引水隧洞富水溶洞段施工方案

****电站***标段引水隧洞富水溶洞段施工方案由我单位承建的*****电站*****标，于洞SD9+703处突遇富水溶洞地质,经我方多位专家现场对围岩,涌水量进行详细勘察,建议采取导洞眼镜法的施工方案,如期安全通过不良地质段。一.情况经过:1.20**年3月4日晚11:00～20**年9月14日,从里程SD9+458开始，延续到里程SD9+700处洞内涌水不断增大。表现为掌子面和后方支护成型段涌水很大，施工各工序干扰严重，效率大幅降底。2．20**年4月5日，为解决不断增大的涌水问题，经过专家多方研究决定，将抽水泵增加至6台。总功率达225kw，分五路D150排水管向外抽水，以解决大水淹没隧洞的问题（时间查排水方案）。3．20**年8月4日，当施工掘进SD9+703时，掌子面右侧突然坍塌（形似一片薄壳状岩体从右侧坍落），大约15m长×9m宽×10m高的空洞落出，涌水夹带泥沙，块石大量突涌出来，迅速从掌子面向外蔓延30m，形成斜坡大塌堆，涌水侧从坍堆各处不断涌出。4.20**年9月23日，当施工队在SD9+703搭设作业平台时，涌水夹带泥沙，块石大量突涌出来，迅速从掌子面向外蔓延60多米，形成斜坡大塌堆，涌水侧从坍堆各处不断涌出，导致施工难度增加，现场清渣量由监理现场计量。二．方案整体思路：1、扩大断面眼镜法方案，即从开挖支护总体考虑，将整体断面划分为四个区域，分别依次进行开挖和支护，预计采取先右边后左边，先上方后下方的施工顺序进行。临时支护与一期支护配合施工，最后一期支护成型后，将临时支护拆除。2、断面扩大，即隧道两侧各增扩0.25m，一方面解决施工期间的排水问题；另一方面解决隧道成型后的排水问题；其次分区域开挖支护为边垟管棚施工提供必要的工作面。3、超前支护方面密排大管棚夹密排小导管的超前支护方式，即采用专业管棚钻机，以套管法施工工艺、注浆固结技术施工，从而解决施工中的钻孔坍孔，弧石挡道等问题。4、施工期间的排水，总体上以油布管道对涌水进行导流，引至隧洞两侧积水坑，再由排水泵抽排出洞外。5、成型后的排水问题，在一期支护适当部位留置排水管，拱脚两侧预留大直径的排水管，作为永久设施将来浇入衬砌中。6、一期支护背后空洞预留砼泵管，回填一定厚度的砼对支护背面实施加固处理。7、除以上具体措施以外，坍方段的处理须一贯坚持短进尺，弱爆破，勤支护的施工原则。还需全过程注意和解决好施工排水的问题。并事先预备好大量沙袋、草袋、木料、油布、玉米秸秆等消耗品，以应付各种预见不到的突发问题。管棚施工必需的损易耗几句与工具也要提前储备好，以防关键工序因保障问题出现卡壳。三．扩大断面眼镜法施工工艺框图下一循环坍堆整理两侧局部扩挖处理坍堆固结大管棚施工工区开挖上幅中隔垟工字钢支护Ⅰ区工字钢支护Ⅱ区开挖Ⅱ区工字钢支护Ⅲ区开挖Ⅲ区工字钢支护Ⅳ区开挖Ⅳ区工字钢支护纵向锁脚梁循环结束临时排水横向工字钢临时支撑加打小导管下部加打小导管下部加打小导管四．注意事项1.坍堆整理:在SD9+693处设一个拦渣墙长7.7m,高1m,宽1m,防止松碴向外流淌，为了引排水，即在目前的掌子面处（SD9+703）涌水部位筑沙袋进行引排。首先用人工清理成排水沟，然后用砂袋堆码，防止沟壁坍塌，沟底及沟帮全部用防水布铺满，让水从防水布上流过。使坍体达到少水状态，以方便施打φ108管棚及坍体的封闭注浆固结。2.施工之中的临时排水和坍方通过后的永久排水临时排水：为了方便开挖和支护的施工作业环境和清除来自掌子面正面及侧面的泥夹石，每开挖一次必须进行引排，并采用D50、D150管和铁皮焊接的D200圆筒，沙袋结合使用。即用D50、D150管斜打入排水，管末端用铁皮筒引水至积水坑进行抽排。永久排水：即待通过段后，在隧道的加宽段落安装D400管进行永久排水，并于拱顶部150度范围内采用D150管施打间排距为1m的泄水管，再加风筒布，等前进一段距离后，拱顶用防水布和钢筋加以绑扎（见防排水方案）3.为了引排水，在隧道左侧一定位置增设导流洞，断面宽2.5m，高3m，支护按超前支护+工字钢+网喷支护。4.施打管棚采用套管法施工，用无锡钻探工具厂生产的MD50型钻机、钻靴、钻杆、钻头、冲击器、导向器和φ108管同时跟进，待钻到设计深度后而钻杆从管内退出，以重复使用，钻杆、钻头、冲击器、导向器则报废退出，后进行下一根导管施工，使用的φ108管为壁厚7mm，每节长度1.5m的无缝钢管。为承受拱顶外侧之巨大压力，需在SD9+703处打一排管靴随进大管棚，在拱顶形成叠排，叠排管棚间距为1m，长度为25m。管与管之间间距为22cm（中对中）呈5度角打入，尽量施打长导管。由于是使用导管法施工，在施工时，钻头容易磨损，约每15米就会报废一个，导向器大约25m就报废一个，冲击器25m就报废一个，φ108管每节为1.5m(一端车外丝，一端车内丝)待管棚全部打入后，再在管内放入3根φ22钢筋并φ6.5箍筋，间距500，最后以压浆固结，以达到增强管棚构件整体刚度的目的。而后再在其后加打小导管，通过一次、多次、反复、重复的方法，不断加密排小导管，小导管采用φ50钢管，长3~4.5m，每开挖一次打一排，需注浆（不管是否随水冲走），利用固结浆液提高小导管的支撑能力。4.注浆固结为了防止开挖后的松渣坍塌及加强钢管管棚的刚度，在适当条件下对坍塌的松渣需采取注浆固结，先喷C20砼对坍体表面封闭，厚度为10~15cm，然后打入注浆小导管，长度为4.5m，6m为一个循环，间排距看情况而定，对其进行双液注浆〈水泥浆和玻璃水〉，注浆比例为1：0.7：0.55，注浆为从下往上注浆，最后对管棚进行双液注浆固结。6.开挖采用短进尺，分步开挖的方法（见图）为了便于永久排水和钻机施打管棚施工，洞断面半径应加宽0.25m，加高0.5m，施工时为避免，故采用半弧人工开挖50cm,开挖后前掌子面立即用沙袋堆码,打排水管进行引排水，同时再次用C20砼封闭掌子面，而后加打超前小导管进行注浆固结，待固结后进行支护，支护完后进行下一循环开挖，待进尺到2~4m后进入下一区域进行开挖。其他区开挖支护开挖左幅下半部分方法同上。7．支护：用Ⅰ20型工字钢，间距30~50cm，先架立左侧半圆弧工字钢，为了防止拱顶掉石，对两榀工字钢分别对其进行锁脚，即采用D50导管锁脚，每侧8根，长度为3m。导管进行注浆固结，为了作业安全，顶部适当部位应用3mm厚钢板进行防护。连接筋用φ25热轧钢筋，间距为50cm;网筋为φ6.5,间距15cm×15cm;再喷射厚度为26cm的C20混凝土;待右侧上半弧支护稳定,前进4米后,则后退开挖右侧下半部,待右侧下半部工字钢+网筋+喷射混凝土结束之后,再挖下部左侧。注意在施工网片时应采用预留D150泵送混凝土管，管长2.46m，在180度范围内各留3根，做为回填混凝土之用。8.临时支撑由于拱顶和侧面都是松渣，自稳性较差，来自拱顶和侧面的荷载很大，所以在拱顶加打54根超前小导管，双液注浆固结，以确保不坍塌，在拱脚设两道纵向联系梁，以确保工字钢排架的稳定性和整体性并作为永久构件保留，9.小导管补打，由于管棚是成一定角度打入，当进尺到一定长度后，拱顶有一定高度的碎石渣往下脱落，所以必须在必要拱顶部位补打D50导管，导管长度为3m，2.4m为一个循环，最后对其进行双液注浆。10．通过后的处理坍方段通过后，首先应密切观察格栅拱架的变形情况，变形超标的应立即进行套拱加固处理；数量根据现场而定其次，按后附图做好永久排水管，理顺涌水的抽排；最后制订可靠的技术方案，确保前方掌子面安全，稳健向前推进。11.现场除泥、除水、开挖、清渣由监理现场计量20**年9月17日洞下游处理增加工程量一、封闭断面引排水1.封闭断面码沙袋：【3.1416×4.15×2÷2）+（2×4.15×2）】÷（0.1×0.3）×16=1581袋2.排水沟码沙袋:16÷0.1×18次=2880袋3.排水沟防水布：6×16=96㎡4.封闭喷射C20砼：【3.1416×4.72×2÷2）+（2×4.722）】×0.1×16÷0.35=135.49m35.双液注浆D50小导管（固结松渣及掌子面，SD9+703~719段）8排×54根×3m+掌子面加打小导管固结坍堆118根×3m=1296+354=1650m二、大管棚工程量1、大管棚工程量：（3.1416×4.72×2÷2）÷0.22×25=1600m.2、洞断面超挖工程量：【3.1416×4.15×2÷2）+（2×4.152）】×0.1×16÷0.35=135.49m3三、补打注浆D50小导管SD9+703~715侧拱段，长度3m，2一个循环。8排×16根×3m=384m四、支护工程量（SD9+703~719段）1、扩挖后的工字钢（间距0.35m）：（3.1416×4.15+2+2）×16÷0.35×27.929÷1000=21.7529t2、锁脚注浆DN50小导管：（16÷0.35+1）×8根×3m=1121m3、临时排水管，铁皮焊管，防水布，沙袋，方木，稻草，玉米秸秆，架子管等由监理现场计量4、连接筋φ25：16m×17根×3.85÷1000=1.0472t5、拱顶3mm厚铁皮数量：（3.1416×4.15）×16×2.355÷1000=0.49126t6、喷射砼C20：扩大断面{【（3.1416×4.152÷2）+（2×2×4.15）】-套拱断面【（3.1416×3.852÷2）+（2×2×3.85）】}×16m=79.52m37、网片φ6.5:{[（3.1416×4.15+2+2）÷0.15×16]+[(16÷0.15)×[3.1416×4..15+2+2]}×0.26÷1000=0.945t五、φ108管内钢筋工程量1、φ22钢筋：1600×3×2.985÷1000=14.328t2、φ6.5钢筋：161×3×0.094×25÷0.5×0.26÷1000=0.5902t六、冲击器、导向器、偏心钻头、管靴报废量，由现场监理计量：七、DN400管按现场发生量进行计量：八、泄水孔：按设计计量：九、注浆（水泥，水玻璃）现场计：十、施工中坍塌清理松渣：6428m3十一、坍堆固结松渣喷射C20砼由监理现场认量十二、DN150排水管，DN200铁皮焊管现场计：十三、坍塌掩埋机械设备由监理现场认量导水洞开挖支护工程量计算书一、洞身开挖1、DSD0+000~DSD0+001段：4.4m*4.7m*1m=20.68m32、DSD0+001~DSD0+00段：（3.1416*32/360*103.1343-4.7/2*1.865+3.064*4.7）*3m=54.354m33、DSD0+004~DSD0+034.5段：（3.1416*2.22/360*89.55-3.1/2*1.561+2.561*3.1）30.5=283.707m3二、I20工字钢1、洞口DSD0+000处拱顶：4.7m*2根*27.929kg/1000=0.2625t2、DSD0+000~DSD0+004段：11.5259m*27.929kg*6榀/1000=1.932t3、DSD0+004~DSD0+034.5段：8.5597m*27.927kg*10榀/1000=2.3904t三、φ25连接钢筋1、DSD0+000处拱顶门口：（1.5m*2根+1.1m*2根+1m*2根+0.7m*2根+1m*11根）*3.85kg/1000=0.0854t2、DSD0+000~DSD0+004段：每环12根*4m*3.85kg/1000=0.1848t3、DSD0+004处变小右侧封闭：（13根*2.2m+7根*4m）*3.85kg/1000=0.2179t4、DSD0+004~DSD0+034.5段：每环9根*30.5m*3.85kg/1000=1.0568t四、φ6.5钢筋网片1、DSD0+000处拱顶洞门口：（10根*4.7m+32根*1.5）*0.26kg/1000=0.0247t2、DSD0+000~DSD0+004段：（8根*11.529m+78根*1）*4*0.26kg/1000=0.1