光照水电站灌浆隧洞洞挖及砼衬砌工程施工组织设计方案（16页）.doc

1、EL560.0灌浆隧洞开挖、支护及砼衬砌施工组织设计1、工程说明1.1工程概况本工程为光照水电站灌浆隧洞洞挖及砼衬砌工程，工程内容包括洞身开挖支护和砼衬砌。灌浆隧洞开挖断面尺寸为4.54.9m(宽高), 砼衬砌后的断面尺寸为3.54.0m(宽高)，左岸洞身长度为59m,右岸洞身长度为85m，坡度为3。开挖断面型式为城门型。1.2地形地质条件坝址区岸坡平直，地形完整，两岸地形较为对称，为典型的“V”型横向河谷，山体雄厚，河谷狭窄，岸坡上缓下陡，坡角约45。坝区出露三叠系中下统地层，岩性由粉砂岩、泥页岩、石灰岩及其过渡岩类组成，互层状展布，沉积韵律明显。从上游至下游出露地层依次为飞仙关组、永宁镇组

2、及关岭组。坝基跨越地层主要为永宁镇组的T1yn1-1、T1yn1-2、T1yn1-3等中硬岩、坚硬岩。岩体坚硬完整，力学强度较高。岩体风化程度受地层岩性及构造破坏程度的影响，泥页岩风化强烈，次为过渡岩类，灰岩风化不明显。泥页岩两岸弱风化水平深度3050m，河床铅直风化深度约10m；灰岩两岸弱风化水平深度1525m，河床铅直风化深度约8m，过渡岩类介于两者之间。坝区地震基本烈度为6度，大坝按7度设防。坝区岩层总体产状走向近EW，倾S（下游），倾角5060。坝区断层不发育，仅有F1和F2两条逆断层，其中F1规模稍大，并且穿过坝基，其影响范围约2030m宽。由于受F1断层的影响，两岸沿断层有少量的岩

3、溶管道，其中2号岩溶管道途经右岸坝基下。施工中应注意其对基坑开挖的影响，作好排水措施。坝基F1断层主要发育于T1yn1厚层灰岩中，断层产状N7083W，SW6874，破碎带宽25m，断距不明显局部为35m，长达2km，为逆断层，陡倾下游，由一系列断续延伸的小型挤压破裂面组成，连续性较差。坝址区两岸沿断层发育溶洞、管道；岩溶发育程度左岸较右岸强。F2断层在F1断层下游约130m处，发育于T1yn1T1yn3地层中，总体产状EW、倾向S、倾角72，长度小于1.5km，为逆断层，断距12m。坝址区构造裂隙普遍发育，而且部分延伸较长，地表特征较明显的是走向近SN向、中等倾角的横张裂隙，以及倾左、右岸偏

4、上游的缓倾角裂隙。坝区地下水靠大气降水分散式补给或洼地落水洞集中式补给，两岸透水岩组地下水位均高于或接近同期河水位，地下水以岩管道水、岩溶泉等形式排向北盘江。水力坡降具有分带性，隔水层较陡且起伏不大，坡降一般为19%61%，灰岩在距河边100m范围外坡降陡，起伏大，坡降一般为60%70%，距河边100m范围以内坡降缓，为19%20%，在泉水或管道处为2%7.5%。地下水位变幅一般为1030m。1.3主要工程量汇总主要工程量详见图表：主要工程量汇总表（表1）。表1 主要工程量汇总表序号项 目单位数量备注1两岸EL560.0灌浆隧洞石方洞挖m33072.922两岸EL560.0灌浆隧洞C20喷混凝

5、土m3187.63322 L=2.5m锚杆根300425 L=3.5m锚杆(抗抬锚杆)根5245两岸EL560.0灌浆隧洞C20混凝土衬砌m334636钢筋制安T173.837651型PVC塑料止水带m9258止水铜片 (厚1.2mm)m382、施工进度计划及保证措施2.1施工进度计划根据施工总进度计划按排及施工合同要求(1)左右岸EL560.0灌浆隧洞开挖：2005.11.12005.11.19； (2)左右岸EL560.0灌浆隧洞锚、喷支护：2005.11.142005.11.27； (3)左右岸EL560.0灌浆隧洞C20混凝土衬砌：2005.11.252006.3.31；2.2施工进度

6、保证措施 (1)充分做好施工初期的准备工作,确保按时开工。(2)施工过程中,严把质量安全关,确保工程质量要求,杜绝工程返工。(3)对不同的施工工序,严格按照施工措施施工。(4)加强职工思想教育,建立激励机制。3、灌浆隧洞开挖3.1施工布置3.1.1施工道路布置左右岸EL560.0灌浆隧洞开挖时利用下基坑道路。3.1.2风、水、电供给及管线布置在左右岸洞口处各设置一套风、水、电系统，单独布设风、水、电的管路和线路。(1)风左右岸EL560.0灌浆隧洞开挖，各配46把YT27型气腿式手风钻，供风由布置在各洞口的1台4L-20/8型电动移动式空压机承担。风管采用100mm钢管和40mm胶皮软管接至开

7、挖掌子面，供开挖和喷锚用风。风管每节6m，法兰连接，随着洞挖的进行延长供风管。(2)水施工用水由附近的水池供给，主要有钻机钻孔用水、除尘洒水、工作面及开挖后围岩面冲洗、初期支护用水等。供水管路采用100mm铁管，每节6m法兰连接，每30m安装一个三通活口。(3)电供电系统根据各工作面开挖机械设备用电情况，由系统统一考虑布置引接。灌浆洞施工用电主要有：空压机、轴流式通风机、混凝土喷射机、搅拌机以及洞内施工照明等设施。施工用电从附近的变压器上引接，在变压器高压引下线前端，应装有阀式避雷器，且避雷器接地引下线应选择多股钢芯绞线，截面积不小于35mm2，接地电阻小于20姆。3.1.3洞内管线布置洞内管

8、线有动力电源线、照明电源线、压力风管、供水管、排水沟和通风管，具体详见洞内管线布置图3.1.4通风、散烟、除尘通风是控制施工工期的重要环节，在各洞口配置一套通风系统。3.1.4.1通风布置(1)通风形式：采用压入式通风机通风。(2)通风机配置：压入风：在各洞口配置一台90-1型37+30kw对旋轴流式通风机。(3)通风管：左右岸管径均为800mm。3.1.4.2爆碴除尘爆破后爆碴除尘采用人工洒水法。3.1.5施工排水洞内的施工排水主要是施工用水、岩体裂隙渗水和断裂构造形成地下水或漏水等。左右岸灌浆隧洞坡度为i=3，洞内排水时沿着洞的一侧挖条排水沟直接排至洞外。3.1.6开挖弃碴开挖石碴由装载机

9、装车，自卸车运至洞外卸入基坑。3.2洞身段开挖左岸灌浆隧洞只剩59m，右岸灌浆隧洞只剩85m及坝右0+197.0设备洞（避车道），断面型式为城门型，开挖尺寸为4.54.9(宽高)，开挖设计断面为20.63m2。根据洞身围岩情况，开挖施工采用全断面掘进、光面爆破、周边光面或预裂爆破一次成型的开挖方式进行开挖施工。一期支护施工随开挖及时跟进，支护形式根据地质情况按照设计要求选择。3.2.1火工品选择正确选择炸药药卷直径直接关系到施工进度和爆破效果，必须认真选用合理的药卷直径。根据本工程的成孔直径与充填系数，拟选用炸药药卷的规格为直径32mm，单节重量150g。光面爆破药卷直径选用20药卷，若孔内有

10、水采用乳化炸药，无水采用硝胺炸药。光面爆破的导爆材料采用导爆索，起爆材料采用非电毫秒微差塑料导爆管，火雷管起爆。3.2.2钻爆和出碴设备选择钻孔采用简易钻架台车， YT-28气腿式手风钻水平钻孔, 孔径42mm。出碴设备选用ZL-50侧卸式装载机铲装，5t自卸车运碴。3.2.3洞身钻爆设计(1)循环进尺计划在安排进度时按类围岩考虑，根据作业人员的工作强度，即按每班完成一个循环进行滚动施工，施工计划循环进尺为2.32.5m。(2)掏槽方式根据隧洞的围岩特性，选择平行直孔掏槽方式。针对类岩体，采用双空孔菱形掏槽。掏槽眼孔深比辅助眼孔深0.2m。(3)掏槽眼和辅助眼钻爆设计单孔装药按下列公式计算：Q

11、=Lr其中：炮眼装药系数与岩石坚硬程度有关，根据工程的岩性，取0.8；L炮眼深度，m；r炸药每米长度的重量，由所使用的炸药种类确定，kg/m。按上式计算出的装药量。对于掏槽眼应增加10%的装药量，所有掏槽眼和辅助眼均连续装药。辅助眼的钻爆参数见表2。表2 洞身各类围岩辅助眼钻爆参数汇总表围岩种类断面积(m2)辅助眼孔数(个)孔深(m)孔径(mm)孔排距(m)单耗药量(kg/m3)单孔药量(kg)堵塞长度(cm)起爆网络(非电)类20.63452.5480.60.82.081.54050并串联孔眼布置见附图一：光面爆破设计洞身围岩均采用光面爆破施工，尽量控制超挖，严禁出现欠挖现象，光面爆破参数见

12、表3，实施过程中应根据现场试验，与实际爆破后实际效果再予以调整。表3 光面爆破参数表 参数围岩种类岩石饱和单轴极限抗压强度(Mpa)外插角度()孔径(mm)药卷直径(mm)不偶合系数(D)周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线W(cm)相对距(E/W)周边眼线装药密度(kg/m)类60248202.450560.60.71.00.280.35为克服夹制作用，炮孔底部采取加强装药，为线装药密度的2倍。炮孔堵塞长度约为0.5m，堵塞材料采用黄泥条，将计算出的单孔装药量按间隔均匀分布于孔内，（即采用导爆索将炸药分节间隔串联并绑扎在毛竹片上，然后与毛竹片一起进入光爆孔内）。钻爆参数见表4。起爆方法 为使

13、周边孔同时起爆，孔内导爆索与孔外导爆索串连，同段雷管一起爆；爆破孔起爆顺序按不同段别的非电微差雷管起爆，孔外网路采用并联网路或接力网路，用火雷管引爆。设备洞(避车道)设置根据设计图在坝左0+122.0、0+213.0及坝右0+114.0、0+197.0处各设置一处设备洞，设备洞宽7.0m、深3.3m、边墙高3.36m、顶拱高4.9m。不良地质地段施工遇不良地质地段洞挖时，应首先加强观测，注意围岩的变化情况，并及时采取相应的技术措施，确保安全。 表4 灌浆隧洞类围岩全断面爆破参数表序号项目孔深孔数装药量雷管导爆索钻孔延米备注掏槽空孔2.722.721.中心空孔2个，不装药，孔径110mm（多臂钻

14、）或48mm。2.爆破参数应经现场实际试验，以及洞挖爆破效果，逐步调整，以达到最佳参数。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周边孔2.5251.525253.8252.525合计23.380112.27895m202m技术指标设计断面(m2)20.63炮眼密度(个/m2)3.88钻孔量(m/m3)3.92炸药单耗(kg/m3)2.18雷管单耗(个

15、/m3)1.51爆破方量(m3)51.58导爆索单耗(m/m3)1.44不良地质洞段开挖应遵循浅孔、少药量、短进尺、多循环、早支护的原则，爆破后，先对岩面进行清理，清除危石，然后及时进行初期喷射砼，封闭岩面，喷平凹坑。对较严重的断层裂隙破碎带以及出现大股水流、软弱裂隙渗水、大面积渗水等，先按要求进行引、堵、排、塞、灌等处理后，再视具体类形，采取打设管棚，系统锚杆，布设钢架支撑等手段进行支护。洞身开挖循环作业时间计划洞身开挖循环作业时间计划，见图1。隧洞开挖时间安排按类围岩洞挖进尺及时间安排如表5。图1 洞身类围岩开挖循环作业时间表（循环进尺2.5m）工序名称时间min计划时间(h)123456

16、7891011121314151617测量放样30钻机就位30钻孔180装药及爆破120通风30找顶30喷砼(局部)30出碴及清底上一进尺出碴备210其它30合 计1020说明：单循环进尺2.5m，用11小时，日可进行2.4个循环，日进尺6.0m。表5 洞身开挖时间安排表 围岩类型名称项 目左岸灌浆隧洞右岸灌浆隧洞备 注EL560.0灌浆隧洞洞长59m85m左右岸灌浆洞同时开始开挖时间安排10天14天洞身开挖工艺流程洞身开挖工艺流程见图3。施工准备钻孔设备就位风水电接通测量放样多臂钻或手风钻钻孔装 药机械设备撤退安全警戒爆 破拟定洞挖爆破作业施工方案通风、排除烟尘安全检查和处理确定是否采取超前

17、支护机械出碴工作面清理超前支护施工一次支护施工报工程师审批YNNY机械设备保养下一循环下一循环 图3 洞身开挖爆破作业施工工艺图下一循环布 孔4、支护施工灌浆洞一期支护施工主要为砂浆锚杆和喷混凝土施工。根据施工安排，在灌浆洞开挖完成后，立即进行一期支护施工。4.1锚杆施工锚杆主要有25、22两种，长度分别为3.5m和2.5m。锚杆施工采用先注浆后插锚杆的施工方式。锚杆在钢筋场切割成型后用5t载重汽车运送到现场。施工工序：布孔钻孔清孔验孔注砂浆安装锚杆验收。钻孔：采用YT-28手风钻进行钻孔，孔径42mm。清孔：用压力风将孔内岩粉和积水吹干净。注砂浆：采用注浆机进行注浆，砂浆严格按照配合比进行拌

18、制，砂浆必须保证灌注密实、饱满。锚杆安装：砂浆注入锚杆孔后立即将锚杆插入，将多余砂浆挤出后用干硬砂浆封口。4.2喷混凝土施工锚杆安装好后开始进行喷混凝土施工，喷混凝土采用湿喷法。混凝土标号为C20，=10cm。施工工序施工准备（挂钢筋网）岩面清理验收拌和混凝土喷射混凝土养护。喷射混凝土工艺框图拌和运输喷射机喷嘴喷射面空压机水泥砂石子施工方法喷射混凝土前先清除松动岩块，修整洞壁，用高压风水冲洗岩面，自检合格后由监理检查合格方可开始喷砼。混凝土料用搅拌机现场拌制，按设计配合比配料、拌料，根据设计要求的厚度，在岩壁上作出明显的实物标志，控制喷厚。喷射混凝土时自下而上，先凹后凸，小螺旋式喷射。喷射砼作

19、业分段、分层进行，每层喷射厚度3cm5cm。喷射时的方向尽可能垂直岩面，喷嘴至岩面的距离为0.8m1m。混凝土养护混凝土喷射完成，终凝2h后即开始喷水养护，在14天内应使喷层表面经常处于湿润状态，当气温低于+5C时，不得喷水养护。当喷射混凝土周围的空气湿度达到或超过85%时，经监理人同意，可准予自然养护。5、混凝土衬砌施工左右岸灌浆隧洞总长347.96m(左岸141.98m、右岸205.98m)，采用全断面混凝土衬砌方式进行施工，砼衬砌安排在全洞开挖完毕及喷锚支护完成后即可开始施工。5.1施工准备清除工作面松渣、杂质，清底，最后进行清洗。5.2施工方案1、砼分块：灌浆洞砼衬砌分块长度根据设计确

20、定的衬砌洞段9m考虑，每块衬砌砼之间的环向施工缝按设计要求进行处理。一个衬砌块一次立模一次浇筑完成。2、立模方案：灌浆洞砼衬砌模板采用钢模板、钢拱架支撑的模板系统。环向围檩采用1.5英寸的黑钢管加工成桁架，横、竖围檩采用1.5英寸的钢管支撑。每一衬砌段环向施工缝的封头模板使用人工立木模散模施工。3、钢筋安装：钢筋在钢筋厂内根据设计图纸加工成形，用5t汽车运至工作面，人工安装。4、砼浇筑方案：在模板上设置进料、振捣窗口，振捣底拱、边墙使用插入式振捣器振捣，顶拱使用附着式振捣器振捣，封拱使用垂直封拱法封拱。5、砼运输：水平运输采用砼搅拌车，采用砼泵直接入仓。5.3施工工艺流程及工序施工方法1、施工

21、工艺流程：按由远到近的顺序进行洞身砼衬砌施工，施工工艺流程见图表： 仓面清理、冲洗植被清除测量放样N测 量 放 样下测量放样PC200挖掘机就位一循环钢 筋 安 装验 筋自上而下分层开挖是否合格自上而下分层开挖PCPC200翻碴至支洞口施工道路200挖掘机就位一循环NY施工准备排水天沟人工开挖模 板 安 装t车出碴仓面验收前冲洗验 仓N植被清除施工准备砼拌和是否合格砼运输Y排排水天沟人工开挖人工开挖泵 送 进 仓砼 浇 筑边坡锚自上而下分层开挖PC200挖掘机就位测量放样植被清除养 护拆 模图表:灌浆隧洞衬砌砼施工工艺流程图2、工序施工方法：仓面清理、清洗：用高压风、水联合将底板冲洗干净。测量

22、放样：利用业主提供并经承包商、监理工程师校核过的控制网，以及通过控制网建立的测量控制导线，使用全站仪进行放样施工。钢筋制安：根据设计图纸、施工规范以及仓块分块情况，拟定钢筋放样配料单，根据配料单在钢筋厂内加工钢筋，用汽车运至施工工作面，人工安装。安装时，要保证钢筋的保护层厚度和钢筋绑扎牢固，防止砼浇筑时钢筋移位。分布钢筋采用搭接绑扎接头，受力主筋采用手工电弧单面焊接头。钢筋先于模板安装。验筋：钢筋安装完成后，承包人按施工规范及设计的质量要求进行自检合格后，请监理工程师对钢筋安装工序进行验收，经验收合格后，才能进行下一道模板安装工序的施工。模板施工：底部模板：首先根据测量放样点打顶撑，接着把底部

23、钢模板扣好，再上底部模架，最后锁好拉条；两侧模板：在底部拱架安装稳定的情况下，再在其上安装两侧模架，然后再安装钢模板。为了防止两侧模架在砼浇筑过程中产生偏移，在两侧腰部模板内侧设置钢筋支撑，间距1.5m；顶部模板：两侧模板安装完毕且稳定牢靠后，再安装顶部模架及钢模板。模架之间要设置足够多的支撑，以保证模板系统的牢固和稳定。模板系统制作3套，供循环使用。仓面冲洗：模板、钢筋施工完成后，开仓进行砼浇筑前，使用高压风、水联合将仓面冲洗干净。验收：砼浇筑前的各项施工工序完成后，承包人根据施工规范的质量要求，对待浇筑仓面按三检制的程序进行验收，终检合格后，形成验收资料报请监理工程师验收，监理工程师验收合

24、格后，才能开仓浇筑。砼拌和：衬砌砼由布置在右岸的拌和楼拌制大塌落度砼，以满足泵送砼需要。拌和严格根据工程师批准的施工配合比进行配料拌和。砼运输：使用搅拌运输车在拌和楼出料口接料后运至砼输送泵，卸入砼输送泵进料口，经由泵管进入浇筑仓面。砼浇筑：进料从布置在模板上的进料及操作窗口进料，由低至高依次进料振捣。进料时应严格控制进料顺序，以使两侧模板砼均匀上升，以保持平衡，使模板不产生偏载移位，同时控制边顶拱砼进料浇筑的上升速度，避免上升速度太快、荷载过大造成模板移位或变形。两侧边拱砼浇筑操作人员在仓面内使用插入式振捣器振捣，顶拱进料封拱采用垂直封拱法封拱，封拱时，泵管与台车顶部模板的予留泵管孔连接，一

25、个孔封拱完成后，使用阻断阀封闭孔口，之后将泵管与台车模板予留孔分离，移至下一个予留泵管孔连接，继续进料封拱直到顶拱封拱结束。顶拱砼浇筑振捣使用安装在模板上的附着式振动器振捣密实。养护：浇捣完成后，根据规范要求进行洒水养护保持湿润，并养护足够时间。拆模：根据施工规范的要求确定拆模时间。施工缝处理：环向施工缝按设计要求进行处理。6、施工机械配备及劳动力组合6.1主要施工机械配备见下表主要施工机械配备序号设备名称规格型号单位数量备注1空压机4L-20/8台22轴流式通风机90-1型(37+30KW)台23气腿式风钻YT-28台124自卸汽车5T辆65侧卸式装载机ZLC-50台26台78910116.

26、2劳动力组合炮工及风钻工 12人 驾驶员 10人(合机手) 锻钎工 2人 普工 4人7、施工质量和安全控制措施7.1施工质量控制措施建立以项目总经理为领导,总质检师具体负责,由各级质检人员,工程技术人员为主体的质控网络。书面的施工技术交底,贯彻至作业人员。施工工序验收实行“三检”制，并做好质控记录。在开挖过程中,根据围岩变化情况,及时修正爆破参数,以使尽量减少超挖,保证不欠挖。 对于不良地质洞段采取开挖前实施超前锚杆,必要时预注浆,开挖后立即根据现场情况施工锚杆、钢支撑、挂网喷砼等支护措施。7.2施工安全控制措施建立以项目总经理为第一责任人的安全生产领导机构,健全安全管理网络,制定以安全生产责

27、任制为主的各项安全生产规章制度。严格遵守国家有关爆破安全规程,做好爆破作业组织工作,对易燃易爆及火工材料要严格执行有关规程、规范。 开挖均应按照施工措施的施工方案，制定行之有效的安全技术措施，并遂级向施工人员进行交底。做好不良地质地段的施工安全准备工作,进行危险评价,并制定应急措施和危险控制计划,同时,加强旋工过程的监测,一旦有异常情况,立即按措施要求执行。 加强洞内通风、排烟、防毒、防爆、防尘工作,坚持湿式作业。7.3 环保及水土流失措施7.3.1 水土流失防治 按指定场地和顺序堆放弃碴。 填方边坡夯实，或以块石护面，必要时砌筑挡墙。 修建良好排水系统，如截水天沟、水沟、涵洞等。恶劣天气（大雨、洪水）加强对边坡稳定的监测。7.3.2 粉尘防治措施开挖造孔采用液压钻孔；少量块石解小手风钻造孔时用水钻；石料装车前喷水；洞挖作业安装强力排烟尘系统与通风系统。为接触粉尘的工作人员配备防尘口罩，发放保健品，并定期体检。