港口湾水库工程地下工程施工方案.doc

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1、港口湾水库工程地下工程施工方案引水系统位于右岸山体内，采用一洞二机供水方式。由进水口、闸门井、引 水主洞、岔管和压力管道等组成。进水口和闸门井采用槽挖而成，开挖边坡高约 50m，开挖底高程为98.5m，闸门开挖尺寸为5m 8.7m，最大开挖槽深为28.2m； 引水洞由上平洞(0+0.000-0+76.053)、斜井(0+76.053-0+119.014)、下平洞(0+119.0140+29.828)、岔管和支洞组成，开挖洞长为292.913m；主洞开挖断面 直径分别为9m和9.3m两种，支洞开挖断面直径6m。2. 主要工程量 引水系统主要开挖工程量见表7-1。表7-1引水系统主要开挖工程量进口

2、明挖m3上平洞m3斜井m3下平洞m3岔管m3支洞m3合计(m3)明挖洞挖115135422339862551937226811513192803. 工程地质 引水遂洞地层岩性为志留系霞乡组轻度变质碎石屑岩，岩性单一。基础和围堰均为石英细砂岩，灰黑色呈层理构造，中厚层状，单层厚度为0.40.7m，新 鲜石英细砂岩层面结合良好.透水性小，抗风化能力强，石质致密坚硬，湿抗压 强度110150MPa。该区域地质构造相对简单，无大断层。进水口无覆盖层，清理完树、草皮后即为基岩，有层间错动面7条，产状与 层面一致，倾角小于30，处于强风化带的层间错动面，一般具夹泥现象，在弱 风化带的错动面渐趋好转，进入微

3、风化或新鲜岩带时，除个别错动面呈弱风化， 大多闭合。基础部位为新鲜基岩。隧洞段围岩除出口局部为III类围岩外，其于均为II类围岩，岩石坚硬，均为 新鲜岩石，但层理明显，层厚为0.40.7m，层面裂隙比较发育，岩层产状为 N75WEW，SWl5-L20。施工时应注意安全，加强监护，防止掉块现象。出口段的山坡坡积层较厚，为513m。4. 施工布置 施工道路：通往进水口由右岸105m高程上坝线，往上游延伸至100m高程而成，所有洞挖、明挖的石碴和施工设备、人员均通过此路进入工作面。故此路应 一进点即开始修筑，力争在一个月内完成。通往支洞工作面的施工道路，利用厂 房明挖的施工道路(即右岸91.472.

4、1m厂房下基坑道路)。供风：进水口前期由218m3/min移动式压风机供风，待右岸压风厂形成后改 由压风厂集中供风。支洞工作面由右岸压风厂集中供风。供水：初期施工各工作面水泵直供，后期待右岸高水位水池形成后将水管直 接接至工作面供水。电：各工作面用电均以系统变压帑直接引入至洞口，每工作面均需安装一台 漏电保护器。洞内各种线均架空敷设、线路均采用橡胶绝缘电缆，照明线与动力 线应有一定高差，且布置在边墙一侧，另一侧布置风、水管路。掌子面照明采用 功率500W碘钨灯，洞内照明每隔10m左右在边墙上悬挂100W防爆白炽灯，临近 工作面采用36V低压照明。排水：进口工作面沿开挖边线挖一排水沟，将洞内积水

5、直接排至西津河。支 洞工作面用2潜水泵，通过排水铁管直接将工作面积水排出洞外。各洞明挖结 束后均应挖出排水沟，将洞外水截住，引入西津河或引入集水井，通过水泵将洞 外水引入西津河。出碴：进水口明挖石碴，除部分用于场地平整外，其余均运往下游暂存料场 上坝备料。所有洞碴料均运往下游垫层料加工场，用于加工垫层料用。5. 施工程序 施工程序见图7-1。6. 施工方法图7-1施工程序进水口明挖：开挖分层图见07-l-1，开挖共分V层。即：1 46.5m以上为I层， 135146.5m为II层，127135m为III层，119-127m为IV层，99.5119m为V层， 边场后，从高到底，逐层开挖。各层施工

6、均采用潜孔钻钻孔梯段爆破和手风钻钻 孔爆破相结合的施工方法：出碴方法为，I-IV层采用人工翻至100m高程后，由 H55(3.3m3)正铲一台配T20自卸车出碴，运往下游中转备料场，第V层物爆落石碴 直接由H55挖掘机配T20自卸车出碴。各层开挖边坡，各平台建基面及洞脸均采用光面爆破，以保护边坡稳定和控 制超欠挖。在99.5m高程建基面上顶留1.5m厚作为保护层开挖。光面爆破参数如下：孔径D=100mm孔距a=80100cm最小抵抗线w=100150cm药卷直径d=32mm不偶合系数=3.1线装药密度250300g/m梯段爆破参数如下：钻孔机具YQ100B型潜孔钻钻孔孔径D=100mm梯段高度

7、H=1215m钻孔角度75-90 第一排最小抵抗线w=(2535)dd：表示药卷直径 炮孔孔距a=2.53.5m炮孔排距d=2.02.5m 前排孔装药量Q=KHWa kg 后排孔装药量Q=KHabkg 单耗K=0.4-0.55Kg/m3炮孔堵塞长度L=(0.81.2)Wm 洞挖：引水隧洞洞挖可分为平洞、下平洞、岔管和压力管道支洞。 上平洞：开挖主要断面有长方形变圆段和圆形两种，其断面直径尺寸为8.5XI0.3m和9.0m；钻孔机具为液压臂钻，装碴为侧翻CAT966装机，出碴为T20自卸 汽车。另配一台0.8m3反铲用于安全处理和钻孔前清理工作面。根据三臂钻的有 效高度及运输需要，先进行高程10

8、2.25m以上的开挖，圆洞底部预留1.5m的岩石。 待上弯管段开挖后进行留下部分的开挖，钻孔机具可选用YTP-26型钻机，石碴 全部运往下游备料场。下平洞、岔管压力支洞段：主要开挖断面有：支洞直径为6m(二条)：下平洞 直径为9.3m。开挖方法和出碴机具与上平洞相同，所不同的是支洞段为全断面掘 进，为方便运输设备进出，底部垫1m厚的石碴；而支洞及岔管石碴全部由装载 机运至洞外装碴。下平洞的出碴用T20自卸汽车进入主洞装车。为有利于施工排 水，岔管、下平洞一：期开挖高程均为79.5m，主洞底部预留2.65m厚岩石，待斜 井开挖完成后，再进行底部开挖，开挖机具可采用YQP一26型钻机。斜井开挖：斜

9、井开挖断挖断面直径为9m，在上平洞和下平洞开挖后进行， 由于在上平洞和下平洞开挖时，大部分上弯管和下弯管段己开挖，故留下段斜距 约20m左右，此段开挖可采用潜孔钻钻孔次成孔，分段爆破法，先开挖成直径2m左右的溜碴井，然后从上往下采用手风钻钻孔爆破扩挖，周边光面爆破，一 次钻孔深度为2m左右，爆破石碴翻入溜碴井，从下平洞用装载机装T20出碴。所有洞挖周边均采用光面爆破，圆形断面周边孔孔距不大于60cm，长方形 断面周边孔孔距不大于80cm。非电毫秒导爆管系统微差分段起爆，平行孔直线 掏槽，其他孔位按一般洞室开挖布孔，缓冲孔减弱装药。装药采用自制的装药台 车。光面爆破有关参数孔径D=4245mm孔

10、距a=6080cm最小抵抗线W=80100cm 炮孔密集系数=0.81.0 药卷直径d=22mm不偶合系数=1.92.05线装药密度p=250350g/m 1. 安全支护由于隧洞岩体为层状结构，且层面明显，层面裂隙发育，因此，在施工时应 特别小心，采取边开挖边支护手段，支护方法可根据情况采用不同手段，如安全 锚杆、超前锚杆、喷混凝土加挂钢筋网等，也可降低循环进尺，加大钻孔密度， 少装药或间隔装药，减少单段起爆药量等一系到措施，有效地控制爆破对围岩 的破坏作用，增加围岩的自稳能力，特别是在岔管开挖时，采用多循环短进尺， 循环进尺不超过1.5m，周边孔距不得大于50cm。锚杆施工：锚杆施工采用先注

11、浆后插筋的施工方法，其施工工艺见下图，钻 孔采用三臂钻或单臂钻。图7-2先注浆后插筋施工工艺 喷混凝土施工：喷射混凝土施工采用潮裹法施工，其流程见图7-3。8. 通风排烟除尘图7-3潮裹法施工工艺通风排烟设备按每个洞口布置一套压入式，引水洞进口选用KJ系列55kW轴 流通风机，洞内配120cm橡胶风管，压力钢管支洞工作面的进风布置与进口一样， 增加一台55kW轴流通风机为吸出式，形成压吸循环系统。风管采用悬挂式，风 管端部距开挖面1520m，爆破产生的粉尘及有害气体，原则上用强排的方法， 在出碴过程中，喷水增加除尘效果。9. 施工进度强度根据施工总进度安排，引水系统开挖从99年3月至99年11

12、月，历时9个月， 平均开挖强度为：明挖5800m3/月，洞挖2800m3/月，洞挖最高月强度为6900m3。引水系统的开挖应尽量提前将开挖工作面提交混凝土衬砌，因此，一旦中标 进点即开挖通往进D口100m高程平台施工道路施工，进口工作面日平均进尺不 高，但受趾板开挖和大坝右岸覆盖层剥离影响，干扰较大，加上洞内修规工作量 大。施工时务必抓紧有效施工时段，不能放松。厂房开挖应抓紧进度，让压力钢 管2个支洞开挖尽早开始，因三臂液压钻此时在进口工作面施工，可先用YTP-26 型钻机造孔爆破，其他施工方法不变。支洞工作修规按排了二个月，是因为岔管、 下平洞剩余工作量和施工难度较大，同样需抓紧进行。表7-

13、2引水系统开挖进度及强度表序号项目单位工程 量(m3)1999年l23456789101112l施工准备项l项2进水口明挖(m3)115133上平洞(m3)54224斜洞(m3)33985下平洞(m3)62556岔管(m3)19377支洞(m3)2268(m3)8修规(m3)2项8施工强度曲线10. 主要施工机械表表7-3。表7-3主要施工机械表序号名称型号(规格)单位数量1凿岩台车全液压三臂钻台12潜孔钻YQ-100B型台43气腿钻YTP-26型台84装载机CAT966D侧翻辆25挖掘机H55正铲3.3台16挖掘机PC-200反铲0.8台17装药台车自制辆18自卸汽车T20辆89鼓风机轴流式

14、55KW台310混凝土喷射机ZP-N35台111水泵台212激光经纬仪测量系统套111. 主要材料及劳动力主要材料见表7-4，主要劳动力见表7-5。表7-4主要材料表序号名称规格单位数量1炸药防水乳化t352导爆索标准型万米23雷管非电毫秒雷管1-15段万发2.54雷管火雷管万发0.55导火索标准型m0.56通风管直径400mmm5007风水管1 、2 、3m10008高压橡胶管6 、1 、1.5m500表7-5主要劳动力表序号工种人数工作内容1钻工5操作钻机、维护2多臂钻驾驶员2钻机移位、维护3挖土机驾驶员4装碴、清炮底4装载机驾驶员4装碴5汽车驾驶员8出碴6装药台车驾驶员2移位、安全处理7

15、爆破工5装药、连线、起爆体加工8水泵工3排水、供水9通风工6操作、维护10撬挖工2安全检查、撬挖11电工4线路维护12测量工6施工放样13混凝土工3喷混凝土14配合工1015合计741.1.2 引水发电隧洞混凝土施工1. 工程概况及主要工作量 引水发电隧洞位于坝右岸山体中，全长292.913m，为一洞两机供水方式，引水洞进口中心线高程为13.75m，水轮机组安装中心线高程为81.5m。引水隧洞主 洞直径为8.5m。其主要由进水口段、上平洞、斜洞、下平洞、岔洞与压力钢管混 凝土衬砌段等工程组成，其中标准直线段为124.814m。引水发电隧洞混凝土施工 主要工作量见表7-6表7-6引水发电隧洞混凝

16、土施工主要工作量项目名称单位工程量备注进水口段喇叭口混凝土(200号)m3894闸室闸井混凝土(200号)m3574板梁柱混凝土(200号)m3166二期混凝土(200号)m354预制板混凝土(200号)m34钢筋t84闸后渐变段衬砌混凝土(200号)m3459厚0.41.1m钢筋t24.3上平洞衬砌混凝土(200号)m3682厚0.25m钢筋t15.5斜井衬砌混凝土(200号)m3544厚0.25m钢筋t20.9下平洞衬砌混凝土(200号)m3136.7厚0.4m钢筋t71.7岔洞衬砌混凝土m3669厚1.0m钢筋t39.1岔后渐变段衬砌混凝土m3146厚0.6m钢筋t10.1直径4.8支洞

17、衬砌混凝土m3954止水铜片=1.6mmM247宽500mm合计混凝土方量=65l3 m3，钢筋=271.6t2. 混凝土施工布置 引水发电隧洞进水口段与上平洞的混凝土施工运输道路可利用右岸100m高程的开挖施工路线。出口段、斜洞与下平洞的混凝土施工运输道路可利用右岸的 91.4m高程进厂道路，垂直运输利用，一房塔机吊运混凝土至引水隧洞出口附近。 混凝土拌合系统布置在右岸坝下游面开阔地带。引水发电隧洞内壁布置，左侧布置管路、电缆与照明线路，右侧布置排水系 统。3. 混凝土施工安排与施工顺序 引水发电隧洞总体施工安排，首先施工进水口段的下部结构，为洞身施工提供进洞道路。再施工洞身与进水口段的上部

18、结构。 进水口段的施工顺序为先下后上，由低至高施工。洞身混凝土施工顺序为先底拱后边拱、顶拱。底拱混凝土施工顺序采用由外向里占进法施工底拱。边拱与 顶拱采用由里至外退进法施工，具体混凝土施工顺序如下：进水口段115.6m高程以上结构 进水口段115.6m高程以下结构-斜洞-上平洞底拱-上平洞边顶拱-下平洞、岔洞底拱-下平洞边顶拱-岔洞边顶 拱-钢管段混凝土衬砌4. 混凝土施工进度目标控制见表7-7。表7-7混凝土施工进度目标控制内容部位混凝土量(m3)起止日期浇筑最大强度进水口段16921999.9.15-1999.12.302m3/h上平洞12261999.11.1-2000.1.300.8m

19、3/h下平洞31361999.11.1-2000.4.301.2m3/h5. 混凝土浇筑分层分块布置 进水口段底板分两次成形，边墙分两段二层施工，顶板一次成形。进水口段115.6m高程以上部位共分13层，平均每层3m。有梁板处按梁下板上分层施工。 引水发电隧洞上平洞共分9段，渐变段平均1.5m为一段，平面转弯段平均10.5m为一段，直线标准段平均8.5m为一段，混凝土施工共分两层，底拱为一层， 边拱与顶拱合为一层成形。斜洞混凝土衬砌共分5段，每段分2层。F平洞共分15段，直线标准段平均10m 为一段，岔洞分两段，压力钢管分四段。其中压力钢管每段全断面一次成形，其 余每段分2层施工。6. 混凝土

20、主要施工方法 模板制安：进水口段模板采用组合钢模，异形处采用木模包0.3mm厚的白薄钢板，弧形顶拱采用在边墙上予埋钢牛腿支撑钢管桁架，其余上部各结构均采用 常规立模方法。洞身底拱采用自制拉模。在底拱拉模时采用在基岩上钻孔，在孔内予埋角钢， 并用细混凝土塞实孔洞。拉模轨道采用钢符。钢管轨道与支撑杆(角钢)通过凹槽 限位，中间跨度大处可采用临时活动支撑块支撑轨道。拉模动力采用5t的卷扬机 带动，滑动时要用润滑油涂刷轨道。底模中的防浮措施为在桁架上设置两只可排 放的水箱。岔洞、斜洞与弯洞采用自制木模包0.3mm厚的白薄钢板。支撑采用钢管满膛 架支撑模板。钢筋制安：钢筋由钢筋加工厂统一加工成形，由平板

21、汽车运至施工现场，人工绑扎。钢筋接头错开布置，接头采用绑条焊接。钢筋与锚筋焊点加固稳定。 混凝土浇筑：洞身混凝土采用拌合站统一供料，由混凝土搅拌车运至洞身内浇筑部位附近，再由移动式电动混凝土泵输送混凝土入仓。顶拱采用垂直封拱方 法施工。顶拱的封拱工作完成是以排气管是否排浆为准。进水口段的上部结构混凝土浇筑按每层40cm厚铺浇一层，并采用软轴式垂 直振捣棒振实。混凝土垂直运输是由布置在闸门井内的柔性滑道运至浇筑平台， 再由人工铁锹入仓。1. 主要设备及劳动力见表7-8、表7-9。表7-8主要设备表主要设混凝土搅拌混凝土拌合移动式电动钢模钢筋绑备车系统混凝土泵台车扎台车(6m3)(HB300)数量

22、3辆l套2台l台1台主要设交流电机汽车液压机扬卷备13300东风5tYKT-56机5t数量3台1辆1台l台表7-9劳动力表劳动力电焊工拌合运转工浇捣工驾驶员钢筋工木工人数342041620I劳动力架子工泥工普工混凝土泵工管理人员合计人数54648961.2 泄洪洞施工1.2.1工程概况及主要工作量 泄洪洞位于大坝左岸的山体内，由C1标段中的导流洞改扩建而成。其洞身典型断面为马蹄形，底宽7m，高度为8m，断面面积为55.13m2，洞身全长为349.187m。本标改扩建部位与工作量如表7-10。表7-10改扩建部位与工作量项目名称单位工作量备注交通洞石方开挖m3216A=7m2衬砌素混凝土(150

23、号)m366厚=0.3m弧形工作门闸室石方开挖m3649A=68m2衬砌混凝土(200号)m3518厚=1.0-2.0m衬砌混凝土(200号)m3308厚=0.4-0.7m二期混凝土(250号)m328板梁混凝土(200号)m36钢筋t23闸前渐变段(200号)衬砌混凝土(200号)m3473钢筋t11洞内石方二次扩挖m364闸后扩散段衬砌混凝土(200号)m3947钢筋t16进口事故门井高程120m以上井筒混凝土(200号)m3634板梁柱混凝土(200号)m364钢筋t321.2.2 土石方开挖 事故闸门高程120m以上边坡开挖采用预裂爆破方法开挖。钻孔机械采用轻型手提式风锚成孔，具体施工

24、方法可参见第6章第l节。 工作门闸室与交通洞采用光面控制爆破方法开挖。石碴运输由汽车运至洞外，运输道路由左岸已成公路进出。施工顺序从交通洞向工作门闸室方向开挖， 具体施工方法参见第7章第l节中的有关方法。1.2.3混凝土施工安排与施工顺序 泄洪洞混凝土施工按开挖交付工作面先后顺序施工，并按设计要求工期进行如表7-11安排。表7-11混凝土施工安排与施工顺序改扩建项目混凝土量(m3)起止日期浇筑强度事故闸门井身高程120以上6342000.3.1-2000.4.302.5m3/h交通及启闭机室642000.5.1-2000.5.3 l0.02m3/h出口启闭机室及通洞混凝土1632000.9.1

25、-2000.1 0.83m3/h泄洪洞出口段21832001.2.23-2001.4.303.5m3/h泄洪洞混凝土具体施工顺序为：测量放样钢筋制安模板制安-混凝土浇 筑-混凝土养护。1.2.4混凝土施工进度目标控制 事故闸门井身的混凝土浇筑应在2000年5月底完成高程147平台，为启闭机房施工创造时间。2000年6月底，交通桥墩与启闭机房交付安装工作面。泄洪洞工 作闸门室与出口段扩建在2001年4月底交付安装工作面。1.2.5 施工布置混凝土拌合采用在泄洪洞洞口附近设置一个临时拌合点与砂石料堆场，砂、 石、水泥运输由左岸公路运至拌合点，拌合机设置两台。在泄洞内壁右侧布置管路、电缆与照明线路，

26、右侧布置排水系统。1.2.6浇筑分层分块控制 事故闸门井身共分11层，平均每层约3m高，每层混凝土浇筑方量约为70m3。 交通桥支墩以联系梁顶面为施工分层面，平均每层厚为2.5m。每一层浇筑混凝土浇筑方量约为lm3。 交通洞共分2个浇筑段，每段分底板、边墙与顶拱三层。弧形工作闸门室在高程89.46m以下边墙共分两段两层。在高程89.46101.4m内边墙共分一段四层。 底板分两层，顶拱一层。混凝土施工顺序由低至高方向施工。闸前渐变段分二段三次成形，闸后扩散段分三段，平均每段为10m，每段共 分三层施工。混凝土施工顺序为底板-边墙-顶拱。1.2.7 混凝土主要施工方法1. 模板制安 事故闸门井身

27、及平台主要采用组合钢模板，少量异型部位采用自制木模包0.3mm厚的白薄钢板。模板加固采用搭设井字钢管架与拉条加固成形。 洞室边墙采用组合钢模板。模板外侧采用钢管与方钢加固，并用钢管两边对称加固稳定。顶拱采用自制钢模与钢管支撑模板成形稳定。2. 钢筋制安 钢筋由钢筋厂统一加工制作，并由平板汽车运至施工现场，绑扎采用人工，钢筋接头错开布置，并采用绑条焊焊接。3. 混凝土浇筑 混凝土拌合采用机械搅拌，洞身中的混凝土采用移动式电动混凝土泵输送混凝土，并用工程车喂料。事故闸门井混凝土垂直运输采用自制小型卧罐与柔性滑 道运输，垂直运输线路由事故闸门洞孔进出。水平运输采用lm3的工程车。混凝 土每一次分层浇

28、筑度为30cm厚，振捣采用软轴垂直式振捣棒振实。事故闸门井 身浇筑应根据安装闸门的措施，在井身预留孔洞，为安装提供方便。洞室底板采 用平板式振捣器振实，并用自制振梁拖平，随后人工抹光。边墙采用开窗浇筑。顶拱混凝土浇筑时，混凝土面超过隧洞衬砌顶拱后，混凝土泵管进口应埋在 混凝土面以上一个适当的深度，以保证顶拱填满。并适当增大混凝土的坍落度与 压送速度。确保封拱混凝土的浇筑质量。4. 混凝土的养护 洞身底板与边墙采用浇水养护，事故闸门井身采用涂刷养护液。 5. 混凝土施工缝处理垂直分段缝采用企口式键槽，水平与垂直施工缝面应凿毛处理，并用水冲洗 干净。混凝土浇筑前垂直分段缝刷浆，水平施工缝铺设2cm厚同强度等级水泥砂 浆。1.2.8 主要设备及劳动力（见表7-12、表7-13）表7-12主要设备表主要搅拌机工程车移动式电卷扬自制小型交流电汽车设备(0.35m3)(1m3)动机5t卧焊机东风5t混凝土泵罐(0.5m3)(HB30D)数量3台2台l台l台1只3台l辆表7-13劳动力表劳动力电焊工拌合运转工浇捣工驾驶员钢筋工木工人数3563510劳动力架子工泥工普工混凝土泵工管理人员合计人数5342551