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1、EL560.0灌漿隧洞開挖、支護及砼襯砌施工組織設計1、工程說明1.1工程概況本工程為光照水電站灌漿隧洞洞挖及砼襯砌工程，工程內容包括洞身開挖支護和砼襯砌。灌漿隧洞開挖斷面尺寸為4.54.9m(寬高), 砼襯砌后的斷面尺寸為3.54.0m(寬高)，左岸洞身長度為59m,右岸洞身長度為85m，坡度為3。開挖斷面型式為城門型。1.2地形地質條件壩址區岸坡平直，地形完整，兩岸地形較為對稱，為典型的“V”型橫向河谷，山體雄厚，河谷狹窄，岸坡上緩下陡，坡角約45。壩區出露三疊系中下統地層，巖性由粉砂巖、泥頁巖、石灰巖及其過渡巖類組成，互層狀展布，沉積韻律明顯。從上游至下游出露地層依次為飛仙關組、永寧鎮組2、及關嶺組。壩基跨越地層主要為永寧鎮組的T1yn1-1、T1yn1-2、T1yn1-3等中硬巖、堅硬巖。巖體堅硬完整，力學強度較高。巖體風化程度受地層巖性及構造破壞程度的影響，泥頁巖風化強烈，次為過渡巖類，灰巖風化不明顯。泥頁巖兩岸弱風化水平深度3050m，河床鉛直風化深度約10m；灰巖兩岸弱風化水平深度1525m，河床鉛直風化深度約8m，過渡巖類介于兩者之間。壩區地震基本烈度為6度，大壩按7度設防。壩區巖層總體產狀走向近EW，傾S（下游），傾角5060。壩區斷層不發育，僅有F1和F2兩條逆斷層，其中F1規模稍大，并且穿過壩基，其影響范圍約2030m寬。由于受F1斷層的影響，兩岸沿斷層有少量的巖3、溶管道，其中2號巖溶管道途經右岸壩基下。施工中應注意其對基坑開挖的影響，作好排水措施。壩基F1斷層主要發育于T1yn1厚層灰巖中，斷層產狀N7083W，SW6874，破碎帶寬25m，斷距不明顯局部為35m，長達2km，為逆斷層，陡傾下游，由一系列斷續延伸的小型擠壓破裂面組成，連續性較差。壩址區兩岸沿斷層發育溶洞、管道；巖溶發育程度左岸較右岸強。F2斷層在F1斷層下游約130m處，發育于T1yn1T1yn3地層中，總體產狀EW、傾向S、傾角72，長度小于1.5km，為逆斷層，斷距12m。壩址區構造裂隙普遍發育，而且部分延伸較長，地表特征較明顯的是走向近SN向、中等傾角的橫張裂隙，以及傾左、右岸偏4、上游的緩傾角裂隙。壩區地下水靠大氣降水分散式補給或洼地落水洞集中式補給，兩岸透水巖組地下水位均高于或接近同期河水位，地下水以巖管道水、巖溶泉等形式排向北盤江。水力坡降具有分帶性，隔水層較陡且起伏不大，坡降一般為19%61%，灰巖在距河邊100m范圍外坡降陡，起伏大，坡降一般為60%70%，距河邊100m范圍以內坡降緩，為19%20%，在泉水或管道處為2%7.5%。地下水位變幅一般為1030m。1.3主要工程量匯總主要工程量詳見圖表：主要工程量匯總表（表1）。表1 主要工程量匯總表序號項 目單位數量備注1兩岸EL560.0灌漿隧洞石方洞挖m33072.922兩岸EL560.0灌漿隧洞C20噴混凝5、土m3187.63322 L=2.5m錨桿根300425 L=3.5m錨桿(抗抬錨桿)根5245兩岸EL560.0灌漿隧洞C20混凝土襯砌m334636鋼筋制安T173.837651型PVC塑料止水帶m9258止水銅片 (厚1.2mm)m382、施工進度計劃及保證措施2.1施工進度計劃根據施工總進度計劃按排及施工合同要求(1)左右岸EL560.0灌漿隧洞開挖：2005.11.12005.11.19； (2)左右岸EL560.0灌漿隧洞錨、噴支護：2005.11.142005.11.27； (3)左右岸EL560.0灌漿隧洞C20混凝土襯砌：2005.11.252006.3.31；2.2施工進度6、保證措施 (1)充分做好施工初期的準備工作,確保按時開工。(2)施工過程中,嚴把質量安全關,確保工程質量要求,杜絕工程返工。(3)對不同的施工工序,嚴格按照施工措施施工。(4)加強職工思想教育,建立激勵機制。3、灌漿隧洞開挖3.1施工布置3.1.1施工道路布置左右岸EL560.0灌漿隧洞開挖時利用下基坑道路。3.1.2風、水、電供給及管線布置在左右岸洞口處各設置一套風、水、電系統，單獨布設風、水、電的管路和線路。(1)風左右岸EL560.0灌漿隧洞開挖，各配46把YT27型氣腿式手風鉆，供風由布置在各洞口的1臺4L-20/8型電動移動式空壓機承擔。風管采用100mm鋼管和40mm膠皮軟管接至開7、挖掌子面，供開挖和噴錨用風。風管每節6m，法蘭連接，隨著洞挖的進行延長供風管。(2)水施工用水由附近的水池供給，主要有鉆機鉆孔用水、除塵灑水、工作面及開挖后圍巖面沖洗、初期支護用水等。供水管路采用100mm鐵管，每節6m法蘭連接，每30m安裝一個三通活口。(3)電供電系統根據各工作面開挖機械設備用電情況，由系統統一考慮布置引接。灌漿洞施工用電主要有：空壓機、軸流式通風機、混凝土噴射機、攪拌機以及洞內施工照明等設施。施工用電從附近的變壓器上引接，在變壓器高壓引下線前端，應裝有閥式避雷器，且避雷器接地引下線應選擇多股鋼芯絞線，截面積不小于35mm2，接地電阻小于20姆。3.1.3洞內管線布置洞內管8、線有動力電源線、照明電源線、壓力風管、供水管、排水溝和通風管，具體詳見洞內管線布置圖3.1.4通風、散煙、除塵通風是控制施工工期的重要環節，在各洞口配置一套通風系統。3.1.4.1通風布置(1)通風形式：采用壓入式通風機通風。(2)通風機配置：壓入風：在各洞口配置一臺90-1型37+30kw對旋軸流式通風機。(3)通風管：左右岸管徑均為800mm。3.1.4.2爆碴除塵爆破后爆碴除塵采用人工灑水法。3.1.5施工排水洞內的施工排水主要是施工用水、巖體裂隙滲水和斷裂構造形成地下水或漏水等。左右岸灌漿隧洞坡度為i=3，洞內排水時沿著洞的一側挖條排水溝直接排至洞外。3.1.6開挖棄碴開挖石碴由裝載機9、裝車，自卸車運至洞外卸入基坑。3.2洞身段開挖左岸灌漿隧洞只剩59m，右岸灌漿隧洞只剩85m及壩右0+197.0設備洞（避車道），斷面型式為城門型，開挖尺寸為4.54.9(寬高)，開挖設計斷面為20.63m2。根據洞身圍巖情況，開挖施工采用全斷面掘進、光面爆破、周邊光面或預裂爆破一次成型的開挖方式進行開挖施工。一期支護施工隨開挖及時跟進，支護形式根據地質情況按照設計要求選擇。3.2.1火工品選擇正確選擇炸藥藥卷直徑直接關系到施工進度和爆破效果，必須認真選用合理的藥卷直徑。根據本工程的成孔直徑與充填系數，擬選用炸藥藥卷的規格為直徑32mm，單節重量150g。光面爆破藥卷直徑選用20藥卷，若孔內有10、水采用乳化炸藥，無水采用硝胺炸藥。光面爆破的導爆材料采用導爆索，起爆材料采用非電毫秒微差塑料導爆管，火雷管起爆。3.2.2鉆爆和出碴設備選擇鉆孔采用簡易鉆架臺車， YT-28氣腿式手風鉆水平鉆孔, 孔徑42mm。出碴設備選用ZL-50側卸式裝載機鏟裝，5t自卸車運碴。3.2.3洞身鉆爆設計(1)循環進尺計劃在安排進度時按類圍巖考慮，根據作業人員的工作強度，即按每班完成一個循環進行滾動施工，施工計劃循環進尺為2.32.5m。(2)掏槽方式根據隧洞的圍巖特性，選擇平行直孔掏槽方式。針對類巖體，采用雙空孔菱形掏槽。掏槽眼孔深比輔助眼孔深0.2m。(3)掏槽眼和輔助眼鉆爆設計單孔裝藥按下列公式計算：Q11、=Lr其中：炮眼裝藥系數與巖石堅硬程度有關，根據工程的巖性，取0.8；L炮眼深度，m；r炸藥每米長度的重量，由所使用的炸藥種類確定，kg/m。按上式計算出的裝藥量。對于掏槽眼應增加10%的裝藥量，所有掏槽眼和輔助眼均連續裝藥。輔助眼的鉆爆參數見表2。表2 洞身各類圍巖輔助眼鉆爆參數匯總表圍巖種類斷面積(m2)輔助眼孔數(個)孔深(m)孔徑(mm)孔排距(m)單耗藥量(kg/m3)單孔藥量(kg)堵塞長度(cm)起爆網絡(非電)類20.63452.5480.60.82.081.54050并串聯孔眼布置見附圖一：光面爆破設計洞身圍巖均采用光面爆破施工，盡量控制超挖，嚴禁出現欠挖現象，光面爆破參數見12、表3，實施過程中應根據現場試驗，與實際爆破后實際效果再予以調整。表3 光面爆破參數表 參數圍巖種類巖石飽和單軸極限抗壓強度(Mpa)外插角度()孔徑(mm)藥卷直徑(mm)不偶合系數(D)周邊眼間距E(cm)周邊眼最小抵抗線W(cm)相對距(E/W)周邊眼線裝藥密度(kg/m)類60248202.450560.60.71.00.280.35為克服夾制作用，炮孔底部采取加強裝藥，為線裝藥密度的2倍。炮孔堵塞長度約為0.5m，堵塞材料采用黃泥條，將計算出的單孔裝藥量按間隔均勻分布于孔內，（即采用導爆索將炸藥分節間隔串聯并綁扎在毛竹片上，然后與毛竹片一起進入光爆孔內）。鉆爆參數見表4。起爆方法 為使13、周邊孔同時起爆，孔內導爆索與孔外導爆索串連，同段雷管一起爆；爆破孔起爆順序按不同段別的非電微差雷管起爆，孔外網路采用并聯網路或接力網路，用火雷管引爆。設備洞(避車道)設置根據設計圖在壩左0+122.0、0+213.0及壩右0+114.0、0+197.0處各設置一處設備洞，設備洞寬7.0m、深3.3m、邊墻高3.36m、頂拱高4.9m。不良地質地段施工遇不良地質地段洞挖時，應首先加強觀測，注意圍巖的變化情況，并及時采取相應的技術措施，確保安全。 表4 灌漿隧洞類圍巖全斷面爆破參數表序號項目孔深孔數裝藥量雷管導爆索鉆孔延米備注掏槽空孔2.722.721.中心空孔2個，不裝藥，孔徑110mm（多臂鉆14、）或48mm。2.爆破參數應經現場實際試驗，以及洞挖爆破效果，逐步調整，以達到最佳參數。1掏槽一槽2.721.9222.722掏槽二槽2.721.9222.723掏槽三槽2.741.9442.744崩落孔2.561.5662.565崩落孔2.581.5882.586崩落孔2.5151.515152.5157崩落孔2.591.5992.598崩落孔2.571.5772.579周邊孔2.5251.525253.8252.525合計23.380112.27895m202m技術指標設計斷面(m2)20.63炮眼密度(個/m2)3.88鉆孔量(m/m3)3.92炸藥單耗(kg/m3)2.18雷管單耗(個15、/m3)1.51爆破方量(m3)51.58導爆索單耗(m/m3)1.44不良地質洞段開挖應遵循淺孔、少藥量、短進尺、多循環、早支護的原則，爆破后，先對巖面進行清理，清除危石，然后及時進行初期噴射砼，封閉巖面，噴平凹坑。對較嚴重的斷層裂隙破碎帶以及出現大股水流、軟弱裂隙滲水、大面積滲水等，先按要求進行引、堵、排、塞、灌等處理后，再視具體類形，采取打設管棚，系統錨桿，布設鋼架支撐等手段進行支護。洞身開挖循環作業時間計劃洞身開挖循環作業時間計劃，見圖1。隧洞開挖時間安排按類圍巖洞挖進尺及時間安排如表5。圖1 洞身類圍巖開挖循環作業時間表（循環進尺2.5m）工序名稱時間min計劃時間(h)12345616、7891011121314151617測量放樣30鉆機就位30鉆孔180裝藥及爆破120通風30找頂30噴砼(局部)30出碴及清底上一進尺出碴備210其它30合 計1020說明：單循環進尺2.5m，用11小時，日可進行2.4個循環，日進尺6.0m。表5 洞身開挖時間安排表 圍巖類型名稱項 目左岸灌漿隧洞右岸灌漿隧洞備 注EL560.0灌漿隧洞洞長59m85m左右岸灌漿洞同時開始開挖時間安排10天14天洞身開挖工藝流程洞身開挖工藝流程見圖3。施工準備鉆孔設備就位風水電接通測量放樣多臂鉆或手風鉆鉆孔裝 藥機械設備撤退安全警戒爆 破擬定洞挖爆破作業施工方案通風、排除煙塵安全檢查和處理確定是否采取超前17、支護機械出碴工作面清理超前支護施工一次支護施工報工程師審批YNNY機械設備保養下一循環下一循環 圖3 洞身開挖爆破作業施工工藝圖下一循環布 孔4、支護施工灌漿洞一期支護施工主要為砂漿錨桿和噴混凝土施工。根據施工安排，在灌漿洞開挖完成后，立即進行一期支護施工。4.1錨桿施工錨桿主要有25、22兩種，長度分別為3.5m和2.5m。錨桿施工采用先注漿后插錨桿的施工方式。錨桿在鋼筋場切割成型后用5t載重汽車運送到現場。施工工序：布孔鉆孔清孔驗孔注砂漿安裝錨桿驗收。鉆孔：采用YT-28手風鉆進行鉆孔，孔徑42mm。清孔：用壓力風將孔內巖粉和積水吹干凈。注砂漿：采用注漿機進行注漿，砂漿嚴格按照配合比進行拌18、制，砂漿必須保證灌注密實、飽滿。錨桿安裝：砂漿注入錨桿孔后立即將錨桿插入，將多余砂漿擠出后用干硬砂漿封口。4.2噴混凝土施工錨桿安裝好后開始進行噴混凝土施工，噴混凝土采用濕噴法。混凝土標號為C20，=10cm。施工工序施工準備（掛鋼筋網）巖面清理驗收拌和混凝土噴射混凝土養護。噴射混凝土工藝框圖拌和運輸噴射機噴嘴噴射面空壓機水泥砂石子施工方法噴射混凝土前先清除松動巖塊，修整洞壁，用高壓風水沖洗巖面，自檢合格后由監理檢查合格方可開始噴砼。混凝土料用攪拌機現場拌制，按設計配合比配料、拌料，根據設計要求的厚度，在巖壁上作出明顯的實物標志，控制噴厚。噴射混凝土時自下而上，先凹后凸，小螺旋式噴射。噴射砼作19、業分段、分層進行，每層噴射厚度3cm5cm。噴射時的方向盡可能垂直巖面，噴嘴至巖面的距離為0.8m1m。混凝土養護混凝土噴射完成，終凝2h后即開始噴水養護，在14天內應使噴層表面經常處于濕潤狀態，當氣溫低于+5C時，不得噴水養護。當噴射混凝土周圍的空氣濕度達到或超過85%時，經監理人同意，可準予自然養護。5、混凝土襯砌施工左右岸灌漿隧洞總長347.96m(左岸141.98m、右岸205.98m)，采用全斷面混凝土襯砌方式進行施工，砼襯砌安排在全洞開挖完畢及噴錨支護完成后即可開始施工。5.1施工準備清除工作面松渣、雜質，清底，最后進行清洗。5.2施工方案1、砼分塊：灌漿洞砼襯砌分塊長度根據設計確20、定的襯砌洞段9m考慮，每塊襯砌砼之間的環向施工縫按設計要求進行處理。一個襯砌塊一次立模一次澆筑完成。2、立模方案：灌漿洞砼襯砌模板采用鋼模板、鋼拱架支撐的模板系統。環向圍檁采用1.5英寸的黑鋼管加工成桁架，橫、豎圍檁采用1.5英寸的鋼管支撐。每一襯砌段環向施工縫的封頭模板使用人工立木模散模施工。3、鋼筋安裝：鋼筋在鋼筋廠內根據設計圖紙加工成形，用5t汽車運至工作面，人工安裝。4、砼澆筑方案：在模板上設置進料、振搗窗口，振搗底拱、邊墻使用插入式振搗器振搗，頂拱使用附著式振搗器振搗，封拱使用垂直封拱法封拱。5、砼運輸：水平運輸采用砼攪拌車，采用砼泵直接入倉。5.3施工工藝流程及工序施工方法1、施工21、工藝流程：按由遠到近的順序進行洞身砼襯砌施工，施工工藝流程見圖表： 倉面清理、沖洗植被清除測量放樣N測 量 放 樣下測量放樣PC200挖掘機就位一循環鋼 筋 安 裝驗 筋自上而下分層開挖是否合格自上而下分層開挖PCPC200翻碴至支洞口施工道路200挖掘機就位一循環NY施工準備排水天溝人工開挖模 板 安 裝t車出碴倉面驗收前沖洗驗 倉N植被清除施工準備砼拌和是否合格砼運輸Y排排水天溝人工開挖人工開挖泵 送 進 倉砼 澆 筑邊坡錨自上而下分層開挖PC200挖掘機就位測量放樣植被清除養 護拆 模圖表:灌漿隧洞襯砌砼施工工藝流程圖2、工序施工方法：倉面清理、清洗：用高壓風、水聯合將底板沖洗干凈。測量22、放樣：利用業主提供并經承包商、監理工程師校核過的控制網，以及通過控制網建立的測量控制導線，使用全站儀進行放樣施工。鋼筋制安：根據設計圖紙、施工規范以及倉塊分塊情況，擬定鋼筋放樣配料單，根據配料單在鋼筋廠內加工鋼筋，用汽車運至施工工作面，人工安裝。安裝時，要保證鋼筋的保護層厚度和鋼筋綁扎牢固，防止砼澆筑時鋼筋移位。分布鋼筋采用搭接綁扎接頭，受力主筋采用手工電弧單面焊接頭。鋼筋先于模板安裝。驗筋：鋼筋安裝完成后，承包人按施工規范及設計的質量要求進行自檢合格后，請監理工程師對鋼筋安裝工序進行驗收，經驗收合格后，才能進行下一道模板安裝工序的施工。模板施工：底部模板：首先根據測量放樣點打頂撐，接著把底部23、鋼模板扣好，再上底部模架，最后鎖好拉條；兩側模板：在底部拱架安裝穩定的情況下，再在其上安裝兩側模架，然后再安裝鋼模板。為了防止兩側模架在砼澆筑過程中產生偏移，在兩側腰部模板內側設置鋼筋支撐，間距1.5m；頂部模板：兩側模板安裝完畢且穩定牢靠后，再安裝頂部模架及鋼模板。模架之間要設置足夠多的支撐，以保證模板系統的牢固和穩定。模板系統制作3套，供循環使用。倉面沖洗：模板、鋼筋施工完成后，開倉進行砼澆筑前，使用高壓風、水聯合將倉面沖洗干凈。驗收：砼澆筑前的各項施工工序完成后，承包人根據施工規范的質量要求，對待澆筑倉面按三檢制的程序進行驗收，終檢合格后，形成驗收資料報請監理工程師驗收，監理工程師驗收合24、格后，才能開倉澆筑。砼拌和：襯砌砼由布置在右岸的拌和樓拌制大塌落度砼，以滿足泵送砼需要。拌和嚴格根據工程師批準的施工配合比進行配料拌和。砼運輸：使用攪拌運輸車在拌和樓出料口接料后運至砼輸送泵，卸入砼輸送泵進料口，經由泵管進入澆筑倉面。砼澆筑：進料從布置在模板上的進料及操作窗口進料，由低至高依次進料振搗。進料時應嚴格控制進料順序，以使兩側模板砼均勻上升，以保持平衡，使模板不產生偏載移位，同時控制邊頂拱砼進料澆筑的上升速度，避免上升速度太快、荷載過大造成模板移位或變形。兩側邊拱砼澆筑操作人員在倉面內使用插入式振搗器振搗，頂拱進料封拱采用垂直封拱法封拱，封拱時，泵管與臺車頂部模板的予留泵管孔連接，一25、個孔封拱完成后，使用阻斷閥封閉孔口，之后將泵管與臺車模板予留孔分離，移至下一個予留泵管孔連接，繼續進料封拱直到頂拱封拱結束。頂拱砼澆筑振搗使用安裝在模板上的附著式振動器振搗密實。養護：澆搗完成后，根據規范要求進行灑水養護保持濕潤，并養護足夠時間。拆模：根據施工規范的要求確定拆模時間。施工縫處理：環向施工縫按設計要求進行處理。6、施工機械配備及勞動力組合6.1主要施工機械配備見下表主要施工機械配備序號設備名稱規格型號單位數量備注1空壓機4L-20/8臺22軸流式通風機90-1型(37+30KW)臺23氣腿式風鉆YT-28臺124自卸汽車5T輛65側卸式裝載機ZLC-50臺26臺78910116.26、2勞動力組合炮工及風鉆工 12人 駕駛員 10人(合機手) 鍛釬工 2人 普工 4人7、施工質量和安全控制措施7.1施工質量控制措施建立以項目總經理為領導,總質檢師具體負責,由各級質檢人員,工程技術人員為主體的質控網絡。書面的施工技術交底,貫徹至作業人員。施工工序驗收實行“三檢”制，并做好質控記錄。在開挖過程中,根據圍巖變化情況,及時修正爆破參數,以使盡量減少超挖,保證不欠挖。 對于不良地質洞段采取開挖前實施超前錨桿,必要時預注漿,開挖后立即根據現場情況施工錨桿、鋼支撐、掛網噴砼等支護措施。7.2施工安全控制措施建立以項目總經理為第一責任人的安全生產領導機構,健全安全管理網絡,制定以安全生產責27、任制為主的各項安全生產規章制度。嚴格遵守國家有關爆破安全規程,做好爆破作業組織工作,對易燃易爆及火工材料要嚴格執行有關規程、規范。 開挖均應按照施工措施的施工方案，制定行之有效的安全技術措施，并遂級向施工人員進行交底。做好不良地質地段的施工安全準備工作,進行危險評價,并制定應急措施和危險控制計劃,同時,加強旋工過程的監測,一旦有異常情況,立即按措施要求執行。 加強洞內通風、排煙、防毒、防爆、防塵工作,堅持濕式作業。7.3 環保及水土流失措施7.3.1 水土流失防治 按指定場地和順序堆放棄碴。 填方邊坡夯實，或以塊石護面，必要時砌筑擋墻。 修建良好排水系統，如截水天溝、水溝、涵洞等。惡劣天氣（大雨、洪水）加強對邊坡穩定的監測。7.3.2 粉塵防治措施開挖造孔采用液壓鉆孔；少量塊石解小手風鉆造孔時用水鉆；石料裝車前噴水；洞挖作業安裝強力排煙塵系統與通風系統。為接觸粉塵的工作人員配備防塵口罩，發放保健品，并定期體檢。