《专业施工组织设计应急预案》第7章 压力管道(含调压井、引水隧洞)工程施工说明书(7.1).doc
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1、中嘴水电站厂区枢纽工程标(ZZ/C) 【施工组织设计】第7章 压力管道(含调压井、引水隧洞)工程施工方法说明书本章对本合同范围内的压力管道、调压井和引水隧洞的施工程序和施工方法进行系统说明。压力管道:由明管段和埋管段组成,总长423.572m,其中主管长392.905m,支管长30.667m。埋管段至厂房前在洞内采用卜型分岔,分岔,分岔角为55042,48.14”,支管内径1.2m。压力管道首段为平洞埋管,从调压井引出地面,长30m;再沿坡面布置为明管段,段长124.786m;明管段接450斜井埋管段,斜井长177.286m;其后转为平洞直达阀坑层,平洞长62.322m。斜井及平洞开挖直径为3
2、.2m。压力管道段岩石为闪长岩,地质稳定性好。引水隧洞:本合同段承担106m,包括:黄水河引水隧洞53m(3+9704+230),黑水河隧洞53m(3+5343+587)。引水隧洞断面形式为圆形,2.9m,隧洞围岩均为类围岩,岩性为闪长岩。调压井:无阻抗园筒式调压井。调压井顶高程为1790.64m,调压井高27.14m。上口开挖直径10m,下口开挖直径11m。调压井岩石为闪长岩,围岩为类围岩。开挖主要工程量见表7-1。表7-1 压力管道(含引水隧洞、调压井)开挖工程量表序号项目单位工程量1压力隧洞洞挖石方m37012调压井土方开挖m3350竖井石方开挖m325103压力管道土方开挖m3850明
3、挖石方m31300平洞石方开挖m3620斜井石方开挖m312604合计m375917.1压力管道(含调压井、引水隧洞)开挖工程施工7.1.1压力管道7.1.1.1施工方案根据本工程的特点和总进度的安排,压力管道开挖施工安排3个工作面进行:压力管道明挖工作面,采用自上而下开挖;压力管道首段上平洞工作面,采用全断面开挖;压力管道下平洞和斜井段工作面(包括6#支洞)。下平洞和斜井段均通过6#支洞进行开挖,先下平洞段开挖,后斜井段开挖,下平洞段采用全断面开挖,斜井段采用自下而上全断面开挖。7.1.1.2施工布置(1)施工支洞为满足施工需要,在距厂房上游侧99m处布置1条6#施工支洞,进行斜井和下平洞的
4、开挖,具体布置、支洞长度和支洞工程量详见表7.1-1。表7.1-1 6#施工支洞参数一览表序号项目单位参数备注1支洞与压力管道相交的桩号m管0+257.4342支洞进口距厂房中心线距离m993支洞进口高程m1552.64支洞未端高程m1545.65支洞断面型式城门洞型6支洞断面尺寸(宽高)m3.23.177支洞长度m908坡度%89支洞石方开挖m381410喷混凝土支护(=5cm)m340视实际情况而定11锚杆25(L=1.5m3m)根150视实际情况而定(2)施工供风明挖段供风采用高压橡胶风管供给。洞外供风系统详见第3章施工总平面布置说明书及附图有关内容。洞内风管采用48mm压风管布置在洞内
5、左侧。(3)施工供水采用48mm钢管从生产水池引向各施工场面。隧洞内施工用水管均采用48mm钢管,布置在洞内一侧边墙下部。(4)施工供电施工、用电从供电系统引用,隧洞内用电,照明和动力线均布置在隧洞一侧。(5)施工照明洞身段用100W低压防水白炽灯照明,工作面用500W低压投光灯照明。(6)施工排水首段上平洞地下水较小,施工排水主要为施工废水,在洞内靠右侧设排水沟,将积水排出洞外。斜井段和下平洞段施工废水通过洞内排水沟汇集到集水坑,用YW型污水泵通过6#支洞抽排出洞外。6#支洞内靠右侧设排水沟,下平洞靠左侧设排水沟。隧洞内排水管采用48mm钢管,布置在洞内一侧边墙下部。(4)通风设备根据规范确
6、定隧洞通风设备选择的依据: 隧洞内最低风速不小于0.15m/s; 隧洞内最大允许风速4m/s; 确保供应隧洞内工作人员每人不小于3m3/min的新鲜空气; 对隧洞内的氡气进行有效的稀释。 风管内风速控制在68m/s; 吊挂风管平、直、紧、稳,风管转弯半径不小于风管直径的3倍。合同段隧洞工作面通风最大隧洞长为280m,根据以上布置依据,选择通风方式采用压式通风方式。在首段上平洞进口处,结合以后引水隧洞的开挖,在洞口布置1台轴流式通风机。在6#支洞口布置1台轴流式通风机。通风内管直径均采用400mm。 压风管布置距工作面距离 25m。洞内照明、排水布置见图7.1-1。排水沟48mm压风管48mm进
7、水管48mm排水管动力、照明线400mm压风管轨道(A)6#支洞垫渣(B)压力平洞动力、照明线400mm压风管48mm压风管48mm进水管48mm排水管排水沟轨道垫渣400mm压风管(C)斜井动力、照明线48mm压风管48mm进水管48mm排水管轨道钢板图7.1-1 隧洞风水电管线布置示意图7.1.1.3施工程序隧洞开挖施工程序见下框图测量、布孔钻孔平台就位钻孔装药钻孔平台退出爆破通风散烟清理撬挖扒渣机就位出渣扒渣机撤离支护铺轨测量、布孔隧洞钻爆作业程序见下页框图。7.1.1.4施工方法(1)洞口支护6#支洞洞口地质条件较好,支洞进口只进行喷5cm素混凝土处理。首段上平洞洞身开挖前,先进行锁口
8、支护。锁口支护采用锚喷混凝土支护:锚杆沿径向水平设三排,1.5m1.5m间距梅花形布置,采用22钢筋,长3.0m;喷C20混凝土5cm。具体布置详见图7.1-2。1-1 剖面图7.1-2 隧洞洞口锁口支护示意图 单位:m11.522,长3m0.51.5锁口锚杆1锁口锚杆厚5cm22,长3m喷C20混凝土上平洞锁口支护新增工程量: 锚筋,22钢筋,单根长3m 24根 喷C20混凝土,厚5cm 16m3施工准备测量放点进钻造孔吹孔装药联网爆破通风除尘安全撬挖出碴围岩支护养 护锚 杆 制 安钢 筋网 绑 扎喷 射 砼排 水隧洞钻爆作业程序(2)明挖段施工道路利用2#道路到达1766m高程,0.8m3
9、液压反铲利用首段上平洞洞脸开挖料形成的平台,自上而下甩料开挖至1672.86m高程,装5t自卸汽车运至业主指定地点。石方开挖采用YT-28手持式凿岩机钻孔,爆破采用控制爆破。(3)首段上平洞段明挖利用2#施工道路,石方开挖采用YT-28手持式凿岩机钻孔,边坡采用光面爆破。开挖渣料就近堆放在洞口附近,形成工作平台。上平洞隧洞采用全断面法开挖,具体施工如下:测量放线:由测量工按爆破设计要求,用红油漆画出周边线、中心点及周边孔、崩落孔、掏槽孔点位线,精度控制在2cm。钻孔:采用3台手风钻在钻孔平台上进行,严格控制钻孔数量及质量,保证爆破设计的实施。钻孔要求准、平、直,并冲洗干净。钻孔施工方法详见图7
10、.1-3。图7.1-3 平洞开挖钻孔示意图钻孔平台手风钻装药爆破:炸药选用2#岩石炸药,在有地下水处选用乳化防水炸药;雷管选用毫秒微差非电雷管。装药工作在钻孔平台上进行,按设计严格控制装药量及封堵质量,严格按设计爆破网络布置。通风散烟:上平洞开挖采用自然通风。安全撬挖:爆破散烟后,由撬挖工站在碴堆上将掌子面、边顶拱各部位的浮石撬挖干净,保证出碴期间安全。待出碴完毕再补撬一次,保证钻孔、装药期间安全。出碴:采用小型矿用装岩机装0.6m3矿车,人工推出洞外集中堆放,0.8m3液压反铲装5t自卸汽车运至业主指定渣场。耙碴:将洞底及掌子面浮碴清除干净,以便安装轨道、打钻平台就位及钻孔施工。安装轨道:轨
11、道与枕木利用有轨电瓶牵引矿车运输至新开挖隧洞段,人工按设计轨距安装。支护:上平洞段类围岩,开挖采取临时素喷8cm厚 C20混凝土支护措施。喷射机械采用混凝土喷射机,干喷法施工,喷射机布置在洞口。工艺流程见喷射混凝土工艺流程框图。喷射混凝土拌制方式:在洞口施工现场拌制。喷射混凝土工艺流程框图搅拌机细骨料粗骨料水 泥喷射机械喷嘴空压机速凝剂压缩空气喷射面洞外洞内筛选水送料管 开挖爆破设计A 明挖手风钻开挖手风钻分层梯段爆破参数见表7.1-2。表7.1-2 手风钻梯段爆破参数表钻孔类型孔深(m)孔径(mm)药径(mm)孔距(m)排距(m)装药长度(m)堵塞长度(m)单孔药量(kg)备 注主爆孔2.0
12、42321.00.81.20.91.2光面爆破孔2.042250.50.61.250.750.5导爆索引爆B 隧洞开挖a 爆破炮孔布置,详见插图7.1-4。说明:1.本图尺寸单位为m。2.周边孔21个,崩落孔16个,掏槽孔9个(含4个空孔),共计46个孔。 3.掏槽孔的1#号为1段,2#5#号为2段。图7.1-4 隧洞洞身炮孔布置图0.250.1612345空孔掏槽孔详图1周边孔崩落孔掏槽孔12.5周边孔周边孔崩落孔掏槽孔空孔0.63.211剖面c 爆破设计参数,见表7.1-3。表7.1-3 引水隧洞爆破设计基本参数表钻孔类型孔深(m)孔径(mm)孔数(个)孔距(cm)排距或抵抗线(cm)药径
13、(mm)单孔药量(kg)总药量(kg)炸药单耗(kg/m3)掏槽孔2.5425(装药)4(空孔)/322.010崩落孔2.542167070321.219周边孔2.542215060250.510.5合计4639.51.96d 开挖作业循环时间表隧洞开挖作业循环时间见表7.1-4。表7.1-4 隧洞开挖作业循环时间表序号循环工序时间min循环时间(h)条件123456781测量放线30开挖断面:园型,直径为3.2m,8.04m2。岩石:闪长岩。设备:3台YT-28手持钻机,装岩机装矿车,人推出洞外。2打钻平台就位303钻孔1604装药爆破605通风散烟206清理撬挖307出碴608支护609其
14、他(铺轨等)30合计480注:(1)循环作业主要参数:循环进尺2m(孔深2.5m);循环作业时间480min(8h)。(2)施工进度指标:日循环数3循环/d;日进尺6m/d;月进尺153m/月(25.5d/月);月平均进尺130m/月(长期效率85%)。(4)6#施工支洞6#施工支洞采用全断面法施工。采用3台手风钻在钻孔平台上进行,出渣采用装岩机装0.6m3矿用小车,并在洞口设5t卷扬配合出渣。洞口洞内进行喷=8cm厚的混凝土临时支护,其他开挖方法及爆破设计与平洞类似,参见上一节。(5)下平洞段下平洞开挖利用6#施工支洞开挖机械,出渣方式与6#施工支洞相同,其他施工方法与上平洞相同,详见本章上
15、2节。(6)斜井段斜井段隧洞待下平洞开挖结束后,采用从下自上全断面法开挖。在明管段明挖结束后,在斜井段上进口,用XY-2PC型地质钻机从上进口隧洞中下部平行洞轴线钻1个110孔,在进口设1台5t卷扬,钢丝绳通过110孔牵引钻架平台,进行斜井开挖。斜井底部安装轨道,钻架平台在轨道上行驶,同时在底部铺设钢板,以便爆破渣料顺利溜到下平洞。爆破渣料从下平洞经6#支洞运出,出渣方式与下平洞相同。爆破参数参见本章第7.1.1.4(3)节。斜井施工方法具体参见有关附图。压力管道和6#支洞新增临时支护见表7.1-5。表7.1-5 压力管道和6#支洞新增工程量表序号项目单位数量1C20喷混凝土(=8cm)m31
16、442锚杆22mm,长3m,间距1.5m1.5m根4003挂网6.5mm,间距20cm20cmm29004钢板=12mmm2290斜井段溜渣7.1.2引水隧洞引水隧洞开挖在压力管道上平洞开挖结束后施工。引水隧洞围岩为类围岩,除遇特殊情况不进行临时支护,其他施工方法与压力管道上平洞相同,具体详见本章第7.1.1.4节。7.1.3调压井调压井开挖在压力管道上平洞和引水隧道开挖结束后进行施工。采用导洞法开挖,导洞设计为2m园形洞,从上自下分层开挖,每2m一层。在洞口顶部设1台3t卷扬吊渣,人工装渣。导洞成型后,从上自下分层扩挖,每2m一层,周边采取光面爆破对调压井围岩进行保护,每扩挖一层,进行挂网锚
17、喷临时支护一层,再进行下一层扩挖。扩挖起始段先浇筑井口混凝土3m高后,再进行以下的扩挖。扩挖扩挖渣料从导洞自落至底部,再从压力管道首段上平洞运出,方式与上平洞出渣方式相同。导洞开挖采用2台YT-28型手持式凿岩机钻孔,扩挖时采用4台YT-28型手持式凿岩机钻孔。新增临时支护工程量见表7.1-6。表7.1-6 调压井新增临时支护工程量表序号项目单位数量1井口混凝土m3432C20喷混凝土(=10cm)m3903锚杆22mm,长3m,间距1.5m1.5m根3774挂网6.5mm,间距20cm20cmm28917.1.4围岩保护措施隧洞开挖中必须保护围岩不受破坏和确保隧洞开挖面的不平整度。隧洞开挖中
18、对围岩的破坏主要是指爆破震动对围岩的破坏,故在优化爆破设计和精心施工方面采取相应的措施:(1)预防震动破坏的核心是控制装药量。在爆破设计时选用较短的循环进尺,并采用毫秒微差爆破技术,控制单响装药量,控制一次起爆总药量。(2)技术手段:采用先进的控制爆破技术光面爆破和新奥法施工。施工中严格控制光面爆破质量的关键准确形成光爆层。(3)准确的掏槽,是每次爆破成败的关键。结合本工程岩石地质情况,选用掏槽效果好的平行直孔掏槽形式。掏槽效果好的作用:爆破效果好;形成良好的自由面,各种爆破孔在其影响下可减少对围岩的震动破坏影响。(4)保证施工精度。在施工中必须保证各工序的施工质量,特别是在测量放线、打孔和装
19、药的精度上确保无误。7.1.5隧洞开挖监测施工监测是确保隧洞开挖安全的重要手段。在隧洞开挖中,布置系统监测设施,对隧洞周边收敛、拱顶下沉、围岩位移和围岩松弛区等项目进行监测。7.1.6施工主要施工机械与劳动力配置7.1.6.1主要施工机械(1)施工机械主要布置钻孔机械:在压力管道明挖工作面布置3台YT-28手持式凿岩机;在压力管道首段上平洞、引水隧洞和调压井工作面布置4台YT-28手持式凿岩机;在压力管道下平洞和斜井段工作面(包括6#支洞)布置3台YT-28手持式凿岩机,其中在开挖斜井段时布置1台XY-2PC型地质钻机。出渣机械:在压力管道明挖工作面布置1台0.8m3液压反铲和2台自卸汽车;在
20、压力管道首段上平洞、引水隧洞和调压井工作面和压力管道下平洞和斜井段工作面各布置1台装岩机和1台电瓶车牵引有轨矿车(4个)出渣。(2)主要机械,见表7.1-7。表7.1-7 主要施工机械表序号设备名称型号、规格单位数量备 注1手风钻YT-28台102装载机ZL-30台13自卸车5t 台24推土机D80台15反铲PC200(0.8 m3)台1日产6装岩机台27电瓶矿车辆28轴流风机天津90-1台29混凝土喷射机PH-台210地质钻机XY-2PC台111水泵YW型台412空压机见第3章7.1.6.2劳动力配置(见表7.1-8)。表7.1-8 高峰期劳动力配置表序号工 种数 量(人)1技术、管理22测
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