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黔中灌区水利枢纽一期工程水源枢纽工程施工投标文件--1--第九章泄洪放空洞工程9.1土石方明挖及支护工程施工9.1.1概述9.1.1.1工程概况泄洪放空洞平面介于开敞式溢洪洞与发电引水隧洞之间，位于坝轴线右岸偏上游，由进口引渠段、有压洞身段、控制段、无压洞身段、出口挑流消能工段组成，水平总长约922.5m（含引渠）。隧洞进口底板高程确定为1260.0m，有压洞身段为直径7.0m的圆形断面，长498.3m，坡度i=0，于桩号0+169.750处设事故平面钢闸门及其闸门井；后接洞内工作闸室，闸室内设置一5.5×6.0m弧形钢闸门；下游段为无压隧洞，长321.9m，纵向坡为i=0.0817，断面5.5×9.588m直墙拱城门洞型。出口消能采用等宽连续式鼻坎消能型式。土石方明挖及支护工程包括进口引渠段、事故门的竖井进口、出口挑流消能段以及进出口洞脸的土石方开挖与支护。进口引渠开挖长度约50m，开挖边坡1：1～1：0.75，每隔10m左右设一层宽4m的马道，开挖边坡最大垂直高度35m左右。开挖的边坡，高程1270.8m以上的支护，采取Φ22系统锚杆挂φ6@250网、喷C20混凝土支护；Φ25系统锚杆、0.3×0.3m的C20混凝土格构梁、格构间砌M10浆砌石护坡；以及Φ25系统锚杆、0.35×0.35m的C20混凝土格构梁护坡等三种型式。其中Φ22锚杆为长3.0m、间距1.5m，Φ25锚杆长9.0m、间距2.9m、排距2.0，格构梁间排距同Φ25锚杆。高程1270.80m以下采取Φ25系统锚杆支护。锚杆长9m、间排距均为2.0m。事故检修门的竖井进口开挖边坡为1：1，开挖高度10m左右。开挖的边坡采用Φ25系统锚杆、混凝土框格护坡。出口挑流消能段开挖长度约54m，开挖边坡为：高程1243m以上1：0.2、以下则为直立边坡，每隔15m设一层宽1.5m的马道，高程1243m以下则为直立边坡，在1235m高程设一条宽1.0m的马道，开挖最大垂直高度50m左右。对1243m以上的开挖边坡，采取Φ25系统锚杆，挂网喷护，锚杆长3.0m、间排距2.0m，钢筋网为φ6@250，喷护混凝土为C20、厚100mm。黔中灌区水利枢纽一期工程水源枢纽工程施工投标文件--2--9.1.1.2工程地质条件进口明渠段长约50m，分布的地层为永宁镇组第四段（T1yn4）深灰色薄至中厚层白云岩夹灰质白云岩、泥质白云岩、角砾状白云岩，强风化严重，岩体强度低，边坡稳定差。出口段岩性为T1yn1中厚至厚层灰岩，基岩裸露，边坡主要为逆向和斜向坡，边坡稳定性较好。9.1.1.3开挖及支护主要工程量泄洪放空洞工程土石明挖工程量为64181m3，其中土方明挖18030m3，石方明挖量46151m3。支护工程量为：C20喷射混凝土135m3，Φ25锚杆（长9.0m）707根、Φ25锚杆（长3.0m）391根，C20格构梁混凝土612m3，挂网钢筋6t。各部位工程量见表9-1。表9-1土石方明挖及支护主要工程量表序号项目名称单位工程量备注1引渠段土方明挖m3163272石方明挖m3380953C20喷护混凝土m3284边坡支护挂网钢筋t15锚杆Φ25、长9.0m根5966Φ25、长3.0m根1237C20格构梁混凝土m35358M10浆砌石m39369竖井段土方明挖m397010石方明挖m3145511Φ25锚杆、长9.0m根111C20格构梁混凝土m37712出口段土方明挖m373313石方明挖m3660114C20喷护混凝土m310715边坡支护挂网钢筋t516Φ25锚杆、长3.0m根2689.1.2明挖及支护施工方案9.1.2.1施工布置黔中灌区水利枢纽一期工程水源枢纽工程施工投标文件--3--（1）道路布置根据施工总进度计划要求、开挖程序及开挖工作面的布置，结合弃渣场的位置，主要的开挖施工道路布置为：泄洪放空洞引渠段开挖的弃渣通过右岸1号支线运至1号堆渣场；出口段开挖的弃渣通过右岸5号支线、经右岸3号干线、过下游索桥运至2号堆渣场。竖井进口开挖的弃渣经右岸1号支线运至1号堆渣场。道路具体布置及道路特性见平面布置章节。（2）施工供风明挖施工用风主要有：100B潜孔钻、手风钻、喷护用风等。泄洪放空洞引渠段作业面需风40m3/min，由布设在溢洪洞进口右侧1365m高程的3号固定供风站提供。出口作业面需风40m3/min，由布设在距溢洪洞出口右侧150m处的右岸5号支线上方的5号固定供风站提供。采用供风主管和支管引至施工工作面。（3）施工供水混凝土、砂浆拌和及养护用水由设在右岸的高位水池（由水厂提供）供给，其他施工生产用水由设在右岸的移动水箱提供。（4）施工供电明挖施工用电主要为喷护、照明等，引渠段作业面需用电150kW，由业主提供的布设在右岸的4号供电点变压器提供。出口作业面需用电60kW，由布设在5号固定供风站的附近的7号变压器提供。9.1.2.2土方明挖土方明挖采用自上而下分层分段开挖的方法。同一层面开挖施工，按照“先土方开挖，后石方开挖”的顺序进行，使开挖面同步下降。土方边坡对于机械能到达的部位采用2.0m3液压反铲清挖，220HP推土机辅助推运，人工配合修整形成坡面；机械不能到达部位采用小型机具配合人工开挖。土方开挖采用2.0m3反铲挖装、20t自卸汽车拉运。9.1.2.3石方明挖开挖采用边坡预裂、毫秒微差、梯段爆破法进行，梯段高度不超过15m。预裂孔采用100B造孔，主爆孔则采用LM-500C液压钻机造孔，先周边预裂，后黔中灌区水利枢纽一期工程水源枢纽工程施工投标文件--4--毫秒微差松动爆破。预裂孔孔距为0.8m，孔径76mm；主爆孔孔径89mm，初拟孔距3.2m，排距2.4m。主爆孔采取人工全耦合柱状连续装药；预裂孔采用条形炸药柱状分段不耦合装药。控制爆破单响药量不大于300kg；采用孔外延时、孔内接力起爆网络。建基面底部及马道预留2m保护层采用水平预裂，手风钻造孔，孔径42mm，孔距0.5m，线装药密度350～550g/m。每一梯段开挖完成后，及时进行支护，岩面的喷护混凝土在开挖面暴露7天内完成，即采用边开挖边支护的方式进行施工。9.1.2.4支护每一梯段开挖完成后，及时进行支护，岩面的喷护混凝土在开挖面暴露7天内完成，待上一梯段开挖成型的坡面支护完成后，再进行下一梯段的爆破作业。即采用边开挖边支护的方式进行施工。9.1.3明挖及支护施工方法9.1.3.1土方开挖（1）施工工艺施工工艺流程见图9-1。图9-1土方明挖施工工艺流程图（2）开挖方法1）测量放样：利用莱卡TCR402型全站仪，花杆与卷尺相结合，实地放样开施工准备测量放线液压反铲挖装人工配合反铲修整边坡自卸车运至渣场验收、转入下道工序黔中灌区水利枢纽一期工程水源枢纽工程施工投标文件--5--挖坡口线，打桩并用白灰线标识，将成果报监理工程师批准后进行施工。2）截水沟施工：在土方开挖前，在距开挖开口线外3～5m范围内开挖修筑截水沟，拦截坡顶以上的来水，避免对开挖的坡面造成冲刷。3）植被清理：开挖前清理开挖区域内的杂草、树根、垃圾、废渣等，清表同土方开挖施工同步进行。清理由人工配合2.0m3液压反铲与220HP推土机进行。清理区域延伸至施工图纸所示最大开挖边线外侧至少2m的距离。地形坡度较陡部位，清理范围按监理工程师的要求实施。4）边坡开挖按照测量放样的开口线自上而下分层进行，层高4～5m。同一层面开挖施工按照“先土方开挖，后石方开挖，再边坡支护”的顺序进行，使开挖面同步下降。对堆积层中的大孤石，则采用手风钻浅孔、小炮清除。施工中开挖层面保持里高外低，以利排水和出渣。5）反铲开挖时，坡面及马道均预留20～30cm的保护层，由人工挂线、铁锹配合十字镐削坡成型，边坡坡比用全站仪及坡尺控制。6）开挖成型的边坡，须及时按设计要求进行支护，每一级马道以上的坡面支护完成后，方可进行马道以下的坡面开挖。7）弃渣处理开挖的弃渣，对自卸汽车能到达的部位，则直接装车，对自卸汽车不能到到的部位则由220HP推土机推运至自卸汽车能达到的部位，再装车外运。弃渣均采用2.0m3液压反铲挖装，20t自卸汽车运至弃渣场，220推土机及时整平。引渠段及竖井开挖弃渣运至1号弃渣场，其中引渠段运距700m，竖井运距1650m，出口弃渣运至2号弃渣场，运距1990m。8）边坡稳定与安全应急措施在整个施工期安排专人进行安全观测、监测，开挖过程中，如出现裂缝和滑动迹象，立即暂停施工并采取应急抢救措施，使危害减到最小程度，并及时通知监理工程师。必要时，按照监理工程师的指示设置观测点，及时观测边坡变化情况并做好记录。对于浅表性滑动面，采用液压反铲削除滑动体，降低滑动体高度。9.1.3.2石方明挖黔中灌区水利枢纽一期工程水源枢纽工程施工投标文件--6--（1）施工流程开挖施工流程见图9-2。（2）现场爆破试验与钻爆参数确定1）现场爆破试验：为了确保开挖质量，加快施工进度，在开挖前期和整个开挖过程中，将持续进行现场爆破试验和爆破监测，通过现场试验和监测，确定并及时调整各种爆破参数和爆破效果的有关数据，不断优化爆破设计，改进施工方法和安全防护措施。为了加强此项工作，将专门选派专业技术人员和技术工人组成爆破试验监测组。试验时间、地点结合开挖施工进度选定。溢洪洞石方开挖施工中，通过爆破试验，研究和解决优质高效、安全可靠的爆破技术问题；并通过改变孔径、孔深、孔排距、装药结构、起爆网络等参数进行比较，不断优化钻爆参数指导石方开挖施工，使石方开挖满足质量及进度要求。连线检查、警戒施工准备测量放线钻孔起爆反铲装车边坡修规安全处理自卸车运渣验收转入下一循环作业层边坡支护爆破设计已获监理审批装药、连线黔中灌区水利枢纽一期工程水源枢纽工程施工投标文件--7--图9-2石方明挖施工流程图石方开挖的爆破试验必须满足下列要求：①试验必须得出合理的钻爆参数和起爆方式，以确保开挖的质量、安全和进度；②试验参数除根据直观的爆破效果判断是否合理之外，还必须符合爆破破坏范围试验和爆破地震效应试验结果进行综合分析确定；③试验所用的观测方式、仪器设备以及分析计算方法、经验公式等，都必须是在我国水电工程爆破试验中采用过的和比较成熟的。④钻爆控制技术试验：选择合理的爆破参数。⑤爆破工程师按地形地质条件，做出爆破设计，报监理和业主审批后，组织实施，爆破工程师现场检查，各种钻爆参数合格后联网。⑥爆破后，爆破工程师现场检查爆破效果。为正式的钻爆是否修正爆破参数提供依据。2）钻爆参数确定：依据本工程地质情况，初步拟定泄洪放空洞石方明挖爆破参数，详见表9-2、9-3、9-4。最终的爆破参数通过上述的爆破试验方法确定。表9-2梯段爆破初拟参数表（梯段高度10m）序号分项名称符号单位数值说明1梯段高度Hm102孔径Dmm89LM-500C钻机3孔距am3.24排距bm2.45钻孔深度m106钻孔倾角θ90º7装药直径dmm898装药长度L1m7.59填塞长度L2m2.510空气层长度Lam011炮孔临近系数1.3312炸药单耗qkg/m30.45～0.5513单孔装药量Qkg64.0514缓冲孔径Dmm76钻孔倾角θ°90黔中灌区水利枢纽一期工程水源枢纽工程施工投标文件--8--孔孔深m3.0～7.0孔距a2.0～3.0孔排距b距梯段孔2.4m，距预裂孔1.8m。装药直径dmm76填塞长度L2m0.5～2.0空气层长度Lam0.5～1.0装药长度Lm4.5～6.5单孔装药量QHkg12.9～32.415孔排数n1个现场确定16孔数n2个现场确定17装药结构耦合连续装药表9-3预裂爆破参数表（台阶高度10m）序号分项名称符号单位数值说明1孔深Lm13.0H=10m，1：0.752孔径Dmm76100B钻机钻孔倾角θ53.1º3药卷直径dmm324不偶合系数ξ2.3755孔距am0.86线装药量Δg/m5007填塞长度L2m1.08顶部线装药量Δg/m3009底部线装药量Δg/m1800表9-4水平预裂爆破参数表序号分项名称符号单位数值说明1孔深Lm2（3）2孔径Dmm42YT-28手风钻3药卷直径dmm3