导流洞优化设计方案

尼泊尔上马相迪A水电站土建、金属结构及机电安装工程导流洞优化设计方案1目录1基本概述............................................................................................................................12方案优化设计....................................................................................................................12.1方案优化综述........................................................................................................12.2施工支洞设计........................................................................................................12.3支洞外道路设计....................................................................................................22.4支洞边坡及洞口设计............................................................................................32.4.1边坡开挖支护..............................................................................................32.4.2洞口安全防护设计......................................................................................32.5主洞进出口设计....................................................................................................42.5.1进口施工设计..............................................................................................42.5.2出口施工设计..............................................................................................52.6支洞与主洞相交处设计........................................................................................53施工安全............................................................................................................................64施工质量............................................................................................................................75施工安全文明及水环保....................................................................................................76其他....................................................................................................................................7尼泊尔上马相迪A水电站土建、金属结构及机电安装工程导流洞优化设计方案1导流洞优化设计方案顾永伟1基本概述导流洞布置在马相迪河右岸，用于大坝主体结构施工期间的导流，洞身长度300m，进口底部高程为EL888.3m，出口高程为EL881.5m，开挖坡比i=0.0269，开挖标准断面尺寸为宽×高=6.0m×7.0m；进出口段各40m范围为Ⅳ类围岩，进行全断面砼衬砌，砼标号为C25钢筋砼，衬砌厚度进口段70cm，出口段50cm。结合设计图纸在导流洞进出口实际放样情况，存在进出口洞脸边坡实际地形与图纸存在很大出入（导流洞进出口洞口均为陡峭的岩壁，洞口两侧开挖边坡的难度大，且开口线高），按图进行开挖施工难度很大；进口闸室0-11.2位置放样点进入河道内4.8m，无法从临时桥台修筑施工围堰进行洞口开挖作业。同时按照本工程2013年进行大坝截流、利用导流洞导流的要求，导流洞需要在2013年10月份以前完成贯通施工，为此需进行汛期施工。2方案优化设计2.1方案优化综述鉴于洞口边坡开挖图与现场存在出入，且不能具备围堰布置等条件的情况；因为导流洞位于环境保护区，因征地问题，错过最佳施工时期，为保证2013年11月底导流洞具备导流条件，须在2013年汛期完成导流洞工程施工的要求，进行导流洞设计优化。2013年5月6日由参建各方在Bashishaha镇讨论确定：为确保导流洞汛期安全、顺利施工，从马相迪河临时桥右岸桥台处直接设置施工支洞，由支洞进入主洞施工，取消进水口闸室结构，2013年枯水期开挖贯通导流洞进口预留岩塞段，导流洞封堵时，选择在枯水期进行，采取洞口截流技术。2.2施工支洞设计根据上述意见，在保证洞内通风、排烟、排水、开挖、支护等项目施工的前提下，拟定施工支洞开挖尼泊尔上马相迪A水电站土建、金属结构及机电安装工程导流洞优化设计方案2断面为4.5m×4.5m、城门洞型，支洞长度137.5m，与主洞相交于导流洞桩号52.5m处，支洞进口7.3m为水平直段，其后接圆弧段和下坡直段，自圆弧段起点处开始下坡，坡度i=0.0874，圆弧段半径35m。施工支洞与主洞的平面关系如下：支洞纵断面布置图如下：2.3支洞外道路设计洞外施工道路由厂坝路延伸修筑临时道路，利用临时钢桥跨过纳雅迪河和马相迪尼泊尔上马相迪A水电站土建、金属结构及机电安装工程导流洞优化设计方案3河，到达导流洞支洞口。其中纳雅迪河临时桥长25m、净宽3.5m、底部高程约为EL895；马相迪河临时桥长28.5m、净宽3.5m、底部高程约为EL898，均可做为汛期施工道路使用。洞外临时道路为泥结石道路，路基采用引水渠砂砾石开挖料，填铺碾压后厚度50cm，路面使用支洞开挖后石渣摊铺、碾压，路面厚度不少于30cm厚。洞内施工道路采用石渣找平形成路面。2.4支洞边坡及洞口设计2.4.1边坡开挖支护根据支洞口上部边坡稍有倒悬的情况，结合现场开挖揭露围岩情况，洞脸边坡不需要开挖，清除边坡与桥台之间的土石方覆盖层后直接进行洞口的锁口及洞口明拱施工。（1）洞脸支护采用Ф25锚杆，L=4m，间排距2m×2m，挂Φ8钢筋@200×200mm钢筋网，喷10cm厚C20混凝土。支护范围为洞口两侧各5m、洞顶上方6m。（2）洞口锁口支护距离开挖轮廓线外50cm、顶拱与侧墙（拱肩以下1.5m）范围布置两排锁口锚杆，间排距40cm*×40cm，梅花形交错布置，锚杆为Ф25钢筋，L=4.5m，锚杆外露10cm，外露部分利用Ф25钢筋进行环向焊接连接。2.4.2洞口安全防护设计根据支洞口边坡上部形成反坡、围岩裂隙发育，局部边坡存在卸荷迹象的现状，为预防上部边坡出现滚石、掉块等事件对施工的影响，确保洞室开挖及施工期间人员和设备安全，在洞口5m范围内架设5~6榀明拱，以保证施工安全。钢拱架规格使用I16工字钢，每榀间距1m左右，拱架两侧固定锚杆采用Φ22钢筋，长2m，间距1.5m，尼泊尔上马相迪A水电站土建、金属结构及机电安装工程导流洞优化设计方案4水平方向使用Φ20钢筋连接（间距1m，与钢拱架接触满焊），外侧挂钢筋（φ6.5@20×20cm），喷C20混凝土，喷混凝土面与钢拱架内侧（和外露拱架外侧面）齐平。最外1榀钢拱架顶焊接10#槽钢+Φ16@200*200钢筋网片防护网。2.5主洞进出口设计2.5.1进口施工设计（1）开挖及衬砌原设计图进口洞口段40m开挖断面为C型，断面尺寸为6.4m×7.4m；底部高程EL888.30；混凝土衬砌按C1结构形成进行，衬砌厚度70cm。实际施工时以目前揭露的边坡陡坎为洞室终点，进口段按C型断面进行洞室0+000桩号至临河面（与目前揭露边坡及河道交汇点）之间的开挖支护施工，按C1型断面进行衬砌，洞内坡比按原图实施。灌浆等均按图纸要求执行。开挖贯通后的洞口边坡均按1:0.3进行设置，根据贯通后揭露边坡的稳定其情况及自然坡情况，适当修整开挖。（2）边坡支护现有设计图纸未显示洞口边坡支护设计，后续设计有要求时按照设计要求执行。如设计无要求，初拟以下支护措施进行施工：对洞口上方边坡危石、松动石块进行人工清理，对洞口上方边坡高度10m、宽度15m范围进行系统锚杆+随机锚杆支护，锚杆规格为Φ25，长度4.5m，系统锚杆间排距按2m×2m进行布置，必要时挂Φ8钢筋@200×200mm钢筋网，喷10cm厚C20混凝土。（3）洞口封堵说明导流洞封堵施工结合大坝主体的进度进行，按照总进度计划和工程区安全度汛的综合考虑，在2014年汛前需完成基坑内防汛水位以下的结构施工，大坝主体基本完成，意味着在2015年枯水期主要进行根据大坝主体金属结构及电气安装，在汛前完全具备闸坝过流条件。导流洞进口闸室主要起到为洞内进行封堵创造条件，按各方意见，洞口封堵能确保洞内安全顺利封堵完成为主。为此导流洞封堵施工选择在枯水期进行，不再进行进口闸室施工，直接在洞口利用渣料进行封堵洞口，截住洞内水流。尼泊尔上马相迪A水电站土建、金属结构及机电安装工程导流洞优化设计方案5按河道流量资料，5月份以前的流量在54m3/s以下，封堵时进行河道的疏通，选择从靠近左岸闸坝过流，从1#渣场开挖渣料进行洞口填筑，储备20块直径100±20cm的块石进行底部护脚自然坡封堵封闭，封闭完成后在洞内靠近渣料侧根据渗水情况进行灌浆止水（如果需要时）。河道内4~5月份的水位高程低于洞口底板高程EL888.3，混凝土衬砌后的高程为EL889，说明在枯水期洞口底板高于河道水位高程，洞内渗水和涌水的可能性不大，洞口封堵截流很易实现。2.5.2出口施工设计（1）开挖及衬砌原设计图开挖断面为A型，断面尺寸为6.0m×7.0m；底部高程EL881.5；混凝土衬砌按C2结构形成进行，衬砌厚度50cm。实际施工时以目前揭露的边坡陡坎为洞室终点，进口段按A型断面进行洞室至临河面（与目前揭露边坡及河道交汇点）之间的开挖支护施工，按C2型断面进行衬砌，洞内坡比按原图i=0.0269实施。灌浆等均按图纸要求执行。开挖贯通后的洞口边坡均按1:0.3进行设置，根据贯通后揭露边坡的稳定其情况及自然坡情况，适当修整开挖。（2）边坡支护现有设计图纸未显示洞口边坡支护设计，后续设计有要求时按照设计要求执行。如设计无要求，初拟以下支护措施进行施工：对洞口上方边坡危石、松动石块进行人工清理，对洞口上方边坡高度10m、宽度15m范围进行系统锚杆+随机锚杆支护，锚杆规格为Φ25，长度4.5m，系统锚杆间排距按2m×2m进行布置，必要时挂Φ8钢筋@200×200mm钢筋网，喷10cm厚C20混凝土。2.6支