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金龙潭水电站引水隧洞施工组织设计

1.《四川黄龙电力有限公司金龙潭水电站引水隧洞工程招标文件》,合同编号:JLT/CⅡ－2；

2.水利水电工程施工组织设计手册及有关施工规范；

3.现场踏勘了解的有关情况和调查所掌握的有关资料、信息；

《科顺“一次防水”系统构造》4.我单位综合施工能力、现有机械设备、技术实力以及多年来从事地下工程建设的成功施工经验。

1.充分响应业主的招标邀约条件，并体现本工程项目特有的施工特点；

2.配备具有类似工程施工经验、优秀的项目施工管理人员和专业的施工队伍，确保工程安全、质量、工期全面履约；

3.采用适合本工程特点、比较先进、常用、有实际效果的施工方法、措施，选用可靠设备；

4.充分利用以往类似工程积累的成功施工经验，确保工程施工安全顺利，以期达到合同工期要求。

金龙潭水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州茂县境内,是岷江上游太平至两河口段水电梯级规划的第三个梯级电站。电站采用引水式开发，从上一梯级天龙湖水电站的尾水洞直接引水，经无压隧洞（即调节池）、压力隧洞、调压井、压力管道，至木学堡大桥下游建厂发电，电站设计水头210m,引用流量97.2m3/s,装机容量3×60MW，多年平均发电量9.272亿kW·h。工程区有成都至九寨沟公路贯穿工程首尾，厂房距茂县县城约30公里，距成都约220公里。

引水隧洞沿岷江右岸布置，全长13.006km，隧洞穿越的地层为石英千枚岩、千枚岩夹石英岩、大理岩（夹千枚岩）、石英砂岩等。

本标为引水隧洞2#施工支洞工作面工程，合同编号JLT/CⅡ－2，起止里程为3+263~5+608，上游工作面工程隧洞长877.376m，下游工作面工程隧洞长1467.624m，全长2345m，设计断面为马蹄型，隧洞开挖跨度7.00~7.64m，衬砌后跨度6.00~7.34m。

计划开工日期：2003年5月21日；

要求完工日期：2005年7月7日。（日历工期778天）

金龙潭水电站坝址河段无实测流量资料，根据位于工程上游33km处的镇江水文站的实测流量资料统计，多年平均流量为69.4m3/s，最大流量为453m3/s，最小流量为9.9m3/s，每年5月~10月为汛期，11月~次年4月为枯水期。

工程所在地地处青藏高原向四川盆地过渡地带，气候在地域上差异较大。年平均气温11℃，最高气温31.8℃,最低气温－11.6℃,最大风速21m/s(风向ENE),多年平均降雨量488.9mm，多年平均降雨天数155.2天,多年平均有霜日数57.5天,多年平均相对湿度72%。

金龙潭水电站位于岷江断裂带、雪山断裂带和虎牙断裂带为界的川青断块东部。工程区内除石大关断层外，无其他断裂构造，但褶皱变形强烈，主要岩性为石英千枚岩、千枚岩夹石英岩、大理岩和石英砂岩夹千枚岩等。

引水隧洞沿岷江右岸布置，2#施工支洞工作面工程段最大埋深950m，最小埋深（覆盖层+岩层）120m，穿越的地层主要有：古生界泥盆系危关群石英千枚岩、炭质石英千枚岩和绢云母千枚岩夹石英岩，石炭系~二叠系大理岩、砾状大理岩夹千枚岩，三叠系菠茨沟组大理岩夹千枚岩，杂谷脑组变质细粒石英砂岩夹少量千枚岩，侏倭组变质细粒石英砂岩夹千枚岩，新都桥组千枚岩夹变质砂岩等，岩层倾角在40~80。之间，岩体内的错动带和节理发育。

2.4.1 砂、石料厂位于距现场10公里左右的沙子河坝，基本满足工程施工需要；水泥厂可选用汶川县旋口水泥厂或都江堰东风水泥厂，运距150~200km；钢材可采购于成都钢铁厂，运距约260km。

2.4.2 施工及生活用电由业主设置两台400kVA变压器提供。

2.4.3 施工及生活用水从支洞口的溪沟上游500m处建水池用水管引入现场。

2.4.4 交通条件：现场距213国道约800米，已有施工便道与其连通，距茂县约33km，距成都约230km，对外交通方便。

2.5 主要工程数量表

第三章 施工总体布置及辅助设施

3.1.1拟投入本工程的施工组织机构

我单位拟按照精简高效的组织原则，成立“中铁十九局集团二公司金龙潭水电站工程项目经理部”，下设工程部、计量测试部、安全质量部、计划财务部、物资设备部、综合办公室等六个部门，编制共15人，依据招标文件规定和项目施工的各项具体要求，组织指挥标段工程的施工。项目部下辖一个综合施工队分开挖、运输、支护、衬砌四个分队，施工人员编制在190人左右。拟为承包本合同工程设立的组织机构如下图：

审核施工图纸，组织编写实施性施工组织设计、项目质量计划，并进行技术交底，制定关键和特殊工序施工方案。提供材料采购计划。

进场后及时办理交接桩工作，并及时进行复测，将测量成果报监理及业主审核批准后再进行施工测量放样。

项目经理部积极协助业主办理施工用地的征用、拆迁工作，急用先办，保证工程顺利进行。

按照施工总平面布置图布置并修建生产及生活用房、高位水池及风、水、电等设施，同时完善进场道路。

3.1.4 人员、机械设备及材料准备

根据工程进度要求，分批及时调派人员和设备进场，满足工程施工进度计划要求，同时按照材料采购计划及时组织备料，以保证施工正常进行。(施工机械详见《拟投入本合同工作面的主要施工设备表》)

3.2 施工供风、水、电及通讯系统

3.2.1施工供风系统

根据上述各种设备用风量及不同时系数计算高峰期用风量为70m3/min,因此在洞口设一座供风量为80m3/min的供风站。配备四台3L－20/8型电动空压机。

本工程生产、生活用水采用在溪流上游距支洞口约600米处修建水池消毒、沉淀过滤后使用，主要供砼拌合站、空压机房、风钻、砼养护、生活、消防及其他生产生活用水。冬天生产、生活用热水，采取设置一台1t热水锅炉供应。

根据招标文件,业主负责将高压电线引至洞口附近并安装两台（支洞施工已经安装一台）变压器(400kVA),我方在低压侧建一配电室，从配电室架设400/230V低压输电线至各用电区域：架设一回3×240 mm2＋1×185mm2的380V低压动力线至空压机房，一回3×120mm2＋1×95mm2的低压动力支线至砼拌合站和生产辅助企业区，两回3×70mm2＋1×50mm2的低压动力线至洞内，两回1×25mm2＋1×16mm2的照明线路至洞内，一回3×95mm2＋1×70mm2的低压动力线至洞口风机，一回1×25mm2＋1×16mm2的照明线路至生活区。为保证供电的可靠性，工地配备一台240kW柴油发电机作为备用电源。

洞内照明采用行灯变压器变为 36V安全电压，并使用低压防水、防爆灯泡；砼拌合站采用2kW管型氙灯进行大面积照明；停车场及道路采用光控高压汞灯照明。

3.3施工辅助设施的布置

本标段砼总量为18891 m3，砂、石骨料在业主指定的料场购买,距施工现场约9公里。砼拌和站布置在洞口右侧,站内布置两台JDY500强制式砼拌和机,一个100㎡水泥库、400㎡砂石料场、40㎡工地试验室。

3.3.2钢筋加工场布置

3.3.5材料及配件库的布置

材料库布置在汽修厂旁,库房80㎡,材料堆放场500㎡。

工地用油主要是柴油、汽油和各种特种油，油库布置在停车场旁，特种油采用油桶储备，库房10㎡，汽油、柴油分别采用5t和8t油罐储备，油罐棚40㎡，值班房10㎡，油库占地80㎡。

3.3.8其他场地及用房布置

在隧洞口附近设置15㎡值班房,30㎡临时用工具存放及维修用房。

3.4办公及生产、生活用房一览表

2#支洞工作面工程位于岷江右岸,洞口距左岸213国道约800m,已经修建进场道路及跨岷江便桥。施工现场距茂县约33km，距成都约230km，对外交通方便。

第四章 工程主要项目施工方法

引水隧洞2#支洞工作面起止里程为3+263~5+608，上游隧洞长877.376m，下游隧洞长1467.624m，全长2345m，设计断面为马蹄型，隧洞开挖跨度7.00~7.64m，衬砌后跨度6.00~7.34m。围岩多为Ⅲ、Ⅳ类（分别为1093m和1132m），小部为Ⅴ类（120m）。隧洞Ⅲ类围岩开挖一般不支护，仅在局部采用喷锚砼支护（5～8cm厚），C20喷锚衬砌；Ⅳ类围岩采用挂网喷锚支护（厚10～15cm），Ⅴ类围岩采用钢支撑加挂网喷锚支护,Ⅳ、Ⅴ类围岩均采用模筑砼衬砌（厚50和60cm）。

4.2 引水隧洞开挖施工

4.2.2 隧洞开挖方法

根据设计资料,Ⅴ类围岩段岩性软弱,岩体破碎,成洞条件差,施工采用“分部开挖、短进尺、钢支撑与网喷结合跟进”原则。根据围岩情况，选用先上导洞后分序扩挖或环形开挖的方法进行。

环形开挖法：采用风镐人工先沿顶拱周边挖槽，然后安装工字钢拱架，再进行喷砼支护，然后爆破开挖中部留核和下部，边槽宽100cm左右，深度为100～120cm，工字钢安装间距60～80cm，石碴采用ZL50侧翻式装载机和5t自卸汽车装运至碴场。

开挖支护后，及时进行边顶拱砼衬砌，为加快施工进度，该段砼衬砌模板采用穿行式桁架支撑，保证开挖与之平行作业。

Ⅴ类围岩开挖按一天一个作业循环，每个循环1～1.5m,月进尺30～40m。

Ⅲ类围岩洞挖作业循环时间表 =

经计算,每天可进行2.4个循环,按每个循环进尺2.5m,每天进尺6m。考虑受特殊地段处理等综合因素影响,每月按工作25日计算, Ⅲ类围岩每月进尺可达150m。

Ⅳ类围岩岩性较软弱,岩体较破碎,钻爆开挖一般采用浅眼、密孔、短进尺、多循环的施工方案，根据地质情况，并辅以导坑领进二次扩挖施工，施工中严格控制装药量，尽量减少对围岩的扰动，开挖后及时支护，喷锚支护一般在出碴前进行。

Ⅳ类围岩深埋段可能存在塑性变形，施工中设置变位观测装置，定期监测，认真分析，及时推断前方岩石情况并制订相应对策，做到“早发现早处理”。

类围岩每循环锚喷支护时间较Ⅲ类围岩增加2个小时，开挖按一天2个作业循环，每个循环进尺2.4m，综合考察个种不利因素，Ⅳ类围岩月计划进尺120m。

由于隧洞埋藏深,岩层中夹有千枚岩,在施工过程中可能会出现岩爆、地下水的危害等。不良地质地段，根据具体情况，拟采用下列方法施工：

（1）、软弱破碎带、断层带，采用导坑长台阶浅眼少药量多循环钻爆开挖，预留光面层光面爆破或预裂爆破，并及时进行喷砼临时支护封闭，以保证开挖的质量和安全。

（2）、岩层较差和脱层掉块严重地段, 采用浅眼少药量多循环钻爆开挖，跟进钢支撑并及时喷砼支护。

（3）、地质特差地段，采用管棚、花管锚杆、超前注浆等特殊措施处理。

（4）、对深埋洞身开挖，搞好光面爆破，保证开挖成型，对突变凸块及时处理，对开挖岩面喷水湿润防止岩爆发生。

（5）、对地下水出露的地方,设置排水孔、喷速凝砼封闭，堵引结合，防止开挖后由于地下水浸泡岩体而造成围岩破坏失稳。

施工前，做好有关支护材料及机具的准备和钢支撑的制作，洞口钢支撑数量按10～15m准备。

（二）钻孔与爆破

1、根据围岩情况设计爆破参数和钻爆图，经监理工程师同意，先进行光面爆破试验，从而选择合理的爆破参数，以确定钻孔和爆破符合规定要求。在隧洞开挖过程中，将根据围岩条件的变化随时调整钻孔和爆破方式，并将修正后的参数报监理工程师审批，使爆破达到一个好的效果。为减少超欠挖和对围岩的扰动，类围岩采用光面工爆破，Ⅴ类围岩采用预裂爆破的方式作业。

2、钻空前必须测出开挖断面的中线、水平和轮廓线，并根据爆破图标出炮眼位置。钻孔时严格控制周边孔的角度和方向，其误差不大于5cm，底脚眼不超出开挖端面轮廓线8cm。

爆破参数表

光面爆破和预裂爆破效果应达到以下要求：

残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布；

（2）炮孔痕迹保存率：完整岩石在80%以上，较完整和完整性差的岩石不少于50%，较破碎和破碎岩石不少于20%；

邻两孔间岩面平整，孔壁不应有明显的爆震裂隙；

(4)相邻两茬炮之间的台阶或预裂爆孔的最大外斜值，不应大于15cm；

预裂爆破后，必须形成贯穿连续性的裂缝。

开挖断面严格按照设计断面进行放样，开挖时做到不欠挖，，严格控制超挖。对喷砼段，在设计开挖线以内的岩尖角、锚杆头，均应按规范进行处理，开挖面的相对起伏差不大于15厘米。

每次爆破后和出碴前清撬残留的危石碎块，并经常检查已开挖段围岩的稳定情况，清除可能塌落的松动岩块。洞内作业期间，专职安全员昼夜检查洞内的安全情况，施工作业面设专职排险人员。

采用150地质钻机，在监理工程师指定的掌子面，按规定位置钻探测孔，并进行详细记录，将钻孔岩芯及钻孔纪录报监理工程师审查，共同判定围岩地质情况。超前勘探孔的最小长度为10m，最大30m，孔径不小于35mm。

2、为了降低有害气体浓度，降低粉尘含量，在掌子面30m处，距离地面3m处设两个喷雾降尘器，进行水幕降尘。

3、在隧洞施工期间，洞内必须提供全部照明，亮度符合规范规定标准，洞内照明系统的电压采用安全电压。照明电源采用36V安全电压，利用行灯变压器降压引入洞内。

采用砂浆锚杆或药卷锚杆。锚杆直径25mm，长3m，超前锚杆长4m，直径22mm，螺纹钢制作。锚杆钻孔采用气腿式凿岩机，选派有经验、合格人员安装锚杆，并选派有丰富经验的技术人员现场指导和监督。锚杆安装完毕，强度达到100%后进行抗拔试验。

钢筋质量符合规范要求，采用绑扎或焊接施工，钢筋网紧贴岩面并与锚杆连接牢固。Ⅲ类围岩局部布设，Ⅳ、Ⅴ类围岩拱部布设。

3、钢拱架支撑及安全支护

Ⅴ类围岩临时支护采用钢拱架支撑、喷砼（5cm厚）封闭处理。钢支撑的附件安置就位后，应与钢支撑焊牢，浇筑砼时可将钢支撑及其附件留在其中。钢支撑之间采用钢筋网制成挡网，防止岩石掉块，钢筋网采用焊接与钢支撑牢固连接。在砼衬砌施工前，应按监理工程师的指示，拆除一定范围的上述钢筋网，以保证砼衬砌尽量填满空隙。

湿喷砼具有粘结性好、一次喷射厚度可达10cm，且回弹率小的优点，能够保证初期支护和施工支护的质量，充分发挥围岩的自承能力。

湿喷砼配合比：水泥：砂:碎石:水：速凝剂=1:2.47:1.53:0.4:0.04。

砼喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔10mm），防止超粒径骨料进入喷射机；用高压水冲洗受喷围岩面，而后开始喷射砼。

喷射时，送风之前先打开计量泵，以免高压砼拌合物堵塞速凝剂环喷射孔；送风后调整风压，使之控制在0.45～0.7MPa之间，按砼回弹量小、表面湿润易粘着为度来掌握。喷射机司机与喷射手要配合好，根据喷射手反馈的信息及时调整风压和计量泵，控制好速凝剂掺量。

喷嘴与岩面的距离为60～100cm，太近太远都会增加回弹量；喷射方向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以直径方向喷射。

一次喷射厚度不宜超过10cm，若需喷第二层，两层喷射的时间间隔为15～20min。

为提高工效和保证质量，喷射作业应分片进行，按照先边墙后拱脚，最后喷射拱顶的顺序施喷。喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，力求喷出的砼层面平顺光滑。

网喷砼施工工艺采用：施工准备→岩面冲洗、验收 →喷基层砼（3～5cm）→钻孔→注浆→锚杆安装→挂网→面层分层喷砼→回弹料清理→洒水养护。

采用无轨运输，使用ZL40B型装载机和自卸式东风汽车。弃碴堆放在业主指定的地点，碴场采用TY160推土机进行平整并设置干砌片石护脚。

隧洞上游工作面设排水边沟（35×35cm）将洞内地下水和施工用水顺坡排出洞外，下游工作面设集水井采用水泵抽排出洞外。所有污水经净化后再排入洞口溪沟。

4.3 隧洞砼衬砌施工

1、施工措施计划

在砼浇筑前28天，提交砼工程施工措施计划，报监理工程师审批，其内容包括：水泥、钢筋、骨料、模板、的供应计划和砼分块浇筑程序图、施工进度计划等。

2、现场实验室设置计划

在砼浇筑前28天，向监理提交现场实验室的设置计划，其内容包括：实验室的规模、试验设备和项目、试验机构设置和人员配备等。

砼施工所序的拌和站、砼运输车、砼输送泵等机械设备配备完善，满足工程需要，保持机械设备完好率100%。

4.3.3 引水隧洞砼衬砌施工方法

（一）模班及支撑

1、砼衬砌模板及支撑采用厂制定型钢模板衬砌台车。台车结构稳定性、刚度和强度满足要求，能够承受砼浇筑和振捣的侧向压力和振捣力，防止产生模板位移，确保砼结构外形尺寸准确，并有足够的密封性，以免漏浆。

2、模板在每次使用前应清洗干净，面板涂刷脱模剂。

3、边墙模板在砼强度达到2.5Mpa以上后可拆除，拱部模板须待砼强度达设计值的75%以后方可拆除。

1、钢筋须经检验合格后方可使用，表面应洁净无损伤、油污和铁锈，钢筋应平直，无局部弯折。

2、钢筋制作、安装尺寸符合施工图纸要求，加工偏差在规范允许偏差范围内。

3、钢筋焊接和绑扎符合规范要求，同一截面其接头的数量不超过钢筋总数的50%。

水泥、骨料、水及外加剂在使用前均应检验符合技术条款指定的国家和行业的现行标准。

砼配合比按图纸要求和监理人指示，通过室内试验成果进行砼配合比设计，并报监理人审核。

3、砼制备(见砼生产工艺流程图)

（1）砼浇筑前对地基处理、已浇筑砼面的清理以及模板、钢筋、插筋、灌浆系统预埋件、止水和观测仪器等设设施的埋设和安装等。

（2）基岩上的泥土、杂物及松动岩石均应清除，冲洗干净并排干集水。

基岩面浇筑第一层砼前，必须先铺一层2～3cm厚的与砼同水灰比的水泥砂浆。

（3）浇筑砼采用分层浇筑法，不合格的砼严禁入仓，如发现砼和易性较差，应采取加强振捣等措施，严禁向仓内加水。

（4）砼分层浇筑厚度不超过振捣器头长度的1.25倍。

(5)在浇筑完施工缝层砼后，应对该面进行冲毛或凿毛处理。

砼表面蜂窝、凹陷或其他损坏的砼缺陷应按监理人指示进行修补，修补前用钢丝刷或高压水冲洗缺陷部位，或凿去薄弱的砼表面，用水冲洗干净，采用比原砼强度等级高一级的水泥砂浆、砼或其他填料填补缺陷处，并于抹平，修整部位应加强养护，确保牢固粘结，色泽一至，无明显痕迹。

砼浇筑完毕12～18h内开始进行洒水养护，养护时间为14天。

（1）橡胶止水带的物理性能必须满足以下要求：

为避免砼浇筑过程中移位，橡胶止水带应设置定位环。橡胶止水带采用硫化热粘接。

（2）伸缩缝砼表面应平整、洁净，当有蜂窝麻面时，按上述第五条处理。

1、待衬砌砼全部完成、砼强度达设计强度的70%后，在不影响洞内施工的前提下，由外向内及时跟进回填灌浆施工。回填灌浆孔按拱部120o范围布设，每排3个孔，排距2.5～3m,在顶拱砼衬砌时按设计孔位埋设φ50塑料（钢）管，回填灌浆前，钻孔深度伸入基岩10cm，回填灌浆和检查孔（灌浆孔总数的5%）的布设严格按施工规范进行。空隙较大部位应灌注水泥砂浆，掺砂两不大于水泥用量的200%；若灌浆中断，应设法清洗至原孔深后恢复灌浆，若此时灌浆孔仍不吸浆，则应重新就近钻孔进行灌浆，确保灌浆质量。

2、采用双层立式浆液搅拌机，浆液在使用前应过筛，从制备至使用完的时间不大于4h。

3、浆液水灰比为0.5:1，浆液温度应保持在5～40℃，超过此温度应视为废浆。

4、回填灌浆质量检查在该部位灌浆结束7天后进行，采用钻孔灌浆法进行灌浆质量检查，向孔内注入水灰比为2:1的浆液，在规定压力下，初始10min内注入两部超过10L即为合格，否则应按监理工程师的指示或批准的方案措施进行处理。

附：回填灌浆工艺流程图

1、固结灌浆孔径不小于38mm，孔位、孔深、孔向应满足设计要求。

2、固结灌浆应在砼衬砌7天后进行，按环间分序、环内加密的原则进行，遇有地质不良地段可增为三序，但须经监理人批准。

3、固结灌浆浆液水灰比5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1等七个重量比级，施工的浆液浓度由小变大逐渐改变。在规定压力下吸浆量不大于0.4L/min，持续灌注30min，即可停止灌浆。

4、采用单孔灌浆方式，若灌浆中断，应尽快设法清洗至原孔深后恢复灌浆；中断超过30min后，若此时灌浆孔仍不吸浆，则应重新就近钻孔进行灌浆，确保灌浆质量。

5、检查固结灌浆质量采用压水试验、岩体波速、静弹性模量法，应分别在灌浆结束后3～7天、14天、28天进行。采用压水试验法检查灌浆质量，其检查孔的数量不应少于灌浆孔总数的5%，检查后应进行灌浆和封堵。孔段合格率应在80%以上；不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可以认为合格。

附：固结灌浆工艺流程图

根据本工程特点、现场施工条件，在科学、可行的前提下，安排施工进度如下：

2003年5月21日～5月31日,开工准备；

2003年6月1日～2004年3月1日，引水隧洞上游工作面石方洞挖；

JTG2120-2020 公路工程结构可靠性设计统一标准及条文说明2003年6月11日～2004年3月6日, 引水隧洞上游工作面锚喷支护；

2004年3月5日～12月15日, 引水隧洞上游工作面砼衬砌；

2003年6月1日～2004年5月25日, 引水隧洞下游工作面石方洞挖；

2003年6月11日～2004年6月1日, 引水隧洞下游工作面锚喷支护；

2004年3月10日～2005年4月30日, 引水隧洞下游工作面砼衬砌；

2004年6月20日～2005年5月30日，回填灌浆及固结灌浆；

2005年6月1日～2005年6月20日DL／T 1759-2017 电力负荷聚合服务商需求响应系统技术规范.pdf，支洞砼封堵；