坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡开挖支护施工方案

1坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡开挖支护施工方案1、概述1.1工程概况坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸边坡最大开挖高度约为273m，岩质坚硬，断层不发育，主要为强、弱卸荷岩体，大部分为微新岩体，边坡结构为横向坡，弱卸荷带岩体质量级别主要为Ⅱ2级，强卸荷带岩体质量级别主要为Ⅲ2～Ⅳ1，部分为Ⅳ1～Ⅳ2级，边坡不存在整体稳定问题，局部稳定问题主要为块体稳定问题。坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡，一般每30m设置3~9m宽的马道，每级边坡中间设一道宽0.5m的台坎，开挖坡比一般为1:0.1～1:0.3。1.2主要施工依据（1）《金沙江乌东德水电站大坝土建及金属结构安装工程招、投标文件》（合同编号：WWD/0266）；（2）坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸开挖支护图（1/11~11/11）（139E65-SDT-06-17~27）；（3）《乌东德水电站大坝、水垫塘及二道坝基础与边坡开挖施工技术要求》（长乌设施(技一)通字[2014]第18号）；（4）引用的主要标准和规程、规范（但不限于）：①《水电水利工程边坡施工技术规范》（DL/T5255-2010）；②《水利水电工程锚喷支护技术规范》(SL377-2007)；③《爆破安全规程》（GB6722-2011）。1.3主要施工项目和工程量1.3.1主要施工项目坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡主要施工项目：石方明挖、喷锚支护、锚索、排水孔、混凝土浇筑（马道找平混凝土）等。21.3.2主要工程量水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡施工主要工程量见表1-1。表1-1主要工程量表项目规格单位数量石方明挖万m362.06挂网喷喷混凝土C25，厚12cmm38079钢筋网φ6.5mm，@15m×15cm或@20cm×20cmt192.4素喷混凝土C25，厚10cmm3/混凝土C25（二），马道找平混凝土，厚12cmm3382预应力锚索2000KN级，L=30m，无粘结束3741000KN级，L=30m，无粘结束242锚桩①3C28钢筋，杆长L=12m，孔径130mm砂浆标号M25，外露20cm根292②3C28钢筋，杆长L=12m，孔径130mm砂浆标号M25，外露见大样根2522⑪4C36钢筋，杆长L=12m，孔径150mm砂浆标号M25，外露见大样根/砂浆锚杆③C36钢筋，杆长L=9m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露1.5m根2054④C32钢筋，杆长L=12m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露20cm根1074⑤C32钢筋，杆长L=12m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露60cm根1060⑥C32钢筋，杆长L=12m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露1.3m根335⑦C28钢筋，杆长L=9m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露20cm根4290⑧C28钢筋，杆长L=9m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露60cm根3370⑨C28钢筋，杆长L=9m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露1.1m根14393⑩C25钢筋，杆长L=9m，孔径76mm，砂浆标号M25，外露1m根1742排水孔○A岩石钻孔φ76，孔深L=4mm15340○B岩石钻孔φ76，孔深L=9mm10575孔内保护○AMY50塑料盲沟外裹滤布m5113○BMY80塑料盲沟外裹滤布m35252、施工总布置2.1施工通道布置（1）施工通道右岸水垫塘、二道坝及下游护岸边坡高陡，布置明线道路困难，结合现场地形地质情况，通过新增的K-5#A支洞、右岸设计原有右水边1#施工支洞及右岸地下电站区域内已形成的PD58尾调室通气洞、右岸主变通风平洞、右岸2-1通风平洞共5条施工支洞，作为施工设备进入工作面的通道。施工支洞按照高差30～45m/层布置，具体如下：1）K-5#A支洞该支洞主要用于右岸水垫塘边坡高程975～945m开挖支护施工。起点位于右岸K-5#隧道，底板高程约为930m，终点位于高程945m工程边坡面，底板高程945m；轴线长度为137.11m，纵向最大坡比为10.94%；净断面尺寸为4.5m×5.2m。2）右水边1#施工支洞该支洞主要用于右岸水垫塘边坡高程907.5～870m开挖支护施工。起点位于右岸890灌浆平洞，底板高程约为890m，终点位于高程907.5m工程边坡；轴线长度为134.57m，纵向最大坡比为11.54%；净断面尺寸为4.5m×5.2m。3）PD58尾调室通气洞该通气洞主要用于右岸水垫塘边坡高程870～855m开挖支护施工。起点位于右岸地下电站顶层排水廊道相接处，底板高程约为868.25m，终点位于高程868.25m工程边坡面，净断面尺寸为4.5m×5.2m。44）右岸主变室通风竖井顶部通风平洞该平洞主要用于右岸水垫塘边坡高程870～855m开挖支护施工。起点位于右岸地下电站顶层排水廊道相接处，底板高程约为870.00m，终点位于高程870.00m工程边坡面，净断面尺寸为7.0m×6.0m。5）右岸2-1通风平洞该平洞主要用于右岸水垫塘边坡高程855～825m开挖支护施工。起点位于右岸地下电站顶层排水廊道相接处，底板高程约为855.00m，终点位于高程855.00m工程边坡面，净断面尺寸为8.0m×7.0m。其中右岸K-5#A支洞行走路线为（右岸高线2#道路→右岸945灌浆廊道→右岸K-5#支洞→右岸K-5#A支洞）；右水边1#施工支洞行走路线为（右岸低线6-2#隧洞→右岸890灌浆平洞→右水边1#施工支洞）；PD58尾调室通气洞、右岸主变室通风竖井顶部通风平洞、右岸2-1通风平洞行走路线均为（右岸低线6-2#隧洞→右岸尾调交通洞→右岸顶层排水廊道→各施工支洞）；同时单行道的K-5#A支洞每隔50～100m需设置一会车道，以方便交通。新增支洞特性见表2-1，主要工程量见表2-2。表2-1新增施工支洞特性表名称起止部位起止高程（m）长度（m）最大纵坡（%）断面尺（宽×高）（m）主要用途K-5#A隧道K-5#隧道930～945137.1110.944.5×5.2高程945～907.5m开挖支护施工表2-2施工支洞增加工程量表编号工程项目单位工程量备注1石方洞挖m334023新增支洞2喷砼C20，厚10cmm316423系统锚杆C22，L=3m根98194挂网φ6.5@20cm×20cmt43注：上表工程量是以Ⅲ类围岩计算。水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡施工通道布置详见附图1。（2）辅助施工通道5主要利用勘探路作为人行通道。右岸缆机平台下游侧结构边坡马道贴坡混凝土完成后，外侧设置1.2m高的防护栏杆，马道和勘探路设梯道连接，勘探路需进行清理，临江侧设临时防护栏杆。缓坡区域根据地形地貌情况修筑人行小道，并在道路外侧设置钢管栏杆进行防护。下游侧天然边坡和勘探路之间用钢管爬梯连接，方便施工人员通行。从右岸高线2-2隧道出口修筑一条主路至Y2区990m勘探路，低线6-2隧道出口上游搭设钢爬梯至880m勘探路，负责施工所需材料转运。（3）材料吊装利用一台25T汽车吊结合各高程段施工支洞洞口及右岸坝顶高程987.65m平台吊运支护施工材料至下层各级宽马道处，然后通过人工水平转运至各施工部位。2.2风、水、电布置2.2.1施工支洞风、水、电（1）供风系统供风主要为满足钻爆和锚喷支护需要。施工支洞供风由作业处自行布置一台20m3/min电动空压机，接A50橡胶软管至作业面。（2）供排水供水：施工用水项目主要是洞内喷锚支护、洒水降尘及钻孔，施工支洞供水采用从K-5支洞系统供水管接引至工作面。排水：由于K-5#A施工支洞为逆坡，排水主要靠其分别自流K-5支洞排水沟。（3）供电与照明施工用电可儿从K-5支洞现有变压器接三相185铝线至作业面施工支洞开挖支护用电主要是空压机与照明用电。照明采用单侧敷设照明线，∠40角钢加工做支架，每个支架上安装5个蝴蝶瓶固定电源线，每个灯（15WLED灯）间距为5米。（4）通风在施工支洞进洞口各布置1台SFDZ-I-No.11轴流风机，接φ0.6m风筒进行6压入式正压通风。2.2.2工程边坡风、水、电（1）供风：施工用风主要为开挖及支护用风。结合大坝标开挖阶段整体供风规划，采用集中供风。利用布置于右岸坝肩▽987.65m平台的2#空压站（Ⅰ期）进行坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡开挖支护供风，总供风量720m3/min。具体布置详见《大坝土建及金属结构安装工程供风规划方案》（WDD/DB/技[2014]-034）。（2）供水：施工用水主要为钻孔、支护及降尘用水。就近从坝肩DN300主供水管接DN100钢管至开挖工作面。具体布置详见《大坝土建及金属结构安装工程开挖支护期间施工供水规划布置方案》（WDD/DB/技[2014]-032）。（3）供电：施工用电主要为空压机及开挖支护设备用电。利用布置于下游围堰右岸的4#配电所（总容量1250KVA）满足施工用电。（4）照明：采用固定照明与移动照明相结合的方式，固定照明采用高压镝灯,在开挖区布置两座照明灯塔，灯塔装设2～3个2000W可自由调整照明范围的投光灯。移动照明采用2盏LED灯（500W），根据现场情况设置，可进行调整。2.3渣场按照招投标文件，金沙江乌东德水电站大坝土建及金属结构安装工程开挖弃渣料堆存地为坝址上游左岸鲹鱼河滩地弃渣场。鲹鱼河弃渣场启动前，弃渣拟弃在阴地沟渣场或者监理工程师指定位置。3、施工规划及程序3.1施工分层、分区（1）分层由于坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡开挖厚度较窄，不具备采取快速开挖支护的条件。按照自上而下分层进行，每台阶高度一般为15m，预裂一次到位，一次爆破，15m梯段一次出渣。开挖分层详见附图2。（2）分区7同一级设计永久边坡沿马道外边线方向一般按每60m～70m范围为1个区，不分前后区。3.2开挖支护施工程序（1）总体施工程序边坡自上而下开挖支护，严格按照“一次预裂，一次爆破，一次出渣，随层支护，系统跟进”的原则进行。施工总程序见下图3-1。说明：框图中“施工准备”包括资源、材料准备、原始地形测量及开挖范围放线等。（2）开挖高15m边坡施工程序边坡开挖和支护流水作业。根据设计图纸，坝后水垫塘、二道坝及下游护岸右岸高程825m以上边坡既设有挂网钢筋、喷射混凝土、安装锚杆等浅层支护方式，又设有锚索深层支护方式，且均在排架上进行作业。开挖主要采用100B快速钻机造预裂孔，CM358造爆破孔及缓冲孔。4、土石方施工方法4.1施工支洞开挖4.1.1开挖工艺流程施工支洞净断面为4.5m×5.2m（宽×高），开挖施工采取全断面爆破方式掘进，中部直孔掏槽，周边光爆成型。同时为方便转弯，施工支洞内设置错车道。施工准备预裂爆破一次出渣完毕下一级马道排架搭设（锚喷支护）图3-1土石方开挖支护总程序框图锚索施工测量放样8开挖支护施工方法见附图3；错车道具体结构详见附图4。支洞施工工艺流程见下图4-1。4.1.2爆破开挖施工方法（1）测量放样:导线控制网测量采用全站仪进行，施工测量采用红外光电测距仪配水准仪进行。测量作业由专业人员实施，每个循环钻孔前进行设计规格线测量放样，并检查上一循环超欠挖情况，检测结果及时向现场施工技术人员进行交底；断面测量滞后开挖面10～15m，按照10m左右间距在洞壁及顶拱设桩号标记。放样内容为：隧洞中心线和顶拱中心线、底板高程、掌子面桩号（每隔5m在隧洞内侧打一条桩号线）、设计轮廓线、两侧腰线或腰线平行线、并按钻爆图破设计要求在掌子面放出周边轮廓炮孔孔位。（2）钻孔爆破施工：周边轮廓采用光面爆破，全断面开挖，在自制钻爆作业平台上，利用YT-28气腿钻造孔，钻孔孔径42mm，中部采用中空直眼孔掏槽，掏槽孔比其它爆破孔深40cm。洞内装药作业主要在可移动的钻爆作业平台上进行，爆破孔使用φ32乳化药卷，周边光爆孔使用φ25光爆药卷，非电毫秒雷管分段微差起爆。在钻孔工序开始时，按照爆破设计要求提前将炮孔堵塞物加工成型（把沙灌入塑料袋并绑扎好），准备好各种规格药卷以及各种段别雷管