导流洞中下层开挖及支护方案

1云南建工水利水电建设有限公司三江口水电站工程项目经理部文件云建水三江口导第【2008】033号关于“导流洞中下层开挖及支护方案”的报告长江设计院阿墨江三江口水电站工程监理部：我部现将“导流洞中下层开挖及支护方案”呈报贵部，请贵部给予审批。附件：1、导流洞中下层开挖及支护方案云南建工水利水电建设有限公司三江口水电站工程项目经理部二00八年七月一日主题词：中下层开挖支护方案报告主送：长江设计院阿墨江三江口水电站工程监理部打印：李涛校对：王加红签发：2导流洞中下层开挖及支护方案一、主要工程量导流洞0+350后中下层开挖高度为8.46m，石方洞挖总量17974m3，C20喷混凝土：651.285m3。二、工程地质导流洞通过地段岸坡地貌形态较单一，自然坡度在36°~40°之间，地表普遍被第四系坡积层覆盖，厚2m~6m，基岩零星出露。导流洞洞身段沿线埋深变化大，垂直埋深22m~174m。岩层走向与洞向斜交，多于中~陡倾角为主，沿线Ⅲ~Ⅴ级结构面发育，层间挤压强烈，多有泥化现象。导流洞后段主要发育有F12、F20、F43及F50断层，多与轴线斜交，局部地段有次级小褶曲分部。导流洞出口边坡上部风化，卸荷强烈，节理裂隙发育，岩体完整性较差。总体上围岩稳定条件差三、施工进度计划安排2008年6月23日开工；2008年8月31日中下层开挖全部结束。四、资源配置导流洞中下层开挖及支护考虑采用原安装在导流洞出口的3台20m3空压机供风，3台混凝土喷射机进行混凝土喷射作业，2台50侧翻装载机及2台反铲挖掘机配合。根据该项目施工的特点和进度安排，确定本工程施工管理人员的安排，管理人员12人，技工53人，普工25人设备配置表序号设备名称规格型号单位数量备注1空压机20m3/min台32气腿式手风钻YT-28台153挖掘机CAT320台14挖掘机现代225台15装载机龙工ZL50侧卸台16装载机徐工ZL50侧卸台17自卸汽车东风4.5t辆4自卸汽车斯太尔12.5t辆26砼喷射机P-6套37高压注浆泵BGP90/50-90套28混凝土拌合站JD350套13人员配置表工种管理人员机械操作手支护队普工合计数量（人）1215352587五、施工方法及工艺1中下层石方洞挖导流洞导0+350~导0+546.2段中下层石方洞挖采取先中间拉槽，靠侧墙处各预留1m左右保护层，待中槽开挖完成5~10m后集中开挖两边保护层，并及时进行支护，支护完成后方开挖下一段的方式进行施工。中下层开挖时首先采用反铲挖掘机清除表面松渣，然后采用YT28手风钻钻孔，爆破后用反铲挖掘机装车，4.5t（12t）自卸车运渣至指定弃渣场。下层开挖采用预留20cm保护层的方式进行。导流洞中下层支护根据导流洞上层支护措施进行相应支护措施。第一种支护方式：上导洞采用钢支撑进行支护时，中下层支护采用相对应的18#或22#工字钢分两次（中层及下层）进行接脚。为加强工字钢钢支撑纵向刚性，纵向采用Φ25@0.5m钢筋与钢支撑焊接进行加强，挂网φ6.5@15cm×15cm，C20喷射混凝土20cm（25cm）进行支护；为保证钢支撑与围岩共同受力及钢支撑稳定，每榀钢支撑采用16根（中层8根，下层8根）Φ25，L=4.5m砂浆锚杆进行加强。第二种支护方式：上导洞采用系统锚杆挂网支护时，中下层支护采用Φ25@1.5m×1.5m，L=4.5m系统锚杆，挂网φ6.5@15cm×15cm，20cm厚C20喷射混凝土进行支护。详见导流洞开挖及支护图。2中下层开挖施工顺序根据施工进度要求及结合我部现场投入施工设备，导流洞导0+350~导0+543.145段中层开挖分两段同时进行，即导0+460~导0+543.145段及导0+350~导0+460两段。导0+460~导0+543.145出渣及支护施工利用导流洞出口进行。由于雨季施工，为保证导流洞出口边坡稳定，导流洞洞出口明渠不具备继续下挖条件，首先从导流洞洞口（导0+543.145）开始向洞内进行降坡，坡度按10%进行控制，至导0+500降坡至中层后开始进行导0+500~导0+460段中层开挖及支护；待该段开挖及支护完成后，从导0+460开始，向导流洞出口方向进行下层开挖，至导0+500处结束，剩余部分待导0+350~导0+500段混凝土浇筑基本结束时开始进行。导0+350~导0+460段中层开挖及支护主要利用4#支洞作为施工通道，根据现4#支洞底板与主洞相交高程，自4#支洞与主洞相交处开始向导0+350方向进行降坡，坡4度按10%进行控制，待降坡至中层设计开挖高程后（大约导0+415处），按中层开挖高度进行开挖，中层开挖完成后，从导0+350向导流洞出口方向进行下层开挖。剩余部分中下层开挖渣料利用导流洞出口段进行出渣。3开挖施工工艺流程1、工艺流程施工测量—布孔—装药—起爆—超欠挖控制—洞内通风、排烟除尘—临时支护—排水—出渣。2、施工方法（1）施工测量1）测量控制标准：导线控制网测量采用拓普康全站仪进行，控制点埋设牢固隐蔽，做好保护，防止机械设备破坏，建立定期复核制度。根据设计图纸，严格按照《水利水电施工测量规范》进行测量放样。2）测量工作和程序a、根据设计或业主提供的测量成果资料，进行复核，并将复核的结果报监理工程师批准。b、根据扩大布置的测量控制网（点）进行工程的施工放样，放样前画施工放样图，经校核后进行实地放样，原始资料存档备查。3）测量工作的要点：a、熟识施工图纸，掌握设计意图，严格按照规范规定的程序要求和标准精心施测。每一部分的放样均必须先画放样图，由第二人校核，现场放样做到准确无误。b、选用的仪器，并要经常保养和校验，保证测量仪器的完好。c、要做到“勤”、“精”、“复”。“勤”，即勤测，每一道工序开始时都要施测，认为必要时可以重测或加密施测。“精”，施测要精确，技术要熟练，设计和规范的要求要精通，施测的方法要先进，措施要可靠。“复”，即测量工作要不厌其烦，反复施测，不放过每一个疑点，确保准确无误。d、加强与相邻施工区的联系，互相交流，互相校核，统一协调，做到万无一失。（2）布孔中下层开挖采用预留保护层爆破，非电毫秒微差分段起爆。采用YT-28型手风钻钻孔，人工装药。根据设计图纸和现场地质情况确定炮孔间排距，合理布置爆孔。（3）装药5隧洞采用Φ32乳化炸药，空气间隔装药，各孔装药参数现场试验后确定，并根据实际情况进行调整。（4）起爆采用非电毫秒雷管起爆。施工中根据实际地质情况，不断优化起爆参数，达到最佳爆破效果。梯段起爆选用起爆器材为导火线、雷管、导爆索和毫秒雷管。（6）洞内通风、排烟除尘考虑到中下层开挖时上导洞已经全部贯通，洞内自然通风条件较好，故不考虑安装通风设备。（7）临时支护导流洞中下层支护措施结合上导洞支护措施进行。上导洞采用钢支撑进行支护时，中下层支护采用相对应的18#或22#工字钢分两段（中层及下层）进行接脚。为加强工字钢钢支撑纵向刚性，纵向采用Φ25@0.5m纵向加强钢筋与钢支撑焊接进行加强，挂网φ6.5@15cm×15cm，C20喷射混凝土20cm（25cm）进行支护；为保证钢支撑与围岩共同受力及钢支撑稳定，每榀钢支撑采用16根Φ25，L=4.5m砂浆锚杆进行加强。上导洞采用系统锚杆挂网支护时，中下层支护采用Φ25@1.5m×1.5m，L=4.5m系统锚杆，挂网φ6.5@15cm×15cm，20cm厚C20喷射混凝土进行支护。（8）排水隧洞纵向每100m距离设一处集水井，采用水泵逐级排放到洞口外。洞口外的废水经沉淀池沉淀过滤后，排放到泗南江中。（9）出渣出渣采用反铲挖掘机装车，自卸车运渣，至各弃渣场。4支护施工1、锚杆的施工主要包括砂浆锚杆。（1）材料a、锚杆：锚杆的材料应按施工图的设计要求，为业主统供材料，锚杆采用钢筋割断机断料，锚杆在生产区加工好以后由装载机运输至施工作业面并且人工配合作业。b、水泥：注浆锚杆使用的水泥砂浆中的水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。c、水：1）凡符合DL/T5144要求的水均可使用；62）拌和用水所含物质应不影响砂浆和易性和砂浆强度的增长，不应对钢筋和混凝土有腐蚀作用；3）水的PH值、不溶物、可溶物、氯化物、磷酸盐、硫化物的含量应符合规范的规定。d、砂：采用最大粒径小于2.5mm的中细砂。e、水泥砂浆：砂浆标号必须满足施工图纸的要求，注浆锚杆水泥砂浆的抗压强度等级为M15；预应力锚杆锚固段水泥砂浆的抗压强度等级为M30；水泥砂浆经试配，其基本配合比范围按水泥∶砂=1∶1～1∶2（重量比），水∶水泥=0.38∶1～0.45∶1（重量比）。f、外加剂：按施工图要求，在注浆锚杆水泥砂浆中添加的速凝剂和其它外加剂，其品质不得含有对锚杆产生腐蚀作用的成分，掺量通过试验确定。（2）砂浆锚杆施工a、施工工序见下图b、主要工序施工方法锚杆包括随机锚杆和系统锚杆。随机锚杆孔位由业主、设计、监理和施工各方共同确定，系统锚杆孔位按设计要求布置。1)测量放样：放样过程由一名测量工程师带四名测量员按相关测量规范进行作业，孔位布置由测量放样确定，重要部位锚杆在岩壁上标出每一个孔的孔位，孔位误差满足规范及设计要求。2）造孔洗孔：每个孔的孔深、孔向和方位角等参数满足设计要求，采用手风钻钻孔。钻孔结束后，用高压风水联合冲洗。3）注浆与插杆：采用先注浆后插杆的方法，注浆管先插入孔底，注入沙浆后慢慢地往外拔，全孔注满后，插入锚筋至设计深度后，进行孔口固定。施工设备采用UB3C型注浆泵，JW180型浆液搅拌桶。4）现场工艺试验砂浆锚杆的现场工艺试验的内容主要为注浆密实度工艺试验。选取与现场支护相同直径和长度的锚杆、相同孔径的塑料管（或钢管），在相同孔道倾斜度的情况下，采用与现场验收拉拔试验无损检测孔口固定注浆、插杆锚孔验收洗孔造孔确定孔位测量放样7注浆相同的材料和配比拌制的砂浆，并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆，养护7天后剖管检查其密实度。不同类型和不同长度的锚杆均需进行试验，试验计划报送监理人审批后实施，其试验成果经监理人审定后，即为质量检验的依据。砂浆配合比通过试验确定，并掺适量的速凝剂。锚杆注浆并达到设计龄期后，按作业分区每200根锚杆抽查一组进行拉拔试验，以评价锚杆的施工质量，写出施工检测成果报告报监理审批。3、喷射砼的施工喷射混凝土采用干喷法，钢筋网由人工制安，用PHZU－5型喷射机作业。(1)材料准备a、水泥：水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，进场水泥应有生产厂的质量证明书。b、骨料：细骨料应采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数宜符合规范要求；c、水：应符合本技术条款中锚杆施工用水的规定。d、外加剂：速凝剂的质量应符合DL/T5100的有关规定及施工图要求并有生产厂的质量证明书，初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min。选用外加剂应经监理人批准。e、钢筋网：采用I级钢筋网。(2)配合比设计喷射混凝土配合比，通过室内试验和现场试验选定，并应符合施工图要求，在保证喷层性能指标的前提下，尽量减少水泥和水的用量。速凝剂的掺量应通过现场试验确定，喷射混凝土的初凝和终凝时间，应满足施工图和现场喷射工艺的要求，喷射混凝土的强度应符合施工图要求，配合比试验成果应报送监理人。(3)配料、拌和及运输喷射混凝土应按《水电水利工程锚喷支护施工规范》DL/T5181的规定执行，并应集中拌制，5T自卸汽车运输。a、称量允许偏差拌制混合料的称量允许偏差应符合下列规定：水泥和速凝剂：±2％；砂、石±3％。b、搅拌时间混合料搅拌时间应遵守下列规定：采用砼拌和站供料用自卸汽车运输至喷射作业面由PHZU－5型砼喷射机进行作业。(3)运输8做到混合料在运输、存放过程中，严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入，装入喷射机前应过筛。(4)喷射混凝土的准备工作施工人员在喷射前对喷射面进行检查，并做好以下准备工作：a、清除开挖面的浮石、石渣和堆积物；b、处理好光滑开挖面；c、安设工作平台；d、用高压风水枪冲洗喷面，对遇水易潮解的泥化岩层，应采用高压风清扫岩面；e、埋设控制喷射混凝土厚度的标志；f、配备良好的通风和充足的照明设施。g、喷射作业前，施工作业人员对施工机械设备，风、