洞挖施工进度,其总的施工方法是闸门井开挖从上至下进行导井开挖,自上而下扩挖,石碴由装岩机装汽车,经引水隧洞出碴至施工支洞出口2#碴场。导井开挖采用电动钢绞车提升出碴。(3)闸门井开挖1)施工准备闸门井开挖施工前,必须完成启闭机室平台开挖,四周挖排水沟,作好排水系统,搭好孔口雨棚,安装提升设备,布置出碴道路。2)导井开挖导井开挖尺寸拟定为1.83m方形。根据实际土层、岩层情况,上部风化层可
6、采用锄头、风镐,短撬棍撬挖,电动钢绞车提升出碴。进入较硬岩石层,岩体完整,利用空压机配凿岩机作业,当凿岩机不能掘进时,进行孔内爆破,采用浅眼爆破法开挖。 导井开挖利用采取浅孔松动爆破,其爆破参数设计如下:周边孔(布12孔) W=60cm a=75-90cm 崩落眼(布4 孔) Wp70cm a=60cm掏槽眼 (布 6 孔) Wp=35cm a=20cm周边孔距设计轮廓线10cm,每次炮眼深度1.5m,中间一组集中掏心,四周斜插挖边,控制用药量,以松动为主。3)闸门井扩挖导井形成后,即可进行竖井扩挖。开挖利用采取浅孔松动爆破,其爆破参数设计如下:孔径:42cm 最小抵抗线:60cm孔距:50c
7、m周边孔距设计轮廓线10cm,每次炮眼深度2.5m。竖井开挖接近平洞顶部10米以下时,下部平洞应停止施工,严防出现塌孔,发生安全事故。(4)闸门井衬砌隧洞进水口砼衬砌共961m3,其中隧洞砼衬砌290m3,闸门井砼衬砌304 m3,拦污栅砼320 m3,启闭机及检修平台砼47m3。砼浇筑采用自卸汽车运输至隧洞进口工作面,隧洞砼衬砌采用人工打铲入仓,闸门井砼衬砌采用卷扬机吊运砼入仓。隧洞砼使用普通钢模,渐变段使用定型木模,竖井采用滑模。(5)施工安全为确保施工安全,防止井口掉碴、掉物,必须对井口进行护壁。综合考虑实际地质情况拟采用钢筋砼护壁,井口护壁比地坪高0.3m,井口圈用C15砼浇筑。井内开
8、挖根据岩石情况,在出现塌方或地质薄弱地段,采取钢筋砼护壁,配812钢筋纵、环向间距30cm,每次挖深1m左右,即立模式灌注砼护壁,两节护壁之间留2030cm空隙,以便灌注砼,护壁砼强度C15C20,采用早强型水泥加入速凝剂配制砼。四、引水隧洞施工引水隧洞上平洞长2364.046m,开挖洞径5.1m;斜井长79.98 m,开挖洞径5.1m;下平洞长25m,开挖洞径5.1m;主要工程量包括石方洞挖53378 m3,隧洞砼衬砌5562m3,喷砼377m3,钢筋101.4t,固结灌浆7105m,回填灌浆3557m2,接触灌浆879m2。 根据隧洞布置特点,采用进水口、施工支洞作为施工通道,共分为五个工
9、作面同时施工。开挖采用两头相向掘进方式,即进水口向支洞方向,支洞向进水口及调压井方向掘进,斜井及下平洞施工由厂房侧掘进。根据本工程开挖断面大小,地质条件及地理位置等情况,为保证质量、加快进度,保证洞壁平整,超欠挖最大值不超过10cm,采用全断面一次爆破成型的爆破法施工,隧洞开挖包括开挖和出碴两部分,主要工序有测量放样准备工作钻孔爆破消烟安全处理出碴等,隧洞开挖施工前需进行钻爆设计,以确定爆破参数。1、钻爆设计(1)单位岩体炸药消耗量断面积在20m2以内用刘清荣公式计算 q= e.Lx对于浅粒岩、片麻岩:f=9-12 本设计综合取定为:f=12Sx相对断面积 Sx= =3.93dx药卷相对直径
10、25mm药卷 dx=0.833e炸药类型系数 对于2#岩石硝铵炸药:e=1Lx炮孔深度对炸药消耗量系数当炮孔深度1.5至2.5m时,Lx =1.0则q=1.01.0=1.388kg/m3每个循环进尺 L=1.6m则总耗药量:Q=qv=qS.L=1.38819.631.6=43.6kg考虑岩石的不均匀性,药量适当加大5%,则Q=43.61.05=45.78kg(2)炮孔布置根据光爆法施工规范周边孔:a=16d=1638=608mm 取a=0.60m圆弧形断面孔距适当加密0.1m 取a=0.5m又取=0.8 则W=0.625m掏槽眼崩落眼Wp=Kwd 取Kw=30 则WP=3038=1140mm
11、取WP=110 a=0.8WP=0.88m按上述数据,经调整后布置如下:周边孔(布31孔) W=60cm a=51cm 崩落眼(布24孔) Wp=80cm a=70cm掏槽眼 (布8孔) Wp=20cm a=20cm同时为控制超挖,周边孔距开挖设计边线的距离为10cm。(3)装药结构设计总的药量分配原则是,掏槽眼为加强掏槽效果,采用标准抛掷爆破,药量适当集中,周边眼药量按一般装药量减少1/4至1/3,底眼角眼药量适当加大,起翻碴作用。分配如下:类 型掏槽眼崩落眼周边眼备 注孔数82431单孔装药量(kg)1.050.750.60合计(kg)8.418.018.6总 计总装药量为45kg,单位耗
12、药量1.433kg/m32、隧洞开挖施工工艺(1)工程测量隧洞开挖施工前需进行隧洞控制测量,根据业主提供的座标网及设计图纸确定隧洞进口位置及轴线控制点,同时分别埋设控制桩。贯通测量轴线偏差控制在规范允许范围以内,同时进行高程控制测量,高程闭合差符合规范要求。施工放样的目的是保证隧洞开挖过程中,中心线及高程准确,从而使贯通误差符合规范要求,保证开挖断面轮廓尺寸符合设计图纸,控制超欠挖。施工放样,每完成一个循环均须进行,首先用经纬仪及水准仪确定开挖竖直中线和圆心位置,然后用木尺确定隧洞掌子面外轮廓线及炮孔位置。隧洞开挖每完成50m左右,应及时埋设施工控制点。(2)钻孔根据本工程条件,宜采用气腿式凿
13、岩机钻孔,爆破孔深2.0m,同时掏槽孔深度2.2m,并略向内超形成锥形结构,以保证不相互连通且落在同一水平面上为宜。爆破孔分布应均匀,垂直于掌子面,周边孔严格按控制边线施工,为减少超挖,起钻位置距设计边线10cm左右,并略向外超,使孔底落在设计轮廓线外5至10cm左右,以便于下排炮的钻孔作业,并保证隧洞开挖尺寸满足设计要求,减少超欠挖,局部欠挖用人工修整。钻孔作业根据断面大小,宜采取四台钻同时进行。(3)爆破钻孔作业基本完成后,即进行清孔工作和炮孔装药,装药结构严格按钻爆设计进行,一般采取倒装药卷结构,以避免爆破气体扩散较快而影响爆破效果。本工程采用火雷管起爆,导火索长度根据孔深及孔数多少以2
14、m为宜,点火顺序按从内到外,从下到上,最后点底边孔,起到翻碴的作用,同时掏槽孔导火线切短5cm左右,以更好控制起爆顺序,提高爆破效果。爆破装药及点炮由二个炮工同时操作,以减小循环作业时间。(4)消烟爆破作业完成后,用鼓风机消烟,本工程单端进尺长度750m左右,以采取压入式通风方式为宜,鼓风管采用直径700mm胶管。(5)安全与支撑根据掌子面深度,消烟工作进行后20至30分钟即可进行安全处理工作,先用高压水喷晒爆破石碴,以降低粉尘浓度,然后用撬棍撬除松动岩块,同时对地质不利面进行安全支撑,其主要措施如下: 临时木支撑对边墙部位、顶部等局部坍方位置可采用临时木支撑,木支撑应在设计衬砌断面以外,以不
15、影响出碴作业为宜。 锚筋主要用于边墙大块石不稳定围岩的加固,锚筋可采用2532mm螺纹钢筋,先注浆、后扦筋,具体位置和数量视岩石情况而定。 钢支撑对于较大坍方宜采用钢桁架支撑,其安装间距视坍方大小确定,同时,钢桁架上部铺设园木、木板、毛柴等,并尽量塞满,以减小坍方体对钢桁架的冲击,保证支撑结构的稳定,支撑结构见附图。3、出碴根据隧洞断面大小,长度和工程量的大小宜采用立爪式装载机装碴,自卸汽车运输的方法。隧洞开挖石碴按就近堆放的原则,分别堆放于1#、2#弃碴场,同时采取必要措施防止水土流失。为加快出碴速度,每200m左右设置一个避车洞,避车洞长度15m左右,以保证能停放1-2部左右自卸汽车的位置
16、为宜。五、调压井施工调压井布置在桩号2+340.165m处,为圆柱阻抗式调压井,开挖直径8.2m,采用C25钢筋砼衬砌,衬厚60cm,衬砌后直径为7.0m,阻抗孔孔口直径为2.8m。调压井井高50.35m。1、总体施工方案根据本工程实际情况,调压井开挖从上至下进行导井开挖,自上而下扩挖,石碴由立爪式装载机装汽车,经引水隧洞出碴至1#碴场。导井开挖采用电动钢绞车提升出碴。2、调压井开挖(1)施工准备调压井开挖施工前,必须完成上部平台开挖,四周挖排水沟,作好排水系统,搭好孔口雨棚,安装提升设备,布置出碴道路。(2)导井开挖导井开挖尺寸拟定为1.83m方形。采用风钻钻孔、浅眼爆破法开挖。其爆破参数设
17、计如下:周边孔(布12孔) W=60cm a=75-90cm 崩落眼(布4 孔) Wp70cm a=60cm掏槽眼(布 6 孔) Wp=35cm a=20cm周边孔距设计轮廓线10cm,每次炮眼深度1.5m,中间一组集中掏心,四周斜插挖边,控制用药量,以松动为主。(3)调压井扩挖导井形成后,即可进行竖井扩挖。开挖利用采取浅孔松动爆破,其爆破参数设计如下:孔径:42cm 最小抵抗线:60-100cm孔距:50-110cm周边孔距设计轮廓线10cm,每次炮眼深度2.5m。竖井开挖接近平洞顶部10米以下时,下部平洞应停止施工,严防出现塌孔,发生安全事故。(4)调压井衬砌调压井砼衬砌共786m3,砼浇
18、筑采用自卸汽车运输至工作面,砼衬砌采用采用卷扬机吊运砼入仓。隧洞砼使用滑模。六、 砼及钢筋砼施工1、施工方法引水隧洞砼浇筑在开挖完成后进行,砼施工按设计分缝分块进行,砼由搅拌楼集中拌制,砼衬砌结构采用钢模排架分两次衬砌,先浇筑底部1/4圆弧部分,再浇筑上部3/4圆弧部分。砼由6m3搅拌运输车运至工地现场,由砼输送泵输送至工作面,2.2kW插入式振捣器振捣密实。2、原材料准备(1)水:拌制和养护砼用水直接由生产水池供应。(2)水泥水泥由载重汽车运到工地水泥仓库,按不同出厂日期分类堆放,运到工地的每一批水泥应有出厂合格证书,进仓后抽样进行试验,经复检合格后方能使用,袋装水泥超过三个月,使用前应重新
19、检验。(3)砂石骨料砂砾料在工程区较少,坝址下游至暗冲河谷冲积物均为砂砾石,以砂为主的沉积物则以湖田村三里牌河谷以下至余井河一带。由于本工程所需砂石料不大,拟采用外购供应,其细度模数宜在2.42.8范围内,砂料质量技术要求应符合普通砼用砂质量标准及验收方法(JGJ92-92)的规定。(4)砼拌制砼拌制前,应根据设计图纸和技术要求,结合施工工艺需要,在试验室进行最佳骨料级配选择。砼配合比试验,经反复比较确定合理配合比参数,供拌和配料。砼拌制时,必须遵守试验室签发的砼配料单,未经批准,不得擅自更改。砼拌制用的材料,除水及外加剂溶液根据重量换算为体积外,其余均以重量计,称量的偏差应符合规范规定。砼拌
20、制过程中,应根据不同气候条件,定时检测砂、粗骨料的含水量,及时调整砼配合比的加水量,保证砼塌落度稳定。砼拌和时间,应经试验确定,最少拌和时间应按规范要求执行。3、模板工程(1)模板制作隧洞砼衬砌结构采用钢模排架,钢排架采用组合结构,底部1/4圆弧部分采用整体钢桁架形式,上部3/4圆弧部分采用组合形式,竖向二片,顶部1/4圆弧部分一片,采用螺栓及杆件连接;面板采用定型弧模,模板长度1.5m,模板宽(弧长)1m,均在加工厂进行专门加工后运抵施工现场。渐变、扭曲部位采用异型木模板,应选购质量标准达到、等材,湿度在1823%的木材,模板在工地现场加工场制作加工。(2)模板安装模板安装前,应根据设计图纸
21、进行现场测量放样,按要求设立控制点,必要时将主要控制点引出施工部位以外不易被破坏位置,以备校正用。模板安装次序应从下而上,逐层安装并支撑牢固,螺栓连接应紧密。 模板安装过程中,应反复测量水平度、垂直度,及时校正偏差,模板安装偏差,不得超过规范规定的数值。砼浇筑前,模板浇水湿润,砼浇筑过程中,安排专人值班,经常检查模板的形状及位置,如产生变形,暂停浇筑,并立即采取措施进行处理。(3)模板拆除不承重的侧面模板,应在砼强度达到2.5Mpa以上,并保证其表面棱角不因拆模而损坏。拆模时,应自上而下,逐层拆除。 4、钢筋工程 钢筋外购买运至工地,在钢筋加工场统一加工制作,用汽车运输到工作面,人工绑扎。5、
22、砼浇筑(1) 砼分缝砼分缝按设计图纸进行分缝分块,分缝处按设计要求做好处理。(2)拌制和运输砼在搅拌楼集中拌制,自卸汽车运送至施工现场,再由砼输送泵送至施工仓面。(3)砼浇捣砼浇捣前,应检查基底上的杂物,污泥是否清除干净,老砼表面、浆砌石结合面是否凿毛并冲洗干净、是否按设计要求布置好锚筋,砼浇筑准备工作,模板、钢筋、排水管等是否符合设计要求,各种签证手续是否齐备等。砼铺料采用平铺法,浇入仓内砼应随浇随平仓,不得堆积。砼平仓以振捣器平仓为主,局部人工平仓,但不能代替振捣。砼浇筑时,严禁在仓内加水,如发现砼和易性较差时,必须采取加强振捣措施,以保证砼质量。如表面泌水较多,应及时研究减少泌水措施,仓
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