导流洞施工方案与技术措施

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导流洞施工方案与技术措施

1概述…………………………………………………………...1

1.1工程概况……………………………………………………1

SL 124-2014标准下载1.2主要施工内容及工程量……………………………………1

1.3地质条件……………………………………………………2

1.4施工道路及风、水、电、布置…………………………..3

1.5施工规划及施工程序安排…………………………………5

2施工方案与技术措施………………………………………..7

2.1洞口明挖施工方案与技术措施……………………………7

2.2洞挖石方施工方案与技术措施………………………….16

2.3隧洞衬砌混凝土施工方案与技术措施………………….29

2.4隧洞灌浆施工方案与技术措施………………………….40

3施工进度安排与保证措施…………………………………51

3.1施工进度安排…………………………………………….51

3.2工期保证措施…………………………………………….52

4质量保证与安全文明施工措施……………………………52

4.1质量保证措施…………………………………………….52

4.2安全文明施工措施……………………………………….56

5施工机械设备及劳动力配备………………………………59

5.1施工机械设备配置………………………………………59

5.2劳动力配备………………………………………………60

导流洞施工方案与技术措施

1.2主要施工内容及工程量

导流洞工程主要施工内容包括导流洞进口引渠施工;导流洞进水塔及门槽埋件施工;导流洞洞身施工;导流洞出口开挖与支护、混凝土工程施工;灌浆工程施工等。

导流洞开挖支护工程主要工程量表

锚杆(L=4.5m,φ25)

锚杆(L=6.0m,φ25)

随机锚杆(L=4.5m,φ25)

随机锚杆(L=6.0m,φ25)

锚杆(L=3m,φ25)

随机锚杆(L=3m,φ25)

锚杆(L=4.5m,φ25)

锚杆(L=6.0m,φ25)

随机锚杆(L=4.5m,φ25)

随机锚杆(L=6.0m,φ25)

1.4施工道路及风、水、电、布置

由于前期场内交通道路尚未形成,目前导流洞开挖由出口方向进行单向掘进施工,施工道路利用变更后的2#道路连接至永久桥上游50m位置,在此设置临时拱桥,通过临时拱桥连接通往左岸场内5#道路进入导流洞出口,5#道路为导流洞车辆出入、材料运输、洞内弃渣的主要施工道路。10#道路起点接线于左坝肩,终点至导流洞进口塔架顶,作为导流洞下闸封堵等施工通道。

1、机械供风,导流洞进出口明挖及边坡支护用风采用移动式20m3/min供风,共2台。洞挖及支护采用前期施工完的出口段移动式空压机进行供风。洞挖采用手风钻钻孔。导流洞的明挖施工供风与洞挖供风结合使用。

灌浆利用开挖供风系统供风,风管采用DN50钢管,每50米布置一个支管。

2、施工通风及排烟,导流洞采用压入式机械通风,进出口各布置一台kJ系列22kw轴流通风机,洞内配φ500通风筒;通风筒悬挂于洞侧壁或洞顶,风筒端部距开挖面15m~30m左右。

施工过程中,可根据通风效果采用吸出或混合式机械通风,同时采用喷雾、洒水等方式增加除尘效果

根据就近原则采用施工桥附近猪场河内的水进行供水,通过水泵进行抽水。然后依据主供水管道布置,开挖工作面用水直接从主供水管接支水管引至各开挖作业面。

钻孔、灌浆供水由大坝供水系统接入,供水管设置专线,隧洞沿洞壁布置一条DN50供水管,供水管每50m设置一个支管。

1.4.4供电及洞内照明

在导流洞前期未形成供电系统之前,施工用电采用自发电柴油机1台100KW供施工使用,后期从工地总体布置的变压器接入,将380V电源接入到用电区的专用配电柜,各用电设备分别从配电柜引接,各个配电柜内均须安装漏电保护器。

钻孔灌浆动力线、照明线设置专线,由大坝供电系统的低压端接线。

明挖照明采用“小太阳”广场式投光照明。

洞内采用36V低压电照明,由塑铝线从配电柜内引接,所有低压线路均采用绝缘电缆全部架空布设,动力与照明线路分开布置,用架线有规则地固定在洞壁上。

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,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5m左右在边墙上悬挂36V低压照明白炽灯。

1.4.5施工排水及处理

洞外边坡排水在每个马道高程位置设截水沟进行排水。在洞内每20~50m临时设置施工集水井,集水井尺寸初定为(0.5m×0.5m×0.8m,长×宽×深)。底板设置临时排水沟,配底吸式潜水泵接力排水排至洞口沉淀池,处理后排放。

根据施工需要,导流洞设临时弃渣场布置在导流洞出口正前方100m冲沟位置(即溢洪道出口位置左处10m位置设置挡墙,以上冲沟作为导流洞临时弃渣场使用),施工中若该冲沟填平,弃渣堆放在导流洞出口左侧冲沟位置。

1.5施工规划及施工程序安排

根据现有施工条件,场内交通道路中仅连接导流洞出口5#路能满足施工运输要求,考虑导流洞开挖先从出口位置单头掘进。

明挖采用梯段法自上而下分层施工,边坡光面爆破成型。

洞身采用全断面进行开挖,其中较差地质段,拟采用管棚法、中导洞法的方法。

1.5.2施工程序安排

土石方明挖挖按照“自上而下、开挖一层、支护处理一层”的原则进行施工,施工步骤为“植被清除、截水沟施工→土方开挖→边坡支护→石方开挖→边坡支护”,未完成上一层支护,严禁进行下一步的开挖。

明挖施工程序见下方框图:

洞挖具体循环作业的施工程序如下:

2.1洞口明挖施工方案与技术措施

2.1.1截水系统及植被处理

开挖区外围截水沟,采用人工配合反铲挖掘机自上而下开挖,并及时进行浆砌石护面,以保证排水顺畅。

植被人工进行清理,开挖区内植被清理延伸到离施工图所示最大开挖边线外侧至少5m的距离,树根挖除的范围延伸至离施工图所示最大开挖线外侧3m的距离。

按监理指示的表土开挖深度进行开挖,将开挖的有机土壤运至指定区域堆放,防止表土流失。进行环境保护整体规划,表土可用作施工区的绿化用土,合理使用有机土壤。

土方采用PC200挖机逐层剥离。

土方开挖从上至下分层分段进行,配20t自卸车通过各出渣线运至堆渣场堆放。

施工时随时作成一定的坡势,以利排水,开挖过程中避免稳定范围内形成积水。

挖机剥离土方,边坡上部土坡度留适当修坡余量,再用人工修整。

2.1.3石方梯段开挖

1、“采用“自上而下,分层分块”微差梯段爆破方法施工。采用露天高风压钻机和潜孔钻钻孔为主,手风钻钻孔为辅。各层台阶按设计高度自上而下,分梯段钻爆开挖的方法进行施工,梯段分层高度按照10m控制。所有岩石边坡均采用预裂爆破或光面爆破成型。

3、明挖石渣配备1台PC200液压挖掘机、1台装载机配4~6辆20T自卸车装运,经各层施工道路运往弃渣场或存渣场。

4、梯段开挖前应做好开挖区的排、截水工作,永久边坡的坡脚以及施工场地周边,均应开挖好沟槽和设置必要的排水设施,以及时排除坡底积水,保护坡脚的稳定。

5、对于边坡开挖出露的较弱岩层和构造破碎带区域,按施工图纸及时进行处理,并采取排水或堵水等措施。

6、不良地质条件下的边坡开挖控制

为防止开挖爆破对建基面造成震动破坏和影响边坡成型,依据类似工程的经验,采用预裂爆破优于光面爆破,同时在开挖过程中须精心控制,并采取以下控制措施:

每次爆破都需进行爆破控制,限制爆破的最大单响药量,同时通过爆破监测控制质点最大震动速度值在允许限度内。并通过试验确定、调整近边坡区梯段爆破的规模和保护层厚度。

及时分析揭露地质条件变化趋势,边坡开挖轮廓线均应预裂爆破成型。

预裂钻孔由熟练钻工钻孔,落实钻孔质量责任制,控制好外钻孔角度,周边孔开孔孔位由测量放样精确定出。

局部地带采用手风钻钻孔,短进尺钻爆,控制超挖值。

采用预留保护层分三次开挖,部分底部建基面人工开挖成型。

预裂孔爆破采用不耦合装药,控制半孔率符合规范要求,每循环爆破后进行总结,不断优化爆破参数。

不良地质地段每次爆破前采用自钻式锚杆超前支护,每次爆破后,先认真仔细地进行撬挖等安全处理,然后立即进行系统支护。

⑴手风钻光面爆破参数选择

孔距a=50~60cm

线装药密度120~150g/m

堵塞长度L=0.6~0.8m

⑵潜孔钻梯段爆破参数选择

钻孔孔径d=100mm

梯段高度H=8~10m

第一排最小抵抗线W=(25~35)dd:药卷直径70mm

炮孔孔距a=2.5~3.0m

炮孔排距b=(0.8~0.9)a

前排孔装药量Q=k.h.w.a

后排孔装药量Q=k.h.b.a

炮孔堵塞长度▽L=(0.8~1.2)W

⑶潜孔钻预裂(光面)爆破参数

(1)孔径:D=100mm

(2)孔距:a=80~100cm

(3)孔深:根据台阶高度确定

(4)最小抵抗线:W=90~120cm

(5)线装药密度:q=350~450g/m

(7)不偶合系数:≥3.1

⑷采用宽孔距、小抵抗线梯段爆破参数如下(高风压钻机):

梯段高度:H=(5.5~10.0)m

底板抵抗线:W=(2.5~3.0)m

孔径:D=90mm~115mm

孔距:a=3.0~3.5m

排距:b=1.5~2.5m

药卷直径:d=60mm

单位耗药量:q=(0.35~0.45)kg/m3

钻孔方式:倾斜钻孔50°~90°(结合坡比调整)

单响药量按照规范要求控制

缓冲孔设置,其目的在于减少主爆孔对永久边坡的爆破震动影响。根据爆破规模的需要设置1~3排缓冲孔。孔距控制在2.0~2.5m,缓冲孔距前排的预裂爆破孔或光面爆破孔距离为1~1.5m,与前排孔平行布置,装药量为主爆孔的60%~70%左右。

①第一层:对基础岩体1.5m保护层以上部分,采用梯段爆破,炮孔不得穿入距建基面1.5m的保护层范围,炮孔装药直径不大于32mm。

边坡支护按照“开挖一层,处理一层”的原则组织施工,并经业主、设计、监理工程师验收合格后,进入下层边坡开挖。

⑴锚杆加工,选用Ⅱ级螺纹钢筋在工厂内加工。

⑵施工前的注浆密实度试验,选取与现场锚杆直径、长度、孔径和倾斜度相同的锚杆和塑料管(或钢管),采用与现场注浆相同的材料和配比拌制的砂浆,并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆,养护7天后剖管检查其密实度。

⑶砂浆锚杆采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工,其工艺流程如下:

钻孔在开挖台阶上或钢脚手架上操作,高边坡采用在作业面搭建钢管脚手架形成工作平台,脚手架采用锚筋与坡面岩体连接牢固。其质量控制如下:

①锚杆孔的开孔按施工图纸布置的钻孔位置进行,其孔位偏差不大于100mm;

②锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸要求。施工图纸未作规定的,其系统锚杆的孔轴方向垂直开挖面;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°。

③注浆锚杆的钻孔孔径大于锚杆直径,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;

④锚杆孔深度达到施工图纸规定,孔深偏差不大于50mm。

锚杆注浆和安装完成后,在砂浆凝固前,不得敲击、碰撞和拉拔锚杆,锚杆按作业分区在每300根锚杆中抽查三根进行拉拔力试验,锚杆最小抗拔力不低于100KN。在砂浆锚杆养护28天后,安装张拉设备逐级加载张拉至拔出锚杆或锚杆拉断为止,拉力方向与锚杆轴线一致。喷锚支护中抽检的锚杆,当拉拔力达到规定值时,立即停止加载,结束试验。

每批锚杆材质的抽验记录、每项注浆密实度试验记录和成果、锚杆孔钻孔记录、各作业分区的锚杆拉拔力试验记录和成果以及它们的验收报告报送监理人,经监理人验收,并签认合格后作为支护工程完工验收的资料。

2)、挂网喷混凝土施工

⑴挂网喷混凝土前的准备工作

①施工设备及材料需准备就绪并经检查试验符合要求,施工设备和材料仓库及堆场主要布置在钢筋加工厂内。

②岩坡面冲洗干净,松动浮石清除完毕。

③岩面渗水点引导集中外排处理完毕。

挂网喷混凝土施工均采用湿喷工艺,其工艺流程如下:

喷射混凝土的配合比由现场试验室确定。

清除基岩面上各种浮石和爆破振松的岩块,以及墙脚的石渣和堆积物,处理好光滑岩面。拆除妨碍喷射作业的各种障碍物,清除受喷面上的岩粉、岩碴和其它杂物,妥善处理严重污染的岩面。对遇水易潮解的泥化岩层,采用高压风清扫岩面。

挂网前,清除基岩面上各种浮石和爆破振松的岩块,挂网钢筋采用人工铺挂,采用简易架子车作为施工平台,并与锚杆焊接固定。钢筋网的规格、网格间距及搭接长度等参数按设计要求确定。钢筋网绑扎时,可用榔头击打钢筋,使之尽量紧贴岩面。

为了保证喷射混凝土的喷层厚度满足设计要求,施喷前,要设置喷层厚度的测针,有锚杆的部位,锚杆经加长后加以标注,无锚杆部位,在原基础上安设插筋或在受喷面上敷设砂浆桩,用以控制喷层厚度。

混凝土拌制严格按试验室出具的级配单进行。拌和前,要对拌和系统进行性能检测,确保各拌和料计量准确。

在拌和站集中拌制喷混凝土料,用6m³搅拌车运到工作面。

喷射混凝土施工分段分片、自下而上、先凹后凸依次进行。喷射作业紧跟开挖工作面,混凝土终凝至下一循环放炮时间不小于3h。

当喷层厚度大于5cm时分层喷射,第一层喷射厚度以喷层不产生坠落和滑移为原则,后一次喷射在前一层混凝土终凝后进行,一次喷射厚度符合规范规定要求。施喷时,喷嘴与受喷面尽量保持垂直,距离在0.6m~1.2m之间。混凝土料的坍落度控制在120~140mm之间。

喷射砼终凝2小时后,开始喷水养护,喷水量和喷水次数以混凝土表面保持湿润为准,养护时间一般不少于7天。气温低于+5℃,不得喷水养护。

喷混凝土质量检查包括混凝土抗压强度、喷层厚度、喷射混凝土与岩石间以及喷层之间的粘结力。抗压强度以试验室所取试块的实测数据为准,其强度必须满足设计要求。喷层厚度采用针探或钻孔等方法进行,其平均厚度不小于设计值。粘结力检查采用钻孔取芯作抗拉试验。

根据具体情况,在边坡开挖后由YQ100B潜孔钻造孔,钻孔结束后及时安装排水管,以免塌孔堵塞,排水管口密封保护,喷砼结束后拆除孔口保护罩,确保排水畅通。排水孔施工严格精确定位、放线,排水管按设计要求制作。

2.2洞挖石方施工方案与技术措施

根据设计图纸显示,导流洞开挖的地质结构较复杂,且基本属于Ⅳ、Ⅴ类围岩。开挖爆破后,要及时支护,才能安全施工。

导流隧洞洞挖由出口段向进口段一路进行开挖。采用全断面开挖和支护,手风钻钻孔,光面爆破,反铲挖掘机辅助,2.0m³装载机装渣,小型10T自卸汽车出渣。

全断面开挖过程中,视围岩地质情况,选择适合的钻爆方法。Ⅳ类围岩完整性较差,循环进尺可以选择1.5~2.0m;对于Ⅴ类围岩段,循环进尺可以选择0.8~1.5m。

Ⅴ类围岩完整性较差,隧洞开挖中除系统支护外,还要采用随机锚杆及挂网、喷混凝土等临时支护,对于Ⅴ类围岩段,开挖与支护工作面距离不超过规范要求,应超前支护,采取超前锚杆、小导管及设置钢拱架等措施,确保施工过程的安全。

隧洞施工临时支护顺序为打锚杆→挂钢筋网→喷混凝土。采用手风钻进行锚杆钻孔施工,混凝土采用喷射机配合机械手湿喷作业,喷射顺序为自下而上,喷射前应用高压风、水冲洗岩面。钢筋网在喷第一层混凝土后布设,钢筋网片紧贴岩面,并固定在锚杆上,网挂好后及时喷第二层混凝土。

2.2.2隧洞开挖主要工序施工方法

洞内测量采用红外线激光全站仪测量。测量导线点间距50m选埋一点。导线点埋设牢固隐蔽,做好保护。防止机械设备破坏,建立定期复核制度,每一开挖循环准确放出中心线和周边轮廓线。按爆破设计说明书放出中空孔位置。

装药由装药台车进行,装药前用风水联合冲洗炮孔。周边孔用小药卷绑于毛竹片上,形成非连续装药。掏槽孔、扩大孔装药要密实,堵塞长度70~80cm,堵塞用炮泥堵实良好。严格按爆破设计图(爆炸参数在施工过程中优化调整)进行装药。非电导爆管网络连接,最后由炮工和技术员复核检查。确认无误后,撤离人员设备,做好安全警戒,炮工负责引爆。

通风散烟以后,撬挖工进行安全撬挖,排除危石,为出渣及以后各工序创造安全条件,高处大危石,也可用反铲挖掘机排除。由于频繁的爆破作业,岩石的应力释放,岩壁局部出现松驰,可能会产生掉块和新的岩石,因此对已成型的顶拱和侧墙,经常检查和安全检测。在围岩破碎地带,洞壁埋设变形观测设施,随时检测洞壁变形情况,确保施工安全。

采用装载机装车,毎台装载机配4~5台15T自卸车出渣。开挖渣料运至生活办公营地下游位置。

在下一个工作循环之前,人工对掌子面进行彻底清理,把危石处理干净,并清除底部松渣及洞壁欠挖地带,便于台车下一循环造孔。

洞身开挖的施工爆破参数根据现场爆破试验确定的参数实施,实际施工时,根据不同围岩地质条件作进一步优化修正。其初拟的爆破参数如下:

①中心孔:孔径45mm,孔深3米。

②掏槽孔:掏槽形式为菱形掏槽,大孔径中空孔直眼掏槽。除中空孔外其余掏槽孔孔径φ=42mm,孔深1.8~2.8米,孔距20~30cm。辅助掏槽孔孔距a=50~60cm。

③崩落孔:孔径φ=42mm,孔距a=70~90cm,抵抗线 W=70~90cm,孔深2.8米。

④光爆孔:孔径φ=42mm,孔距a=50~60cm,孔深L=2.8m。

④崩落孔:药卷直径d=32mm,连续装药。

2.2.3洞身不良地质地段的开挖方法

(1)当地质条件发生较大变化时,暂停向前掘进,改挖探洞或钻孔取岩芯,以此判断前方的地质情况,从而制定相应的开挖爆破施工方案。

(2)出现IV类围岩时,采用超前锚杆支护,即每个循环先完成超前锚杆,再开挖爆破。

(3)采用“小断面、短进尺、多循环、小装药、多钻孔”的施工方法开挖时边开挖边支护向前推进。

(4)不良地质地段每次爆破后,先认真仔细地进行撬挖安全处理,然后立即进行支护,主要临时支护措施有:随机或系统锚杆,超前锚杆、挂网喷混凝土等。开挖一个循环支护一次,开挖支护交替进行。当地质条件许可时可以开挖2~3个循环支护一次。

(5)当地质条件很差,采用上述措施外还满足不了要求时,考虑采用管棚支护的方式进行开挖。

(6)本工程预防塌方及处理塌方措施如下:

①勤观测,坚持每循环敲邦问顶。

②短开挖,在不良地质地段开挖洞室,应严格控制进尺国家职业技能标准(职业编码:6-30-04-03) 船闸及升船机运管员(2021年版).pdf,采用控制爆破,以保持围岩不受过分扰动和减少局部应力集中。

③强支护,采用“一锚、二网、三喷”的强支护施工方法。

“一锚”:超前锚杆,距掌子面20cm处设超前锚杆,于起拱线上2m起布置超前锚杆,沿拱周围间距为0.6m,梅花形布置,钻孔角度10°左右,锚杆长4.0m,锚杆直径38mm,外露0.2m以便使用;随机锚杆:锚杆直径25mm,深3m~5m,与掌子面钻孔同时进行。

“二网”:是在开挖爆破后,先喷一层混凝土,挂一层网。第一层网为施工应急需要和操作方便,用8号铁丝预先编好,每块规格1.0×1.2m;第二层网用φ8钢筋,网格20×20cm。

“三喷”:是在爆破后清除浮石,在围岩开始变形前及时喷第一层混凝土封闭岩面,补平凹坑。一般第一层混凝土喷射时间不超过爆破后4h,喷厚2~5cm;挂第一层网后喷第二层混凝土,厚度增至10~12cm;挂第二层网后喷第三层混凝土作为承载结构,厚度增至15cm。

塌方处理:处理冒顶现象时,应遵守以下规定:查清原因,制定安全措施,迅速处理。地下水活动强烈地段,应先治水后治塌。准备好畅通的撤离通道,备足施工器材。处理工作未开始前,应先加固好塌方段两端未被破坏的支护或岩体。处理坍塌,一般应先处理两侧边墙,然后再逐步处理顶拱。施工人员位于有可靠的掩护体下进行工作,随时观察险情变化,及时修改处理措施。

隧洞沿线地下水埋深不一。断裂构造常常是地下水活动的主要通道,隧洞沿线多处受断层切割,隧洞开挖过程中可能会出现突水现象JGJ 144-2019标准下载,施工过程中结合地质预报工作,提前做好应急处理措施,处理方案一般如下:

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