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-80-导流泄放洞施工1概述1.1工程概况导流泄放洞位于大坝右岸，施工期间作导流用，下闸蓄水后改建为永久泄放洞。导流泄放洞主要组成部分有进水口、有压洞、检修闸门竖井、出水口消能工等，全长约545m。导流泄放洞进水口位于右坝头上游约270m处，底板高程90.5m，出水口位于右坝头下游210m，底板高程77.5m。进口明渠长90m左右，中设拦砂石混凝土叠梁及集碴坑，明渠后接为喇叭型进水口，顶板为1/4椭圆，进水口段长12.8m，其中渐变段长8m。洞身段长520.28m，纵坡1.623%，桩号0+000.0～0+456.58m为圆形断面，钢筋混凝土衬砌厚度0.5m，衬砌后洞径为4.8m；0+456.58～0+520.28m分两期建成，第一期采用城门洞型混凝土衬砌，衬砌厚度0.5m，衬砌后导流泄放洞尺寸为5.3×4.8m（高×宽），待导流期结束后再进行钢衬安装和第二期混凝土浇筑，衬砌后为圆形断面，直径3.6m。检修闸门竖井位于桩号0+304.16处，底高程86.0m，井深64.5m，钢筋混凝土衬砌。1.2工程地质导流泄放洞处基岩为白垩系上统沉积岩，下部为宽约7m的粉砂质夹沉凝灰岩，岩性较软弱；上部为厚层状砾岩夹含砾粉砂岩，岩石强度较高，完整性好，风化带下限埋深10～25m。导流泄放洞沿线全程围岩均为微风化厚层状砾岩夹含砾粉砂岩，岩石较新鲜，断层、节理不发育，岩层总体产状为SN～N40°W，W～SW∠30°～40°，层理走向与洞线交角小。隧洞沿线地下水位高程110～140m，隧洞在地下水位以下，围岩透水性微弱，成洞条件良好，全洞上覆围岩厚在30m以上。导流洞出口明渠下游段，位于泥质粉砂岩之上，抗冲刷能力差。1.3主要工程量-81-项目工程量备注土石方开挖土方明挖10312m3不包括集石坑开挖702m3石方明挖78216m3平洞洞挖19028m3竖井洞挖3484m3石方填筑石碴回填2393m3抛块石2313m3块径≥50cm开挖支护锚杆φ25，L=4.1m619根隧洞550根闸门井69根φ28，L=5.1m1761根进口边坡513根出口工作门901根消能工段347根灌浆工程固结灌浆5975m回填灌浆3950m2接触灌浆286m2混凝土填筑及衬砌工程进水渠C25326m3拦砂坎叠梁C2569m3井前隧洞衬砌C252040m3井后隧洞衬砌C254080m3闸门井C252498m3工作门段C25600m3消能工段C257848m3消能工段C40掺钢纤维1697m3掺量：60～80kg/m3隧洞二期C202089m3工作门段二期C30500m3导流后修复C25～C304258m3按原计划20%-82-序号项目2001年200220054567891011121234567891011121234567891施工准备、围堰2进水口明挖3进水口侧洞挖4出水口明挖5出水口侧洞挖6竖井开挖７开挖支护锚喷8平洞灌浆9竖井灌浆10进水渠混凝土11平洞衬砌12竖井混凝土13工作门段一期14消能工段混凝土15石碴回填16抛块石17隧洞二期混凝土18工作门段二期19拦砂坎叠梁20导流后修复注：表中第17、18、20项为导流泄放洞改建工程项目。-83-2导流泄放洞围堰导流泄洪洞施工经历2001年汛期，为保证开挖和混凝土工程干地施工条件，在进水口修建临时挡水围堰一座。导流洞建筑物等级为Ⅳ级，故施工围堰为Ⅴ级，设计挡水标准五年一遇（Q=95m3/s），推算可知河床泄流上游水位93.0m以下，设计围堰顶高程93.5m。围堰对进水口呈半包形，明渠处，围堰底高程90.5m堰基为基岩，堰高3.0m，迎水面边坡1：0.8，背水面边坡1：0.6，堰顶宽3.0m，底宽7.2m，围堰结构形式为草包围堰，施工面仅为明渠和南侧延伸部分。明渠外堰底高程92.0m~93.5m，围堰总长约30m，填筑草包450方。填筑料均来自进水口明挖土方，人工装袋、堆填。汛期若遇超标洪水，可适当加高围堰。大坝围堰截流前，采用PC-400反铲挖掘机拆除导流泄放洞进水口的施工围堰，由15t自卸车运至下库弃碴场。3导流泄放洞开挖、锚喷3.1开挖施工布置1.施工道路天桐线改建公路末段已至下库施工区，自此修筑约700m临时公路至导流泄放洞出口，再接建约550m临时公路至导流泄放洞进口处。按照进度计划，进点后立即进行该道路修建，并在2001年4月中旬前完成。2.开挖供风进水口明挖采用三台17m3/min移动式压风机供风，后期洞挖施工只需配备一台17m3/min移动式压风机即可满足。出水口明挖前期，钻孔由二台17m3/min移动式压风机供风，待进水口明挖完工后可转二台至出水口供潜孔钻需要，洞挖时，留下一台进行供风。整个开挖期共配备17m3/min移动式压风机五台。3.洞内除尘供风通风排烟，出水口工作面采用压入式机械通风，布置一台kJ系列30kw-84-轴流通风机，洞内配φ600橡胶风管；进水口工作面，因洞身较长，为缩短排烟时间采用混合式机械通风，布置二台30kw轴流通风机，压入通风管为φ600橡胶风管，吸出通风管为φ600金属管。风管采用悬挂式，风管端部距开挖面15m左右，施工中采用喷雾降尘，出碴过程中，洒水增加除尘效果。4.施工供水施工供水，取自1#施工支洞顶高位水池，由φ50mm水管直接接至进出口工作面，各工序供水再接软管。导流泄放洞施工期，总供水量约为4.0L/s。5.施工供电及照明施工供电从下库施工中心变电所系统变压器直接引至进出水口，每个工作面各安装一台漏电保护器。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。6.洞内排水进水口侧洞挖沿程每40～50m设置集水井，用QY-5潜水泵接力排至洞口沉淀池；出水口侧洞挖底坡1.623%，废水基本自流排出，然后引至洞口沉淀池；沉淀后，由潜水泵排至百丈溪。7.出碴开挖出碴机械，采用2.3m3侧卸式装载机装车，15t自卸车运输出碴。进水口明挖石碴，除少部分用于场地、道路平整外，可利用料均运往水库下游中转料场作为上坝备料；出水口明挖石碴就近运往下游坝下中转料场。所有洞碴料均运往下游垫层料加工场，用于加工垫层料用。-85-3.2开挖施工程序施工程序见下框图3.3进、出水口明挖进出水口明挖同时进行，进出水口土方开挖1.03万方，石方明挖7.52万方，洞挖1.88万方。其中进水口明挖土方约3100方，石方约1.4万方，石方最大日开挖强度750m3，开挖土方弃碴堆于临时公路河床侧，开挖石碴经临时道路运至中转料场；出口开挖土方6300方左右，石方6.1万方左右，安排工期从5月初至8月中旬，最大日开挖强度为950m3。一、进场准备阶段进出口临设施工风水电施工道路开挖山坡剥离挖排水沟边坡安全处理二、洞外开挖阶段进出口明挖明挖光爆洞脸安全处理、喷锚支护三、洞内开挖阶段进口工作面0+000~0+456.58出口工作面0+456.58~0+520.28底部及周边修规底部及周边修规-86-进水口石方明挖分四层，开挖分层见图TBP/C1-07-01。即：110.9m以上为Ⅰ层，105.9~110.9m为Ⅱ层，97.9~105.9m为Ⅲ层，97.9m以下为Ⅳ层；出水口石方明挖开挖分层见图TBP/C1-07-02，分层厚度5m~13m。进场后，自上而下、由外向内，逐层开挖。出碴方法为由PC400反铲逐层翻碴至底层，由15t自卸车出碴，运往下游中转备料场，装车设备采用ZL-50装载机。土石方明挖非建基面各层均采用潜孔钻和手风钻结合，自上而下梯段爆破的施工方法；对于永久边坡或倾斜、垂直和水平的建基面，则按设计开挖线布置预裂孔，进行预裂爆破，并在生产性试验中不断验证与调整爆破参数，以确保预裂效果。明挖机械配备潜孔钻CLQ80A三台、手风钻12台。进水口潜孔钻二台用于大面积明挖，手风钻6台用于集碴坑开挖、小断面削坡开挖、修整等；前期出水口处安排6台YTP-26气腿式风钻、一台潜孔钻CLQ80A和一台T162C推土机用于山坡土方大面积剥离、开挖。后期，出水口石方明挖设备，根据进度安排，调用进水口开挖设备。预裂爆破参数拟定如下：1.孔径D=100mm2.孔距a=80~110cm3.最小抵抗线w=100~150cm4.药卷直径d≈23mm5.不偶合系数δ≈3.06.线装药密度590~640g/m梯段爆破参数拟定如下：1.钻孔机具CLQ80A型潜孔钻2.钻孔孔径D=100mm-87-3.梯段高度H=12~15m4.钻孔角度75°~90°5.第一排最小抵抗线W=(20~40)dd：表示药卷直径6.炮孔孔距a=2.0~3.0m7.炮孔排距d=1.6~2.1m8.前排孔装药量Q=K×H×W×aKg9.后排孔装药量Q=K×H×a×bKg10.单耗K=0.5~0.56Kg/m311．炮孔堵塞长度L=(0.7~1.0)Wm以上爆破参数均为初定值，以现场试验结果为准，并随时根据岩性变化作适当调整。3.4平洞开挖平洞开挖采用全断面方法掘进，搭设移动平台，由气腿式手风钻钻孔，光面爆破，2.3m3侧卸式装载机配15t自卸车出碴，洞碴运往中转料场，用于大坝围堰及坝体填筑。进水口侧圆形洞开挖从6月初至10月底，工期153天，一日两循环，日平均进尺4.4，开挖至桩号0+456.58，开挖洞型，洞径5.8m；出水口侧城门洞开挖从8月中旬至10月中旬，工期60天，一日一循环（出口附近段地质条件相对较差，开挖及时支护），日平均进尺2.0m，开挖洞型城门洞型尺寸为6.3×5.8m，10月底打通导流洞并完成洞底石碴清理工作。平洞开挖周边均采用光面爆破，圆形断面周边孔孔距不大于60cm，长方形断面周边孔孔距不大于80cm。非电毫秒导爆管系统微差分段起爆，平行孔直线掏槽，其它孔位按一般洞室开挖布孔，缓冲孔减弱装药。装药采用自制的装药台车。光面爆破有关参数-88-1.孔径D=42mm2.孔距a=42~63cm3.最小抵抗线W=50~80cm4.炮孔密集系数m=0.8~1.05.药卷直径d=22mm6.不偶合系数δ=1.3~1.67.线装药密度p=200~300g/m以上爆破参数均为初定值，需根据现场试验再作调整。导流泄放洞圆形洞身开挖全断面开挖作业循环时间表见下表，城门洞型断面开挖作业循环时间，可参照执行：全断面开挖作业循环时间图表序号项目工作量作业时间（min）循环时间（h）1234567891011121施工准备602钻孔230m3003装药85孔604爆破通风405清理撬挖306出碴58m31807其他50-89-3.5竖井开挖竖井150m高程平台以上开挖，剥离土层后浅孔爆破成型；高程150m以下部分先开挖直径7.2m圆直井与平洞相通，再扩挖闸室部分（方形截面，高程139~150m）。圆井段开挖先用LM-200反井钻打导井，再采用自上而下手风钻钻孔分段爆破扩挖，石碴经导井落至平洞底部后再用2.3m3侧卸式装载机配15t自卸车从平洞内经出水口出碴。扩挖采用光面爆破，一次钻孔深度为2m左右，单位炸药用量q=1.5Kg/m3，炮孔直径D=42mm，炮孔装药系数a=0.6，炮孔设3圈，第一圈孔距40cm，第二圈孔距70cm，第三圈孔距90cm。竖井开挖施工期从2001年11月1日至2001年1月31日，总计工期92天，井口平台高程150m以上部分明挖土石方约400方，最大开挖深度3.5m，平台开挖清理占用工期5天，圆直井深58.5m，反井钻打孔工期40天，扩挖工期23天。扩挖采用一日三循环，单循环进尺2.5m。闸室段扩挖修整工期17天，包括开挖后整理及平洞出碴段清理工期7天。3.6导流泄放洞锚喷施工隧洞开挖后，及时对地质情况较差地段，采取插打安全锚杆、锚喷支护。一、锚杆施工锚杆施工采用先注浆后插筋的施工方法，其施工工艺见下图，钻孔采用手风钻。孔眼定位钻孔检查孔眼并定位压注砂浆安装锚杆压风检查锚杆制备砂浆-90-二、喷混凝土施工喷射混凝土施工采用潮裹法施工，其流程见下图3.7导流泄放洞开挖支护施工机