进／出水口开挖施工措施

中国安能建设总公司桐柏工程指挥所上水库进／出水口开挖支护施工技术措施1桐柏抽水蓄能电站上水库进／出水口开挖支护施工技术措施1．工程概况1.1工程项目桐柏抽水蓄能电站上库进／出水口位于桐柏水电站水库西岸，大坝右侧。高程395m以下由我部施工。土石方开挖包括360余米长明渠，和47米长1#、2#进／出水口扩散段及23.5m长部分拦污栅段。上水库进/出水口开挖支护包括进水口明渠段、扩散段，支护施工主要包括：进/出口明挖边坡的锚杆、挂网喷混凝土、素喷混凝土；其主要特性及工程量见下表。主要特性及工程量表工程项目建筑物尺寸开挖工程量进水口明渠段轴线长×最小底板宽=361.68×77.2m约72万M3(招标文件提供)扩散段及拦污栅段长70.5m支护项目单位数量备注锚杆Φ25，L=4.5m根494招标文件提供锚杆Φ25，L=8.1m根494锚杆Φ30，L=6.8m根666底板锚筋Φ28，L=4.5m根1125喷C20混凝土厚10cmm36101其余边坡的支护要求为：挂钢筋网喷C20混凝土厚10cm或喷C20混凝土厚10cm。1.2上水库进/出水口工程地质条件开挖施工区自然地形平缓，约5°～20°，地面高程▽395～▽375m。最大垂直开挖高度约38m，位于进／出水口扩散段引0+047桩号。明渠开挖底高程▽370～▽359.7m，底宽77.2～98m，两侧边坡为1：1。1#、2#进／出水口开挖底高程▽358.5m，扩散段开挖矩形断面，直立边坡高17.2m，宽由9.4m渐变为29.2m，两个进／出水口间保留高17.2m宽18.8m（引0+000）～57.4m（引0+047）岩墩。开挖区位于桐柏水电站水库水位以下。施工区地质表层为水库淤积层和覆盖层，下伏凝灰岩和中细粒花岗岩，全风化层厚0～8m，明渠段大部分为全强风化。中国安能建设总公司桐柏工程指挥所上水库进／出水口开挖支护施工技术措施2土石方开挖总量72万余立米，其中土方及淤泥14.3万m3,石方58.6万m3。2．施工措施编制依据2.1《水工建筑物岩石基础开挖施工技术规范》（SL47-94）2.2《锚杆喷射砼支护技术规范》（GB50086-2001）2.3华东勘测设计研究院：《上库进/出水口开挖支护图（1/4～4/4）》、《上库进/出水口工程地质纵剖面图》（HX22B-3D2-9）2.4桐柏抽水蓄能电站招标文件（TBP/C2）3．开挖支护施工要点3.1开挖区位于桐柏水库中，开挖施工须待上库进／出水口围堰完成闭气，堰内基坑排水后方可施工。3.2开挖石料用于上水库进／出水口围堰填筑和大坝坝体填筑,石方爆破粒径应满足上述工程填筑要求。3.3施工道路布置应与大坝加固和进／出水口围堰相衔接。其开挖强度和大坝加固、围堰填筑相适应。3.4锚喷支护：锚杆孔深3m，用手风钻钻孔；锚杆孔深3m，用气腿式钻孔；喷砼采用搭脚手架自上而下作业；锚杆采用先注浆后插杆的方法。4．开挖支护施工原则4.1在保证安全和质量的前提下，自上而下分区分层分块施工。4.2边坡建基面采用预裂、预留保护层光石爆破成型。土质边坡人工修坡。4.3开挖施工过程中，根据地质条件和爆破效果，优化钻爆参数，以满足填筑料的技术要求。4.4石碴料用于大坝和围堰填筑，钻爆前，覆盖层、全风化、强风化上限应清除。5．施工方法5.1开挖施工方法覆盖层、淤积层、全风化、强风化上层采用推土机积碴，1.0m3反铲挖装，汽车运至弃渣场。岩石采用钻孔爆破法后由挖土机挖装，自卸车运至围堰和大坝填筑。钻孔爆破根据岩石厚度：5m，一般采用手风钻，钻爆梯度高；5m采用阿特拉斯钻机钻爆。根据地质地形条件，其施工方法具体如下：5.1.1植被清理中国安能建设总公司桐柏工程指挥所上水库进／出水口开挖支护施工技术措施3按合同文件及施工图纸要求，首先测量放出开口线，然后采用人工清除开口线外侧3m范围内的植被，成材林木运至监理人指定的地点堆放，其他杂物则根据招标文件的要求，运至指定的地点焚烧、掩埋。5.1.2表土剥离采用D155型推土机从高处往低处剥离表土，坡顶较陡的采用反铲分台阶剥离，剥离深度视实际现场情况而定，完全剥除表层腐殖土即可，渣料用1.0m3反铲挖装，15～20t自卸车运至指定上库弃碴渣场堆放，运距约1.7Km。堆渣场按招标文件中环境保护和水土保持的要求，保持渣土的稳定，防止被冲刷流失，污染环境。5.1.3土方明挖自上而下分层进行，分层梯段高度按设计要求，一般为13～15m，如遇有马道的部位，则按设计图纸的要求进行施工，并按图纸要求做好排水沟的开挖；采用1.0m3反铲直接挖装，15～20t自卸车运渣，弃碴至上库弃碴渣场堆放，运距约1.7Km。5.1.4石方明挖（梯段开挖）自上而下分层进行，分层梯段高度按设计要求，一般为5～10m，拟采用阿特拉斯潜孔钻爆开挖，采用深孔松动爆破，孔深10.0m左右（根据部位的不同，采取不同的孔深），D80推土机集渣，1.0m3液压反铲和3.0m3装载机装渣，15～20t自卸车运渣，碴料运至上库主副坝填筑区，运距约1Km。5.1.5边坡保护层开挖边坡坡比按设计图纸要求进行修坡处理，主要有三种边坡坡比：1:0.5、1:2.0、1:1.0和1:0.4。土质边坡，先用1.0m3液压反铲扒坡，预留0.3～0.5m厚边坡保护层，用人工削整成型。岩石边坡，梯段开挖时，1：2边坡保护层预留约1.5m厚的边坡保护层，用手风钻钻孔，采用光面爆破成型。左右两侧1：1边坡一般采用预裂爆破成型。岩石梯度小于5m采用手风钻光爆；1＃、2＃进／出水口（引0+000～0+047）▽375.7～▽359.7直立边坡，采用预裂爆破成型。用D155推土机集渣，1.0m3液压反铲和3.0m3装载机装渣，15～20t自卸车运渣。碴料运至上库主副坝填筑区，运距约1Km；或运至上库弃碴渣场堆放，运距约1.7Km。5.1.6水平建基面开挖中国安能建设总公司桐柏工程指挥所上水库进／出水口开挖支护施工技术措施4即底板建基面开挖。土质建基面，梯段开挖时预留0.2～0.3m厚的垂直保护层，用人工铲土、找平成型。岩石建基面，梯段开挖时预留1.5m的垂直保护层，用手风钻钻水平孔，采用水平预裂或光爆法爆破成型；D80推土机集渣，1.0m3液压反铲和3.0m3装载机挖渣，15～20t自卸车运渣。碴料运至上库主副坝填筑区，运距约1Km；或弃碴至上库弃碴渣场堆放，运距约1.7Km。5.1.7沟槽开挖：土质沟槽，采用小型挖土工具，如土镐、锨、锄等，人工开挖。坚石沟槽，则采用手风钻钻孔，预裂或光爆法爆破成型；1.0m3液压反铲和3.0m3装载机装渣，15t自卸车运渣。弃碴至上库弃碴渣场堆放，运距约1.7Km。5.1.8边坡临时防护边坡开挖开口线外，设置截水沟和挡水子堰排水。雨季施工，土质边坡成型后，对未支护的边坡应用塑料布覆盖，防止雨水冲刷边坡和侵蚀地基土壤。5.1.9基坑泥浆采用泥浆泵排除(具体参见清淤施工方案)。5.2喷锚施工方法在综合考虑该工程的施工特点及现有设备状况的基础上，为确保锚杆灌浆质量，对于明挖边坡及洞内顶拱以下部分的普通砂浆锚杆，拟采取“先注浆后安装锚杆”的施工工艺。锚杆孔采用手风钻造孔，注浆机注浆，人工安装锚杆及挂钢筋网；用强制式拌和机拌料，人工操作混凝土喷射头螺旋式移动，进行喷混凝土。对于直径25mm的锚杆，采用钻头直径为φ45mm，对于φ28\φ30的锚杆钻头直径定为φ50。排水孔施工采用阿特拉斯钻机造孔，排水管安装及固定后，对排水管孔孔口进行保护，待喷混凝土施工结束后，去除孔口保护物。5.2.1锚杆施工(1)明挖边坡的砂浆锚杆明挖边坡锚杆采用手风钻造孔，锚杆注浆施工采用隔膜式往复泵注浆，砂浆注浆应饱满，人工安装锚杆的施工方案。中国安能建设总公司桐柏工程指挥所上水库进／出水口开挖支护施工技术措施5锚杆造孔必须严格按照图纸组织施工，对于图纸未作明确规定的系统锚杆，其造孔轴线方向应垂直于开挖面，对于起局部加固作用的随机锚杆造孔轴线方向应尽量与可能滑动垂直，如难以达到，则应其与滑动面的夹角大于45゜。锚杆造孔深度必须达到实际要求，孔深偏差不大于50mm。为确保锚杆灌浆质量，注浆的水泥砂浆配合比必须经过试验确定的符合设计要求的配合比。孔内注满浆后应立即插杆。锚杆注浆后，在砂浆凝固前，严禁敲击、碰撞和拉拔锚杆。(2)进/出水口底板锚筋采用手风钻造孔，锚杆注浆施工采用隔膜式往复泵注浆，砂浆注浆应饱满，人工安装锚杆的施工方案。(3)随机锚杆采用手风钻造孔，注水泥砂浆或锚固剂锚固。(4)砂浆锚杆施工步骤及要求①施工准备：施工准备内容包括：位置测量、机具安装、材料准备、水电准备，锚杆施工组织设计和验证性计划报送、审批等。A、施工放样：按照设计图纸测量放样，设置明显、牢固的标志。锚杆布孔时，用测量仪准确放出主要控制点，用钢卷尺放样布孔，孔位误差不得大于10cm。B、机具安装调式：明挖边坡砂浆锚杆的施工设备由手风钻、空压机、砂浆泵及输浆管路等组成，并配备压力表、配电装置和压力胶管、压力胶管快速接头等设备；洞内砂浆锚杆施工则采用自制台车。C、材料和水电准备：锚杆施工设备就位后，空压机所用油料及灌浆所用的水泥、砂等材料应及时就位，供电系统、供水系统、灌浆系统等进行调试，查看输浆管路和供水水路是否通畅。②锚杆造孔：锚杆布孔后，用手风钻造孔，气腿的支承可增强手风钻的稳定性，确保垂直孔孔轴线符合设计要求；斜孔造孔时搭设钻孔平台支承手风钻，保证造孔角度。洞内手风钻造孔时，应检查造孔方向及深度是否符合设计要求。③锚杆灌浆：中国安能建设总公司桐柏工程指挥所上水库进／出水口开挖支护施工技术措施6用高压风对锚杆孔进行冲孔，把岩粉等杂物吹出孔外，保证水泥砂浆与锚杆孔壁粘结牢固。作业开始（或中途停止时间超过30min）时，用水灰比为0.6的纯水泥浆润滑注浆罐及其管路。严格按照试验确定的水泥砂浆配合比拌浆。水泥砂浆各种材料准确称量，掺加外加剂必须经过室内和现场试验确定满足设计要求，并经监理批准后才准许施工。拌制砂浆时，严格遵守搅拌时间，保证水泥砂浆搅拌均匀；灌浆时严格遵守砂浆泵的操作规程，保证灌浆压力和灌浆量，确保灌浆的质量及灌浆操作人员的安全。④锚杆安装：锚杆安装时应保证锚杆尽量在锚杆的正中位置，使锚杆周围充分包裹足够厚度的水泥砂浆。锚杆插入孔中后用铁锤轻敲，保证锚杆插入足够的深度，对锚杆露出岩面的长度加以控制，不得大于喷混凝土的厚度或设计要求的长度。锚杆安装后注意保护，在砂浆达到足够强度前，不得与任何物体相撞。5.2.2钢筋网施工方法根据标书有关规定以及国家颁布的有关施工规范，严格按照施工图纸进行钢筋网施工。为保证钢筋网与基岩之间保持足够的距离，拟采用10cm×10cm×4cm混凝土预制垫块，垫块按2m×2m布设，平整度较差的部位，适当加密垫块。(1)主要施工程序：根据测量数据确定钢筋网铺设边界，钢筋网沿开挖面铺设，控制钢筋网距岩面的距离不小于3cm，用批准的垫块撑垫，锚杆外露端和钢筋网用焊接法连接。发现脱落的喷层或大量回弹物被钢筋“架住”时，及时清除，不得包裹在喷层内。喷射混凝土必须填满钢筋与岩面之间的空隙，并与钢筋粘结良好。(2)焊接钢筋网与砂浆锚杆用电焊焊接牢固，钢筋网焊接的搭接长度或绑扎长度符合规范及设计要求。挂网锚杆严格按照施工图纸组织施工。经验收后，进行喷混凝土施工。5.2.3喷混凝土施工方法喷混凝土采用“湿喷法”施工工艺。明挖边坡喷混凝土按照梯段划分，随开挖的进展自上而下的进行施工。喷混凝土所用的各种材料必须符合设计要求。喷混凝土的配合比应通过室内试验和现场试验确定，并符合施工图纸要求，确保喷层性能。(1)喷混凝土施工工序中国安能建设总公司桐柏工程指挥所上水库进／出水口开挖支护施工技术措施7上一循环开挖结束→危岩清理→地质编录→基础验收→（锚杆施工）→（挂钢筋网）→组立侧模、仓号清理→开仓验收→喷混凝土→收仓→下一仓号循环(2)喷混凝土施工步骤喷射混凝土采用“湿喷法”，施工工艺如下图。①施工准备施工准备内容包括：桩号测量、机具安装、材料准备、水电准备，报送详细喷混凝土施工组织设计和验证性计划，经监理工程师审