斜井施工方案人工开挖建筑铁路工程_建筑-铁路工程.pdf
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1、1/25 青海省巴音河蓄集峡水利枢纽电站工程 引水发电洞斜井 开 挖 支 护 方 案 青海省水利水电工程局有限责任公司 二零一七年八月 2/25 批准:审核:编写:七年八月批准审核编写引水发电洞斜井开挖支护施工方案编写依据招投标文件及施工技术条款及施工规范引水发电洞开挖支护图爆破安全规程水利水电工程爆破施工技术规范水工建筑物地下开挖工程施工技术规范工程概况概况蓄集支撑地区社会经济持续快速发展工程开发任务为以城镇生活和工业供水为主兼顾发电防洪等综合利用蓄集峡水利枢纽工程坝址位于巴音河峡谷出口上游约处距海西州德令哈市东北左坝址控制流域面积坝址多年平均流量年径流量亿占在厂房后约处分岔分为条支管采用埋
2、藏式钢管外包钢筋混凝土结构管径为主管长主管道为地下埋管段钢板厚回填素混凝土厚其中埋管斜洞段长比降上平段长下平段长比降引水发电洞在处设岔管起点钢管埋管段每设置一加劲环斜井位3/25 引水发电洞斜井开挖支护施工方案 1.编写依据 1)招投标文件及施工;2)技术条款及施工规范;3)引水发电洞开挖支护图;4)爆破安全规程GB 6722-2014;5)水利水电工程爆破施工技术规范DL/T 5135-2001;6)水工建筑物地下开挖工程施工技术规范DL/T 5099-1999;2.工程概况 2.1 概况 蓄集峡水利枢纽工程为巴音河干流上骨干调蓄工程,其主要功能是对径流进行多年调节,保障当地国民经济发展用水
3、安全,支撑地区社会经济持续快速发展。工程开发任务为:以城镇生活和工业供水为主,兼顾发电、防洪等综合利用。蓄集峡水利枢纽工程坝址位于巴音河峡谷出口上游约6km处,距海西州德令哈市东北 60km左右,坝址控制流域面积 4970km2,坝址多年平均流量 8.73m3/s,年径流量 2.75 亿 m3,占巴音河流域水资源总量 54.46%。引水发电洞进口高程 3388.50m,洞长 6440.54m,洞径 3.2m/3.0m,最大引水流量 20.4m3/s。引水发电洞道采用一管三机正向进水布置型式,在厂房后约 42m处分岔,分为 3 条支管,采用埋藏式钢管外包钢筋混凝土结构,管径为3.0m,主管长68
4、5.41m。主管道为地下埋管段,钢板厚1826mm,C20W12F50 回填素混凝土,厚 70cm,其中埋管斜洞段长 102.13m,比降七年八月批准审核编写引水发电洞斜井开挖支护施工方案编写依据招投标文件及施工技术条款及施工规范引水发电洞开挖支护图爆破安全规程水利水电工程爆破施工技术规范水工建筑物地下开挖工程施工技术规范工程概况概况蓄集支撑地区社会经济持续快速发展工程开发任务为以城镇生活和工业供水为主兼顾发电防洪等综合利用蓄集峡水利枢纽工程坝址位于巴音河峡谷出口上游约处距海西州德令哈市东北左坝址控制流域面积坝址多年平均流量年径流量亿占在厂房后约处分岔分为条支管采用埋藏式钢管外包钢筋混凝土结构
5、管径为主管长主管道为地下埋管段钢板厚回填素混凝土厚其中埋管斜洞段长比降上平段长下平段长比降引水发电洞在处设岔管起点钢管埋管段每设置一加劲环斜井位4/25 i=1/1.425。上平段长 383.35m,下平段长 305.65m,比降 i=1/1000。引水发电洞在 6+398.41m 处设岔管起点,钢管埋管段每 3m设置一加劲环。斜井位于桩号 K6+076.35 至 K6+135段,上平段竖向转弯点高程为3327.98m,下平段竖向转弯点高程为 3244.37m,水平夹角为 60o,斜井长102.13m。2.2 地质条件 压力管道洞段垂直埋深 35m 240m,沿线地表地形起伏较大,前半段为中低
6、山,后半段为巴音河级阶地;地层岩性主要为石炭系上统宗务隆山群大理岩和板岩(C3zd+b),灰岩(C3zh),以及震旦系亚群(Zdk)灰岩、片岩等,岩层走向及洞轴线夹角大于 50,受断层及节理密集带影响,整个洞段岩体以层状、散体及破碎结构为主,局部地段可能出现线状流水和涌水,岩体类型以类为主,局部类。压力管道段通过 F18-2和 F17两条较大规模断层,受此影响,相关洞段围岩稳定性差,并可能出现涌水现象,加强支护加固及排水措施。2.3 主要工程量,斜井工程量详见表 2-1。斜井工程主要工程量表 表 2-1 序号 施工项目 单位 工程量 备注 1 石方洞挖 m3 1752 2 喷 C20混凝土、厚
7、 0.15m m2 155 3 钢筋网6150 t 3.1 4 砂浆锚杆 根 735 25,L=2m 3.施工布置 七年八月批准审核编写引水发电洞斜井开挖支护施工方案编写依据招投标文件及施工技术条款及施工规范引水发电洞开挖支护图爆破安全规程水利水电工程爆破施工技术规范水工建筑物地下开挖工程施工技术规范工程概况概况蓄集支撑地区社会经济持续快速发展工程开发任务为以城镇生活和工业供水为主兼顾发电防洪等综合利用蓄集峡水利枢纽工程坝址位于巴音河峡谷出口上游约处距海西州德令哈市东北左坝址控制流域面积坝址多年平均流量年径流量亿占在厂房后约处分岔分为条支管采用埋藏式钢管外包钢筋混凝土结构管径为主管长主管道为地
8、下埋管段钢板厚回填素混凝土厚其中埋管斜洞段长比降上平段长下平段长比降引水发电洞在处设岔管起点钢管埋管段每设置一加劲环斜井位5/25 3.1 施工道路布置 压力管道下平段及斜井施工由 3#岔管进入工作面,上平段及斜井扩挖由施工支洞进入工作面。3.2 施工风、水、电布置 3.2.1 施工用风 下平段及导井施工用风由 3#岔管口 1 台 22 m3电动空压机供给;上平段及斜井扩挖施工用风由施工支洞洞口布置 2 台 22 m3电动空压机供给。供风主管采用 D125钢管,布置在开挖断面左侧边墙下部,设置钢托架固定,在距开挖掌子面 2030m处设置带截门风叉,支管采用50 胶管,作业面附近采用25 胶管。
9、3.2.2 施工供水 上平段及斜井扩挖施工用水由施工支洞洞口布置水池进行供水,下平段及导井施工用水由 3#岔管洞口集水坑进行供水,水源取自巴音河水。供水池容量为 10m3,铺设50 钢管引水至施工作业面。3.2.3 施工供电 上平段及斜井扩挖施工供电由施工支洞系统电源接入,下平段及导井施工供电由 3#岔管系统电源接入。配备 1 台 400Kw柴油发电机作为斜井施工期间急需事故备用电源,以保证电网停电时重要部位持续运行,设备和施工照明能够继续工作。3.3 施工通风、排烟及排水 3.3.1 通风、排烟 施工支洞洞口布置一台 75kw轴流风机,采用500 软风带通风管沿施七年八月批准审核编写引水发电
10、洞斜井开挖支护施工方案编写依据招投标文件及施工技术条款及施工规范引水发电洞开挖支护图爆破安全规程水利水电工程爆破施工技术规范水工建筑物地下开挖工程施工技术规范工程概况概况蓄集支撑地区社会经济持续快速发展工程开发任务为以城镇生活和工业供水为主兼顾发电防洪等综合利用蓄集峡水利枢纽工程坝址位于巴音河峡谷出口上游约处距海西州德令哈市东北左坝址控制流域面积坝址多年平均流量年径流量亿占在厂房后约处分岔分为条支管采用埋藏式钢管外包钢筋混凝土结构管径为主管长主管道为地下埋管段钢板厚回填素混凝土厚其中埋管斜洞段长比降上平段长下平段长比降引水发电洞在处设岔管起点钢管埋管段每设置一加劲环斜井位6/25 工支洞接入斜
11、井上弯段;3#岔管洞口布置一台 75KW 轴流风机采用500软风带通风管接入斜井下弯段;同时采用 2 台 22m3空压机沿上下弯段用150 钢管接入斜井扩挖和导井开挖工作面,进行联合通风排烟。必要时作业面设置氧气袋。3.3.2 施工排水 斜井内出现涌水时,将涌水沿下平段边墙下部设置排水沟排至厂房集水坑。3.3.3 施工照明 每隔 20m设置一盏 100W节能灯照明,距离开挖工作面 30m时,改用电缆接 1000W封闭式 LED灯照明,并配备漏电保护开关。3.4 混凝土拌和站 斜井支护施工时所需混凝土由设置在厂房下游 800m处拌合楼供应。4.斜井开挖施工 斜井段开挖断面面积 S=17.35m2
12、,先自下而上开挖直径为 1.5m 导井,导井断面一次光面爆破施工。待导井开挖完成后,每次进尺 2m,钻孔 2.1m,用普通钻爆法自上而下进行斜井扩挖最终形成直径为 4.7m 圆形断面,斜井开挖量为1752m3,为便于清碴,扩挖掘进按漏斗形开挖,漏斗底坡30,属中型盲斜井开挖施工。出渣采用扒渣机装渣,小型自卸汽车从下平段运渣至弃渣场。根据现场施工条件,设备装备水平,工人技术熟练程度和地质条件要求,提出了“自上而下开挖、自下而上开挖和上下同时导井开挖”三个方案。由于自上而下正导井开挖人工装渣任务繁重,同时考虑到施工工期要七年八月批准审核编写引水发电洞斜井开挖支护施工方案编写依据招投标文件及施工技术
13、条款及施工规范引水发电洞开挖支护图爆破安全规程水利水电工程爆破施工技术规范水工建筑物地下开挖工程施工技术规范工程概况概况蓄集支撑地区社会经济持续快速发展工程开发任务为以城镇生活和工业供水为主兼顾发电防洪等综合利用蓄集峡水利枢纽工程坝址位于巴音河峡谷出口上游约处距海西州德令哈市东北左坝址控制流域面积坝址多年平均流量年径流量亿占在厂房后约处分岔分为条支管采用埋藏式钢管外包钢筋混凝土结构管径为主管长主管道为地下埋管段钢板厚回填素混凝土厚其中埋管斜洞段长比降上平段长下平段长比降引水发电洞在处设岔管起点钢管埋管段每设置一加劲环斜井位7/25 求,经方案比较,结合各方案优点,采用“反导井为主、正导井辅助、
14、最后扩挖”斜井开挖施工方案。4.1 斜井导井开挖施工 4.1.1 开挖方案 导井布置在斜井断面中心,断面尺寸为直径 1.5m 圆形。反导井计划开挖99.13m。开挖至离上平段竖向转弯点 34时,停止上掘进,然后从正导井钻凿深孔,进行全断面一次性贯通,导井贯通后,自上而下全断面一次扩挖成型。反导井施工过程中若遇见不良地质围岩,视地质情况进行超前预注浆,等达到安全强度后继续施工,注浆压力控制在 1.2MPa,浆液比 0.6:11:1。若存在安全隐患则停止反导井施工,以正导井为主进行施工。4.1.2 导井开挖施工 4.1.2.1导井开挖施工方法 1)反导井施工方法 反导井开挖采用人工搭设双层钢管支架
15、平台,并满铺 5cm马道板,供钻爆作业使用,同时也起到高空坠落时二次防护作用。采用 YT-28手风钻进行造孔,孔径42mm,人工自上而下吊线装药至底部,连续柱状装药,然后自下而上反向爆破,爆破循环进尺 2m。爆破装置设在斜井下平段,爆破后石渣自由溜至下平段,利用扒渣机及小型自卸汽车运至渣场。反导井施工设备材料运输采用绳子提升至工作面。钢管支架平台采用扣件连接,支架紧靠岩壁一面长樑两端各插入岩壁 30cm(用风镐凿洞)、外露 30cm或固定于锚杆上,并用间隔木背板塞紧,使支架稳固牢靠(详七年八月批准审核编写引水发电洞斜井开挖支护施工方案编写依据招投标文件及施工技术条款及施工规范引水发电洞开挖支护
16、图爆破安全规程水利水电工程爆破施工技术规范水工建筑物地下开挖工程施工技术规范工程概况概况蓄集支撑地区社会经济持续快速发展工程开发任务为以城镇生活和工业供水为主兼顾发电防洪等综合利用蓄集峡水利枢纽工程坝址位于巴音河峡谷出口上游约处距海西州德令哈市东北左坝址控制流域面积坝址多年平均流量年径流量亿占在厂房后约处分岔分为条支管采用埋藏式钢管外包钢筋混凝土结构管径为主管长主管道为地下埋管段钢板厚回填素混凝土厚其中埋管斜洞段长比降上平段长下平段长比降引水发电洞在处设岔管起点钢管埋管段每设置一加劲环斜井位8/25 见反导井开挖示意图)。每 20m左右沿导井右侧井壁爆破开挖一避空洞(俗称猫儿洞,避空洞长 2m
17、,宽 1.5m,高 2m)供爆破时存放施工器具和事故应急时人员躲避使用。自下弯段采用22 螺纹钢焊接爬梯至工作面,爬梯步宽 50cm,间距30cm,侧面设置扶手,并及打设22,L=0.3m插筋焊接牢固。2)正导井施工方法 正导井开挖施工由布置在上弯段顶部爬梯进入施工作业面,采用YT-28手风钻进行造孔,孔径42mm,32 乳化炸药连续柱状装药,非电毫秒延期导爆管雷管方式进行起爆,循环进尺控制在 1.5-2m。爆破施工时,钻机采用吊灌提升至上平段安全部位,起爆装置设在上弯段 50m以外。爆破后出渣先采用吊灌配合卷扬机出渣至上平段,再采用扒渣机将石渣装小型自卸汽车运往渣场。正导井出渣时在靠爬梯一侧
18、用马道板搭设安全防护棚,防止吊灌翻渣(详见附图)。3)导井开挖爆破参数及炮孔布置 导井开挖采用 YT-28手风钻进行造孔,孔径42mm,装药采用32 乳化炸药连续柱状装药,循环爆破进尺 2m。导井炮孔布置见下图,爆破参数见下表。七年八月批准审核编写引水发电洞斜井开挖支护施工方案编写依据招投标文件及施工技术条款及施工规范引水发电洞开挖支护图爆破安全规程水利水电工程爆破施工技术规范水工建筑物地下开挖工程施工技术规范工程概况概况蓄集支撑地区社会经济持续快速发展工程开发任务为以城镇生活和工业供水为主兼顾发电防洪等综合利用蓄集峡水利枢纽工程坝址位于巴音河峡谷出口上游约处距海西州德令哈市东北左坝址控制流域
19、面积坝址多年平均流量年径流量亿占在厂房后约处分岔分为条支管采用埋藏式钢管外包钢筋混凝土结构管径为主管长主管道为地下埋管段钢板厚回填素混凝土厚其中埋管斜洞段长比降上平段长下平段长比降引水发电洞在处设岔管起点钢管埋管段每设置一加劲环斜井位9/25 空孔50mm爆破孔42mmMS1MS3孔距47cm导井炮孔布置图 导井开挖炮孔及爆破参数表 表 4-1 序 号 炮 眼 名 称 孔 数(个)孔 径 钻孔 角度(度)炮孔深度 单孔 药量(Kg)总装 药量(Kg)雷管 段别 起爆 顺序 备 注 孔 深()总 长()1 空 孔 1 42 60 2.1 2.1 2 掏槽孔 4 42 60 2.1 8.4 0.8
20、 3.2 1 1 3 周边10 42 60 2.0 20 0.6 6.0 33 七年八月批准审核编写引水发电洞斜井开挖支护施工方案编写依据招投标文件及施工技术条款及施工规范引水发电洞开挖支护图爆破安全规程水利水电工程爆破施工技术规范水工建筑物地下开挖工程施工技术规范工程概况概况蓄集支撑地区社会经济持续快速发展工程开发任务为以城镇生活和工业供水为主兼顾发电防洪等综合利用蓄集峡水利枢纽工程坝址位于巴音河峡谷出口上游约处距海西州德令哈市东北左坝址控制流域面积坝址多年平均流量年径流量亿占在厂房后约处分岔分为条支管采用埋藏式钢管外包钢筋混凝土结构管径为主管长主管道为地下埋管段钢板厚回填素混凝土厚其中埋管
21、斜洞段长比降上平段长下平段长比降引水发电洞在处设岔管起点钢管埋管段每设置一加劲环斜井位10/25 孔 合 计 15 30.5 9.2 注:每循环爆破体积为 3.54,炸药单耗为 2.60/,稍低于矿山井巷工程预算定额规定井巷掘进炸药消耗量定额(普通爆破法 2.74 2.94/)。设计中所取炸药单耗指标系参照平巷掘进定额指标。在实施过程中,经过试爆后,可逐步调整、优化,选定适合本工程爆破参数,对于 60斜井导井自下而上掘进延伸,炸药单耗可降至 2.5/左右。4.1.2.2导井开挖施工 导井开挖主要工序有:钻孔爆破、支护、出渣三大工序,辅助工序有:测量、通风、安全等工作。A.测量放样 测量工作是按
22、设计施工以及导井掘进延伸不偏斜有力保证。测量工作在自下而上掘进延伸工作中也是比较复杂。本工程采用全站仪施测,用红油漆在掌子面标示中心点位置,协助现场施工员直接在掌子面标出所有炮孔位置,每一循环进行一次。B.钻孔 钻工进入工作面后,首先是敲帮问顶,撬除浮石;然后在支架上密集铺设 5 木板,搭设工作平台,接好风管、水管,安设手风钻。手风钻钻孔工作做到定人、定机、定位。每循环钻凿炮孔总数 15 个,总延米数 30.5,配备 2 台凿岩机(其中:1 台工作,一台备用),凿岩工 2 人,凿岩助手 1 人。平均每台钻机钻七年八月批准审核编写引水发电洞斜井开挖支护施工方案编写依据招投标文件及施工技术条款及施
23、工规范引水发电洞开挖支护图爆破安全规程水利水电工程爆破施工技术规范水工建筑物地下开挖工程施工技术规范工程概况概况蓄集支撑地区社会经济持续快速发展工程开发任务为以城镇生活和工业供水为主兼顾发电防洪等综合利用蓄集峡水利枢纽工程坝址位于巴音河峡谷出口上游约处距海西州德令哈市东北左坝址控制流域面积坝址多年平均流量年径流量亿占在厂房后约处分岔分为条支管采用埋藏式钢管外包钢筋混凝土结构管径为主管长主管道为地下埋管段钢板厚回填素混凝土厚其中埋管斜洞段长比降上平段长下平段长比降引水发电洞在处设岔管起点钢管埋管段每设置一加劲环斜井位11/25 凿炮孔 8.8/小时,180 分钟完成全部炮孔钻凿工作。钻孔工作完成
24、后,将炮孔清洗干净,爆破时反导井施工凿岩机具码放在避空洞中,并采用马道板进行覆盖防护;正导井采用吊兰配合卷扬机提升至上平段安全部位。钻孔时,严格按设计要求进行,掏槽孔和辅助孔要求按倾 60直线打孔;两侧和底部炮孔要落在轮廓线外 510 处,而后偏向轮廓线外 510。C.装药、堵塞及起爆 为获得较好爆破效果,所有炮孔均采用药径为32 乳化炸药,连续柱状装药。为保证掏槽孔达到准爆目,每孔装入同段雷管 2 发,一发置入孔底第二个药卷内,一发放入距孔口第二个药卷内,其余炮孔一律采用反向起爆,每孔装药量详见炮孔爆破参数表。为使各药卷之间紧密接触,用木质棍棒(长 2.5)将药卷轻微捣实,以防药卷滑落。堵塞
25、采用粘土及河沙混合捻制成泥棒进行炮孔堵塞。炮孔一定要堵塞至孔口,并用炮棍捣实。微差起爆,为保证安全起爆及爆破成功,采用非电毫秒延期导爆管雷管复式起爆网络爆破,爆破网路连接采用四通复式联接方式。起爆地点设在下平段拐角下游 50m处,采用工业电雷管引爆。起爆时,通知邻近 50内井筒上下及周围井下工作人员全部撤离至安全区域内,并实行警戒,发出起爆信号后,方可引爆工业电雷管。爆破 15 分钟后,发出撤除警报信号。D.出渣 反导井出渣考虑自溜及机械相结合方式,井身靠自溜,溜至导井底部采用扒渣机将石渣装小型自卸车运至渣场。正导井出渣先采用吊灌配合卷七年八月批准审核编写引水发电洞斜井开挖支护施工方案编写依据
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