抽水蓄能电站支护工程施工方案.doc

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1、抽水蓄能电站支护工程施工方案1.1概述为确保明挖和地下洞室开挖过程中的岩体稳定及人身和设备运行的安全，根据设计施工图纸和监理的指示，对土石方明挖边坡和地下洞室等开挖后进行临时支护及永久支护。主要工程量见表1.1-1。表1.1-1 支护工程主要工程量表编号工程名称单位工程量备注一顶层排水廊道工程1早强水泥砂浆锚杆20 L=2m根3472早强水泥砂浆锚杆25 L=4.5m根333喷C20混凝土50厚m3260.4二自流排水洞1早强水泥砂浆锚杆20 L=2m根2732早强水泥砂浆锚杆25 L=4.5m根1103喷C20混凝土50厚m3186.14钢筋拱肋挂网喷C20混凝土120厚m330.15挂4钢

2、丝网喷C20混凝土100厚m37.41.2施工布置施工的风、水、电见第3章施工总平面布置。1.3锚杆支护1.3.1锚杆类型明挖边坡和洞室支护使用的锚杆为注浆锚杆,用水泥砂浆全长注浆。1.3.2材料要求a) 锚杆：锚杆的材料应按施工图纸的要求，选用高强度的螺纹钢筋；b) 水泥：注浆锚杆的水泥砂浆采用标号不低于P.O32.5。c) 砂：采用最大粒径小于2.5mm的中细砂；d) 水泥砂浆：砂浆标号必须满足施工图纸的要求，注浆锚杆水泥砂浆的强度等级不低于20MPa；e) 外加剂：在注浆锚杆水泥砂浆中添加的速凝剂和其它外加剂，其品质不得含有对锚杆产生腐蚀作用的成分；1.3.3锚杆施工准备锚杆钻孔前，对边

3、坡或洞壁进行安全处理，及时清除松动石块和碎石。避免在施工过程中坠落伤人。同时准备施工材料和钻孔、注浆机具设备；敷设通风和供水管路。边坡锚杆施工根据现场情况利用马道或搭设脚手架。脚手架分层高度一般不超过2m，并铺设马道板；马道板两端用铅丝绑扎牢固，形成钻孔和灌注施工平台。洞内锚杆施工根据现场情况加工移动脚手架施工平台，供钻孔、下锚杆和灌注施工。1.3.4锚杆施工a） 孔位测量采用全站仪等按设计施工图对锚杆孔孔位进行测量放样，并用油漆或钢架等做好标志。施工准备钻孔拉拔试验清孔锚杆运输加工砂浆制备注浆及插筋b） 工艺流程锚杆施工工艺见图11.3-1。图11.3 -1 锚杆工艺流程图c） 洞外岩石锚杆

4、施工明挖边坡锚杆采用YT28手风钻造孔，MZ-30锚杆注浆机先注浆后插杆，人工安装锚杆，砂浆由500L强制搅拌机现场拌制。锚杆在现场加工制作成型后进行安装。边坡锚杆施工工艺流程：搭设脚手架挂安全网岩面清理钻孔孔位布设操作平台搭设钻具及风、水准备钻孔灌注水泥沙浆安装锚杆养护。d） 洞内锚杆施工洞内锚杆采用YT28手风钻造孔，锚杆注浆机先注浆后插杆，人工安装锚杆，砂浆由400L强制搅拌机现场拌制。锚杆在现场加工制作成型后进行安装。1) 钻孔及孔位控制锚杆孔的孔轴方向施工图纸未作规定时，系统锚杆的孔轴方向垂直于开挖坡面；局部加固锚杆的孔轴方向与可能滑动面的倾向相反，其与滑动面的交角大于45。根据各部

5、位锚杆长度、位置及锚杆直径选用合适的钻头以达到满足设计要求的孔径，按设计图放样的孔位和孔向进行施工，控制钻孔孔深偏差小于50mm，孔位偏差小于100mm，方向偏差不大于5；注浆锚杆的钻孔孔径采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，钻头直径大于锚杆直径15mm以上。2) 注浆安装锚杆锚杆注浆的水泥砂浆配合比，在以下规定的范围内通过试验选定。水泥：砂1：11：2（重量比）；水泥：水1：0.381：0.45。钻孔完成验收合格后，用高压风将孔内残渣和水吹净，将锚杆及其灌浆系统置入孔内，注浆系统包含排气管和进浆管，排气管达到钻孔底部，孔口用注浆塞或环氧砂浆封闭，锚杆注浆机压浆通过进浆管注浆，待排气管出浆后，

6、关闭进浆管和排气管。对于下倾锚杆，可以先注浆后插锚杆，钻孔完成验收合格后，用高压风将孔内残渣和水吹净，SP80锚杆注浆机注浆，注浆管下至距孔底100mm处，注浆压力0.40.6MPa，保证注浆饱满密实，人工配合机械安装锚杆，顶拱锚杆安装后，孔口加可靠的楔子固定。锚杆注浆后，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆。1.4喷射混凝土支护喷射混凝土支护主要分布在洞内围岩稳定性差的部位。1.4.1原材料技术要求a） 水泥：优先选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥，水泥标号不低于P.O 32.5。进场水泥应有生产厂的质量证明书。b） 骨料：细骨料应采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数大于2.5，使用时的含水率宜

7、控制在5%7%；粗骨料采用耐久的卵石或碎石，粒径不大于15mm；喷混凝土中不得使用含有二氧化硅的骨料，喷混凝土的骨料级配，应满足表11.4-1的规定。表11.4-1 喷混凝土用骨料级配表 项目通过各种筛径的累计重量百分数（%）0.6mm1.2mm2.5mm5.0mm10mm15mm优12222331354350607382100良13311841265440706290100c） 水：采用系统水，为保证喷射混凝土的正常凝结和硬化，保证强度和稳定性；饮用水可做喷射用水，不使用污水及PH值小于4的酸性水和含硫酸盐量（按SO42-计算）超过1%的水，也不使用含用影响水泥正常凝结和硬化的有害物资的其他

8、水。d）外加剂：速凝剂的质量符合施工图纸要求并有生产厂的质量证明书，初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min，选用外加剂经监理人批准。e） 钢筋(丝)网：采用屈服强度不低于240MPa的光面钢筋（丝）网。1.4.2施工准备喷射前对开挖面尺寸认真检查，清除松动危石，超挖过多的先行局部处理；并检查运转和调试好各机械设备工作状态。受喷面有较集中渗水时，作好排水引流处理；无集中渗水时，根据岩面潮湿程度，适当调整水灰比，埋设喷层厚度检查标志，一般是在石缝处打铁钉，并记录其外露长度，以便控制喷层厚度。根据石质情况，在喷射前用高压风或水清洗受喷面，将开挖面的粉尘和杂物清理干净，以有利于混凝土粘结

9、。喷射作业前施工准备和要求见表11.4-2。表11.4-2 喷射混凝土施工准备工作内容及要求表项 目内容及要求材料方面对水泥、砂、石、速凝剂、水等的质量要进行检验；砂石应过筛，并应事先冲洗干净；砂石含水率应符合要求，为控制砂、石含水率，设置挡雨设施，干燥的砂子适当洒水。机械及管路方面喷射机、混凝土搅拌机、皮带运输机等使用前均应检修完好，就位前要进行试运转；管路及接头要保持良好，要求风管不漏风，水管不漏水，沿风、水管每4050m装一阀们接头，以便当喷射机移动时，联结风、水管。其他方面检查开挖断面，欠挖处要凿够；敲帮问顶、清除浮石，用高压水冲洗岩面，附着于岩面的泥污应冲洗干净，每次冲洗长度以102

10、0m为宜；对裂隙水要进行处理；不良地质处应事先进行加固；对设计要求或施工使用的预埋件要安装准确；备好脚手架，埋设测量喷混凝土厚度的标志；洞内喷射作业面须有充足的照明，照明灯上应罩上铁丝网，以免回弹物打坏照明灯；1.4.3喷混凝土施工a） 喷混凝土配合比试验喷射混凝土配合比，通过室内试验和现场试验选定，并符合施工图纸要求，在保证喷层性能指标的前提下，尽量减少水泥和水的用量。速凝剂的掺量通过现场试验确定，喷射混凝土的初凝和终凝时间，满足施工图纸和现场喷射工艺的要求，喷射混凝土的强度符合施工图纸要求，配合比试验成果报送监理工程师。1) 干集料中水泥与砂石重量比水泥与砂重量比一般为1：41：4.5；每

11、立方米干集料中，水泥用量约为375kg/m3400kg/m3。实践证明，这种配合比能满足喷射混凝土的强度要求，回弹量也较少。2) 含砂率含砂率一般为4555%。实践证明：低于45%或高于55%，容易造成堵管、回弹量大、强度低、且收缩加大。砂子含水率应控制在5%7%（重量比）。3) 水灰比水灰比一般以0.40.45为宜。经验证明：水灰比太小，会产生粉尘大、回弹量多、粘结力低、喷层会产生干燥、砂窝等现象，并影响喷混凝土的密实度。而水灰比若太大，又会影响喷射混凝土的强度降低、速凝效果差，造成喷层流淌、滑移、塌落等。4) 速凝剂和其他外加剂速凝剂和其他外加剂的掺量值，一般要由速凝剂效果试验来确定其最佳

12、掺量值，并要求达到各凝期的设计强度。工程实践证明，速凝剂效果受水灰比和施工温度不同而有差异。水灰比愈大，速凝效果就愈差；施工温度愈高，速凝效果就愈好。b） 配料、拌和及运输1) 称量允许偏差混合料的称量允许偏差应符合：水泥和速凝剂为2%；砂、石为3%；2) 搅拌时间混合搅拌时间应遵守下列规定：采用容量0.5m3的强制式搅拌机拌料，搅拌时间不得少于1min；采用自落式搅拌机拌料时，搅拌时间不得少于2min；采用人工拌料时，拌料次数不少于三次，且混合料的颜色应均一；混合料掺有外加剂时，搅拌时间应适当延长。3) 运输混合料在运输、存放过程中，应严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入，装入喷射机前应过筛。c

13、） 湿喷混凝土施工为保证喷混凝土质量，改善作业环境，采用湿喷法。各洞室喷混凝土施工在各洞室的洞口设置拌和机，混凝土采用0.5m3拌和机现场拌制，QP10喷射机喷护。湿喷混凝土工艺流程见附图11.4-1。混凝土喷射施工准备工作做好后，严格掌握规定的速凝剂掺量，并添加均匀。喷射时，使喷层表面平整光滑，无干斑和滑移流淌现象。如喷嘴压力不足（适宜的风压一般为0.10.15Mpa），可能是出料口堵塞；如喷嘴不出风，可能是输料管堵塞。图11.4-1 喷射混凝土工艺流程图喷射混凝土作业分段分片依次进行，喷射顺序自下而上，一次喷射厚度按GBJ86-85表6.5.1规定数据选用；分层喷射时，后一层在前一层混凝土

14、终凝后进行，若终凝1h后再行喷射，先用风水清洗喷层面：喷射作业紧跟开挖工作面，混凝土终凝至下循环放炮时间不少于3h。调节好风压：风压与喷射质量有密切的关系，过大的风压会造成喷射速度太高而加大回弹量，损失水泥，风压过小会使喷射力减弱，则混凝土密实性差。因此，根据喷射情况适当调整风压。分层喷射的间隔时间：分层喷射，一般分23层喷射；分层喷射合理的时间间隔根据水泥品种、速凝剂种类及掺量、施工温度（最低不宜低于+5度）和水灰比大小等因素，并视喷射的混凝土终凝情况而定。分层喷射间隔时间不得太短，一般要求在初喷混凝土终结之后，再进行复喷；当间隔时间较长时，复喷前将初喷表面清洗干净；且复喷时将凹陷处进一步找

15、平。喷射作业严格执行喷射机的操作规程：连续向喷射机供料；保持喷射机工作风压稳定；完成或因故中断作业时，将喷射机和输料管内的积料清除干净。d）保证喷射混凝土质量、减少回弹和降低粉尘，作业时还应注意以下事项：洞内喷射时分段长度不超过6m，分部为先下后上，分块大小2m2m，并严格按先墙后拱，先下后上的顺序进行喷射，以减少混凝土因重力作用而引起滑落或脱落现象的发生；掌握好喷嘴与受喷面的距离和角度；喷嘴至岩面的距离为0.81.2m，过小或过大都会增加回弹量；喷嘴与受喷面垂直，并稍微偏向喷射的部位（倾斜角不大于10度），则回弹量最小、喷射效果和质量最佳。对于岩面凹陷处应先喷和多喷，而凹出处应后喷和少喷，混

16、凝土喷射程序，及喷射时喷射移动可以采用螺旋形移动前进，也可以采用“S”形往返移动前进。1.4.4钢筋网的施工按施工图纸的要求和监理工程师的指示，在指定部位进行喷射混凝土前布设钢筋网。钢筋网的间距为150300mm，钢筋采用直径为412mm。屈服强度240MPa的光面钢筋(I级钢筋)，钢筋保护层厚度不应小于50mm。钢筋网喷射混凝土支护厚度(除按设计图外)不小于100mm，亦不大于250mm。使用工厂生产的定型钢丝网时，其钢丝间距应不小于100mm，并经过喷射混凝土试验选择骨料的粒径和级配。钢筋网在施工现场预制点焊成网片，成品钢筋网在安设时，其搭设长度不小于200mm；钢筋网在岩面喷一层混凝土后

17、铺设；采用双层钢筋网时，第二层钢筋网在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设。钢筋网应与锚杆其他锚定装置连接牢固。1.5钢支撑1.5.1钢支撑适用范围钢支撑主要用在地质条件较差的、V类围岩自稳时间很短的洞段；早期围岩压力增长快，需要提高初期支护的强度和钢度时，采用钢支撑与锚杆、喷混凝土的联合作用可承受开挖后引起的松弛与变形压力；断层带、软弱地层，大面积淋水地段，以及为了抑制围岩大的变形需要增强支护抗力时用。1.5.2钢支撑设计钢支撑采用型钢和钢筋制成的格栅钢架（见图11.5-1），主拱架形式采用1680（即主拱为16cm的工字钢、钢支撑榀间间距为80cm）。主筋直径不宜小于22mm，材料宜采用20Mn

18、si或A3钢筋，联系钢筋可按具体情况选用。钢支撑的纵向间距，一般不宜大于1.0m，两榀钢支撑之间应设置直径2022mm的钢拉杆；钢架的截面高度，应与喷射混凝土相适应，一般为1018cm，最大不超过20cm，且要有一定保护层。钢支撑根据设计分节在加工厂制作，每节加工长度根据实际开断面而定，洞内螺栓连接。图11.5-1 钢支撑设计示意图1.5.3钢支撑安装a） 按监理工程师的指示或在经超前勘探查明的岩石破碎软弱地段安装钢支撑，钢支撑应装设在衬砌设计断面以外，如因某种原因侵入到衬砌断面以内时，须经监理工程师批准。钢支撑安装后，应对破碎软弱地带的围岩稳定进行监测，遇有危险情况，应及时增强钢支撑或采取其

19、它加强措施，并报告监理工程师，经监理工程师检查认为不合格时，应根据监理工程师的指示进行调整、修补和置换。b） 安装施工工艺见图11.5-2。初 喷定位锚杆施工中线标高测量清除拱座浮石渣刚支撑加工、质量验收钢支撑预拼台架上安装钢支撑和定位锚杆焊接定位加设鞍形垫块安装纵向连接筋包裹底脚连板系统锚杆喷混凝土图11.5-2 钢支撑安装施工工艺流程图c） 施工方法钢支撑拱架及其附件材料为型钢和钢板，各种钢板和型钢的规格和品质按设计施工图要求执行。钢支撑采用冷弯或热弯方法在加工厂加工，依照各洞室形状、规格采取分段、分节进行制作，按1：1比例放样，设立1：1胎模的工作台，制作好的钢支撑钢架进行编号，分类堆放

20、。开挖完成后，采用运输车将分节支撑钢架运至施工现场拼装，每榀钢支撑拟采用的安装间距为5075cm，节间采用螺栓联接，钢架与岩壁之间紧贴，在安设过程中，当钢架与围岩之间有较大间隙时安设垫块，两排钢架间沿周边用纵向钢筋联接，形成纵向连接系；拱脚高度不够时设置钢板调整，拱脚高度低于上半断面底线以下10cm；钢支撑立柱脚设钢垫板，必要时浇筑基础混凝土。钢架安装完成后，和接触的锚杆头焊接牢固，使之成为整体结构，按设计图要求安装的钢挡板、钢棚架、钢枕、钢锲和钢柱鞋等附件与钢支撑焊接牢固，防止松动。钢支撑安装尺寸严格按设计施工图执行，确保不侵入衬砌设计断面范围内。d）钢支撑安装(见图11.5-3)施工要点：

21、1) 安装前分批检查验收加工质量；2) 按设计焊接定位系筋及纵向连接，段间连接安设垫片拧紧螺栓，确保安装钢架质量；3) 严格控制钢拱架的中线及标高尺寸；4) 钢拱架与岩面间安设鞍形混凝土垫块，确保岩面与钢拱架密贴、牢靠、稳固；5) 确保初喷质量，拱架在初喷5cm和部分锚杆安装后架立。初 喷定位锚杆施工中线标高测量清除拱座浮石渣刚支撑加工、质量验收钢支撑预拼台架上安装钢支撑和定位锚杆焊接定位加设鞍形垫块安装纵向连接筋包裹底脚连板系统锚杆喷混凝土图11.5-3 钢支撑安装施工工艺流程图开挖完成后，采用运输车将分节支撑钢架运至施工现场拼装，每榀钢支撑拟采用的安装间距为75cm，节间采用螺栓联接，钢架

22、与岩壁之间紧贴，在安设过程中，当钢架与围岩之间有较大间隙时安设垫块，两排钢架间沿周边用纵向钢筋联接，形成纵向连接系；拱脚高度不够时设置钢板调整，拱脚高度低于上半断面底线以下10cm；钢支撑立柱脚设钢垫板，必要时浇筑基础混凝土。钢架安装完成后，和接触的锚杆头焊接牢固，使之成为整体结构，按设计图要求安装的钢挡板、钢棚架、钢枕、钢锲和钢柱鞋等附件与钢支撑焊接牢固，防止松动。钢支撑安装尺寸严格按设计施工图执行，确保不侵入衬砌设计断面范围内。1.6 质量与安全保证措施根据本标排水洞工程的施工特点,为确保开挖施工顺利进行，对支护工程特制定以下质量、安全保证措施。1.6.1质量保证措施a） 严格按照有关安全

23、操作规程、技术规范、设计图纸、修改通知及工程师指示精心组织施工；b） 建立现场中心试验室，配备足够的专业人员和先进的设备，严格控制喷护砼的配合比及炸材的性能等参数，并监督在施工过程中严格遵守设计制定并经监理工程师审批的各项技术参数进行施工；c） 在进行砼喷护等支护工作开始以前，必须根据围岩的具体情况，用高压水枪对开挖出露的受喷岩面等进行彻底的冲洗处理，经监理工程师检查验收合格签证后方可进行喷护施工； d） 对全部施工过程，进行严格的全面质量管理，杜绝质量事故的发生。1.6.2安全保证措施a） 严格按照有关安全规程、规范精心组织施工；b） 对削坡后的洞脸边坡应根据实际的地质条件分别采用钻设锚杆、

24、喷砼、挂网喷砼或固结灌浆等方法进行处理加固，在施工过程中，随时对洞脸边坡等部位出露的渗水、软弱夹层、剪切破碎带等地质缺陷部位进行稳定性监测，一旦出现裂缝或滑动迹象，应立即暂停施工，会同地质及监理工程师等进行检查研究处理；c） 对从事钢筋、模板、混凝土浇筑等工作的操作工人必须进行严格培训，经培训考核合格后方可持证上岗； d） 在整个开挖施工过程中，必须由经验丰富的安全员随时对洞内边墙及顶拱等进行“敲帮问顶”工作，及时检查清除洞内松动、不稳定的岩石，防患于未然，将各种事故隐患消灭在萌芽状态之中；e） 洞内施工所用的动力线路和照明线路，必须架设到一定的高度，线路要架设整齐，设置于洞内的配电系统必须具

25、有良好的绝缘性能、可靠的接地装置并设置醒目的安全警示牌；f） 配备足够容量大、性能好的轴流式通风机，保证洞内空气的流通和质量，同时加强对洞内有害气体浓度的监测，确保职工身体健康和洞挖施工顺利进行；g） 对施工全过程进行严格的安全管理，杜绝安全事故的发生，确保施工安全。1.7资源配置1.7.1主要机械设备配置计划本标支护工程拟投入的主要施工机械详见表11.7-1。表11.7-1 支护工程主要施工机械表序号设备名称规格、型号单位数量备 注1手风钻YT28台52混凝土喷射机QP10台23锚杆注浆机SP80台24混凝土搅拌机0.5m3台15砂浆土搅拌机0.35 m3台16制浆机JJS-2B台18双层搅拌机JJS-2B 200L台19灌浆泵SGB6/10台110储浆桶JJS-10 1000L台21.7.2劳动力配置计划根据施工总进度计划安排的支护施工时段、施工强度，以及所需工作面设置和施工机械设备配置，考虑到之间劳动力的调配使用和辅助工种，支护施工高峰劳动力计划见表11.7-2。表11.7-1 施工劳动力计划表 工 种人 数备注管理人员2每天按两班制作业每班12小时技术员3安全员2测量工3钻 工5电 工2机械工6普 工10合 计33