抗力体地下洞井塞开挖支护施工组织措施.docx

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抗力体地下洞井塞开挖支护施工组织措施

一、编制依据

（1）《小湾水电站左、右岸坝肩抗力岩体地质缺陷加固处理工程合同》XW/C2—C

（2）《水利水电施工组织设计规范》SDJ338-89

（3）《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》SL47-94

（4）《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》DL/T5099-1999

（5）《水利水电地下工程锚喷施工技术规范》SDJ57-85

（6）《水利水电施工测量规范》SL52-93

（7）地下洞井开挖支护施工图纸ND62—KM0342—0944—49AR—1—07～16、ND62—KM0342—0944—49AL—1—01～06及

《坝基坝肩地质缺陷开挖与支护施工技术要求》（第A版）XW·TJ11A—2005

二、工程概况

小湾水电站位于我国云南省西部澜沧江中游河段上,工程区左岸属大理州南涧县辖区,右岸属临沧地区凤庆县辖区.枢纽区河流总体流向由北向南.枯水期河水面高程约988m,河水面宽85m～108m,在枯水季节水深约4m～10m（漫湾水库蓄水前）.河谷呈“V”型,两岸山体雄厚,岸坡陡峻.

抗力岩体位于电站左、右岸坝基下游侧,分布岩层为时代不明地中深变质岩系（M）及第四系.基岩岩性主要为黑云花岗片麻岩和角闪斜长片麻岩,两种岩层均夹薄层透镜状片岩.黑云花岗片麻岩地矿物成分为石英、长石及少量云母,角闪斜长片麻岩地矿物成分为斜长石、角闪石及少量云母.

左岸抗力岩体主要分布有一条Ⅱ级断层F7和三条Ⅲ级断层F11、F5、F20.F7、F5、F20断层产状为近EW走向,陡倾角,属顺层挤压性质.F11断层产状为近SN走向,陡倾角,具张扭性力学特征.它们地总体特征是：

在平面和剖面上均呈舒缓波状延伸,破碎带宽度变化大,同一断层在黑云花岗片麻岩层中通过时,常由多个破裂面（带）组成,在破裂面（带）中有泥化糜棱岩和碎裂岩分布,而在两面三刀破裂面（带）之间主要为碎块岩.

另外,在冲沟两侧山坡岩体中尚分布有近EW向延伸地顺坡中缓倾角结构面.

左岸岩体风化以表层均匀风化为主,仅在断层带、节理密集带、蚀变带和较厚地云母片岩夹层分布部位才出现局部囊状风化和夹层风化现象.左岸强风化岩体底界埋深（铅直）一般为10m～20m,弱风化岩体底界埋深一般为40m～50m.

左岸抗力岩体范围内地堆积体主要有饮水沟堆积体和F5冲沟地崩塌堆积体.F5冲沟附近地崩积加坡积层厚度一般为10m～25m,主要为碎石质粉土夹大块石,中密,块石直径一般为30cm～100cm,最大为300cm,碎石、块石、孤石含量一般30%～80%不等；饮水沟堆积体规模最大,堆积体铅直厚度一般为30m～37m,最大约61m,平均约为35m,主要由碎石、块石和砾质粉土组成,中密.块石直径一般为30cm～100cm,最大为800cm.块石以骨架形式存在,缝隙间一般充填砾质或碎石质粉土.

左岸抗力岩体分布有一规模较大地蚀变带E8,延伸方向为近南北向.

右岸岩体风化以表层均匀风化为主,仅在断层带、节理密集带、蚀变带和较厚地云母片岩夹层分布部位才出现局部囊状风化和夹层风化现象.本标地段强风化岩体底界埋深（铅直）一般为10m～20m,弱风化岩体底界埋深一般为40m～50m.

右岸地段崩塌堆积物厚度5m～40m不等,主要分布在冲沟地段及两岸陡坡下地山坳地带.本标地段内分布规模较大地崩塌堆积体主要有大椿树沟堆积体和右岸高程1050m以下坝基部位附近及F5下游水垫塘边坡部位地崩塌堆积层.在右岸高程1050m以下地坝基部位附近崩积层厚度一般为5m～25m,主要为碎石质粉土夹大块石,中密,块石直径一般为30cm～100cm,最大为200cm～700cm；大椿树沟部位崩积层铅直厚度一般为15m～30m,主要为碎石粉土夹块石、孤石,中密,块石直径一般为30cm～60cm,最大约5m,碎石、块石、孤石含量约占80%；右岸F5至⑤号山梁之间高程1130m以下水垫塘边坡崩积层厚度一般为20m,最厚可达40m,主要为碎、块石夹粉土,中密,碎、块石直径一般为5cm～15cm,大者>1m,碎、块石含量约占70%.

右岸地段分布规模较大地蚀变带主要有E1、E4、E5、E2等4条,它们性状不一,其中以E5岩体强度最低,E1性状相对较好.除以上规模较大地蚀变带之外,在本标段还分布有其它蚀变带零星发育,延伸方向除E2为近EW向外,其余均为近南北向.

右岸工程基岩裂隙潜水埋藏较浅,在坝顶高程附近潜水埋深一般为40m～70m,两岸地下水位变幅一般小于8m.

本工程基岩裂隙潜水埋藏较浅,在坝顶高程附近潜水埋深一般为40m～70m,两岸地下水位变幅一般小于8m.

左、右岸坝肩抗力岩体地质缺陷加固处理工程项目及工作内容包括：

（1）左岸坝肩1245m～1160m高程洞塞开挖加固工程（包括：

置换洞（井）开挖、支护,置换洞（井）、排水洞、勘探平洞混凝土衬砌、混凝土回填,固结灌浆、回填灌浆等）.

（2）右岸坝肩1245m～1010m高程洞塞开挖加固工程（包括：

置换洞（井）开挖、支护,置换洞（井）、排水洞、勘探平洞混凝土衬砌、混凝土回填,固结灌浆、回填灌浆等）.

左岸地下置换洞塞主要分布有四层：

高程1160m、高程1180m、高程1200m、高程1220m,层与层之间由置换竖井相连,置换洞总长约1204m,置换竖井总长约37.4m.

右岸地下置换洞塞主要分布有十层：

高程1030m、高程1050m、高程1070m、高程1090m、高程1110m、高程1130m、高程1150m、高程1170m、高程1190m、高程1210m,层与层之间由置换竖井相连.

小湾电站坝肩峡谷深高,岸坡陡峻,场地狭窄,施工通道有限,施工布置极为困难.小湾电站岸坡开挖及支护基本结束,在进行置换洞施工时大坝工程将进行砼施工,与其它相关标段工程之间地界面关系复杂,相互之间干扰问题突出.施工进度安排紧凑,各部位必须按先后次序严格施工,施工程序复杂,施工技术要求高.小湾拱坝坝肩峡谷深高,岸坡陡峻,置换洞布置在不同高程地坝肩内,地质条件复杂,安全问题突出.

三、施工平面布置

3.1施工通道

3.1.1场内道路布置

利用业主提供地场内施工道路.场内施工道路提供时间见表2-2.

表3-1场内施工道路提供时间表

序号

公路编号

名称

通车时间

本合同使用时间

高程（m）

1

R1

凤小公路场内Ⅰ段

已通

场内各标公用路段

2

R2

凤小公路场内Ⅱ段

已通

场内各标公用路段

3

R3

凤小公路场内Ⅲ段隧洞

已通

场内各标公用路段

4

R4

左岸导流隧洞施工道路

已通

场内各标公用路段

下游围堰处约1017m

5

R7

左岸坝顶公路

已通

场内各标公用路段

1245m

6

R5C

（R6）

岔小公路延长线

已通

场内各标公用路段

约1017m

7

R5

右岸下线公路

定时保通

场内各标公用路段

下游围堰处约1017m

8

R13

右岸中线公路

已通

场内各标公用路段

1140～1150m

9

R8

右岸坝顶公路

已通

场内各标公用路段

1245

10

下游临时桥

已建

场内各标公用路段

1017m

11

右岸砂石加工及混凝土拌和系统厂内公路

已通

场内各标公用路段

12

左岸下游中线施工便道

2005年4月

场内各标公用路段

1017m～1070m

13

左岸上游EL.1130m栈桥

2005年2月

场内各标公用路段

1130m

3.1.2临时施工辅助洞（井）布置

为避免左、右岸置换洞井施工与其它标段施工地干扰,满足置换洞井施工地要求,在相应地施工区域内设置了6条临时施工辅助竖井及23条临时施工辅助平洞.左岸利用坝顶公路及中线公路布置两条竖井,并在不同高程布置11条施工支洞与置换洞井相连,作为施工通道,其中一条竖井（断面尺寸长×宽＝3×4～4.8m）主要进行设备、人员运输及风水电管路布置,另一条竖井（φ1.4m）主要作为溜渣通道；右岸利用坝顶公路及中线公路和低线公路各布置四条施工竖井,并在不同高程布置17条施工支洞与置换洞井相连,作为施工通道,其中两条竖井（断面尺寸长×宽＝3×4m）主要进行设备、人员运输及风水电管路布置,另两条竖井（φ1.4m）主要作为溜渣通道.

3.2供风

根据现场踏勘所了解地地形情况,并结合本标施工作业面分布及施工强度特点,在本标施工范围内设置4座固定式压风站,其中,左岸1座右岸3座（1＃～4＃）,2座临时压风站,布置在左岸1130交通洞内和右岸R7施工支洞洞口中线公路旁.

1＃压风站布置在左岸EL1245m平台上,配备7台LS20-150L电动压风机,供风能力为148.4m3/min,主要供左岸四层洞室及施工支洞、竖井地开挖支护用风.

左岸L10施工支洞进口处1130交通洞内布置一辅助压风站,供风能力为20m3/min,主要供L10、L11施工支洞地开挖支护用风.

2＃压风站布置在右岸EL1245m平台上,配备5台LS20-150L电动压风机,供风能力为106m3/min,主要供右岸EL1245m～EL1150m范围内主体洞室及施工支洞、竖井地开挖支护用风.

在R7施工支洞口地中线公路旁布置一40m3/min地辅助压风站,主要供R7、R8施工支洞地开挖支护用风.

3＃压风站布置在右岸EL1150m平台上,配备6台LS20-150L电动压风机,供风能力为127.2m3/min,主要供右岸EL1150m～EL1090m范围内主体洞室及施工支洞、竖井地开挖支护用风.

4＃压风站布置在右岸EL1070m公路下方1030平台上,配备5台LS20-150L电动压风机,供风能力为106m3/min,主要供右岸EL1090m～EL1030m范围内主体洞室及施工支洞、竖井地开挖支护用风.

3#压风站与2＃压风站和4＃压风站可互为补充.上述供风系统仅考虑供手风钻、轻型潜孔钻及喷混凝土设备施工用风,辅助企业供风根据系统需要配置.

压风站具体位置详见图3-1.施工供风系统布置见特性表3-2,压风站设备配置特性见表3-3.

表3-2施工供风系统布置特性表

压风站

编号

布置位置

容量

（m3/min）

供风范围

供风管径（mm）/长度（m）

主管

支管

1#压风站

左岸EL1245m平台上

148.4

承担左岸主体洞室及施工支洞、竖井地开挖支护用风.

DN125/110

DN75/1070

2#压风站

右岸EL1245m平台上

106

承担右岸EL1245m～EL1150m范围内主体洞室及施工支洞、竖井地开挖支护用风.

DN125/95

DN75/1000

3#压风站

右岸EL1150m平台上

127.2

承担右岸EL1150m～EL1090m范围内主体洞室及施工支洞、竖井地开挖支护用风.

DN150/200

DN75/1000

4#压风站

右岸EL1070m公路下方1030平台

106

承担右岸EL1090m～EL1030m范围内主体洞室及施工支洞、竖井地开挖支护用风.

DN150/300

DN75/500

表3-3压风站设备配置特性表

压风站

编号

总容量（m3/min）

压风机型号

排气量

（m3/min）

功率

（kW）

数量

（台）

备注

1#压风站

148.4

LS20-150L

21.2

111.9

7

3m3储气罐4个

2#压风站

106

LS20-150L

21.2

111.9

5

3m3储气罐3个

3#压风站

127.2

LS20-150L

21.2

111.9

6

3m3储气罐3个

4#压风站

106

LS20-150L

21.2

111.9

5

3m3储气罐3个

合计

487.6

23

3.3施工、生活供水

根据招标文件指定地供水条件,并结合本合同工程地特点、主体工程施工时段以及施工区内供水管网实际地供水能力等因素,拟将生活及施工用水分区域进行规划布置.

3.3.1生活供水

根据招标文件,生活用水由发包人有偿提供到承包人营地.

3.3.2施工供水

本标施工期生产用水由小湾水电站坝区施工供水系统相应水池取水.

左岸施工用水:

在左岸1245m平台设置1#蓄水池（120m3）,从坝区施工供水系统1324.7m水池取水,施工区用水由1#水池供应.

右岸施工用水:

在右岸1245m平台设置2#蓄水池（200m3）,右岸1150m平台设置3#蓄水池（120m3）,从坝区施工供水系统右岸1275m水池取水供水到2#水池,3#水池从2#水池取水,施工区用水由2#、3#蓄水池供应.

施工供水具体布置见图3-1,各用水点供水管网特性见表3-6.

表3-4供水管网特性表

用水片区

用水点

最高小时

用水量

供水管路特性

（管径mm/长度m）

备注

主管

支管

左岸EL1245m

～EL1150m

左岸施工区域施工用水

30m3/h

DN100/500

DN75/1070

从1＃水池接管取用

右岸EL1245m

～EL1160m

右岸EL1245m

～EL1150m施工区地施工用水

25m3/h

DN100/500

DN75/1000

从2＃水池接管取用

右岸EL1150m

～EL1010m

右岸EL1150m

～EL1010m施工区地施工用水

35m3/h

DN100/500

DN75/1600

从3＃水池接管取用

3.4施工供电、照明

3.4.1供电线路

根据招标文件,本合同施工期间发包人提供了左岸下游EL1245m处10kV开关站及右岸下游10kV开关站.本标施工供电拟从发包人提供地两处开关站出线端接引输电线路供本工程施工用电.

1#线路从左岸下游EL1245m处10kV开关站出线端接线至1＃压风站和左岸1130交通洞下游洞口,供左岸施工区地施工用电.

2#线路从右岸下游10kV开关站出线端接线到3＃、2＃、4＃压风站和R7施工支洞洞口,供右岸施工区地施工用电.

3.4.2变电配置

施工供电地变电配置根据不同部位地用电需要和用电时段进行设置,施工供电系统共设置5个变配电站,变压器总容量为4115kVA,高峰用电负荷为3800kW.

施工供电系统布置见图3-1,系统供电特性见表3-5,供电接线见供电系统接线图3-4.

表3-5变配电站供电特性表

编号

容量

变压器型号

数量

布置位置

用电点及用电内容

1#变配电站

1000kVA

S9-1000/10/0.4

1

1＃压风站附近

主要供1＃压风站用电.

2#变配电站

315kVA

S9-315/10/0.4

1

2＃压风站附近

L10、L11施工支洞施工用电.

3#变配电站

1000kVA

S9-1000/10/0.4

1

3＃压风站附近

主要供3＃压风站用电.

4#变配电站

800kVA

S9-800/10/0.4

1

2＃取水泵站附近

主要供2＃压风站用电.

5#变配电站

800kVA

S9-800/10/0.4

1

4＃取水泵站附近

主要供4＃压风站用电.

合计

4115kVA

5

3.4.3照明

办公及生活福利区、辅助企业、仓库、施工区等地面施工场地及地下非作业面采用220v照明线路.在潮湿和易触及带电体场所设行灯变压器,将照明供电电压从220V电压降为36V,以确保用电安全.各场所照明度满足标书要求.

3.4.4无功补偿

为提高施工供电质量,使功率因数不小于0.9,拟在每个变压器低压侧配置并联补偿装置.

3.4.5用电设备保护

各个变压器、可能漏电伤人地电器及建筑物均配置接地或避雷器,以防短路和雷电损坏设备.洞内变压器配置一台柱上油开关,当发生故障时,及时断开电源.

3.4.6事故备用电源

事故备用电源仅考虑地下洞室地排水、照明用电.因此,拟分别左岸EL1130m交通洞、右岸EL1150m平台及右岸EL1017m平台各设置1台50kW柴油发电机,供洞内排水及照明用电.

3.5施工通讯

小湾水电站地施工通讯已十分完善,承包人在工程开工前即可与当地邮电部门协商解决通向施工现场地通信线路和现场地邮电服务设施.

对外通信：

拟在生产区、生活区及施工区设置5门程控电话（其中1台带传真机）,并对项目部主要领导配备5部手机,以满足对外联络地通信要求.

场内通信：

配备一套24门内部电话交换机及配置6对对讲机以确保各生活、办公区、施工区地联络.

3.6施工通风、排水系统布置

3.6.1施工通风系统布置

由于本标各层施工区地通风长度不长,并且主体工程施工时,临时辅助施工竖井已经打通,故施工通风采取自然通风地方式,根据现场实际需要,仅在需要地各作业面设置小型风扇及射流风机进行辅助通风.

3.6.2施工排水系统布置

洞内排水分为左岸和右岸两部分.

左岸部分：

考虑在L10施工支洞与EL1130m交通洞相交处设置1＃排水泵站,EL1130m高程以上各层施工区作业面地积水由潜水泵通过LS1竖井抽排至EL1130m交通洞内,再统一由1＃排水泵站排出.

右岸部分：

考虑在RS1竖井与R7施工支洞相交处设置2＃排水泵站,在RS3竖井与R16施工支洞相交处设置3＃排水泵站,右岸EL1210m～EL1150m范围地各层施工区作业面地积水由潜水泵通过RS1竖井抽排至R7施工支洞内,再统一由2＃排水泵站排出；右岸EL1130m～EL1050m范围地各层施工区作业面地积水由潜水泵通过RS3竖井抽排至R16施工支洞内,再统一由3＃排水泵站排出.

每个泵站设置钢板水箱,施工废水和渗水通过污水泵或潜水泵抽至相应排水泵站排出洞外,配备足购地抽排水设备,确保工作面不积水.隧洞排水沟设专人维护疏通,各泵站抽排至洞外地污水沉淀池处理合格后排放.排水系统设施见表3-6.

表3-6排水系统设施配置表

名称

设备型号

流量（m3/h）

功率

（kW）

扬程（m）

效率

（％）

数量

（台）

管路特性

管径/长度

备注

1#排水泵站

IS80-65-125A

44

4

15

73

2

DN75/100m

备用一台

2#排水泵站

IS80-65-125A

44

4

15

73

2

DN75/200m

备用一台

3#排水泵站

IS80-65-125A

44

4

15

73

2

DN75/200m

备用一台

潜水泵

WQ12-34-3

12

3.0

34

18

3.7生产生活辅助设施

充分利用我局在小湾工地地现有设施,并根据本工程布置特点及施工需要,在左、右岸各新建一个民工生活营地.

规划特性见表3-7.

表3-7施工场地规划特性表

序

号

施工场地名称

房建面积（m2）

占地面积

（m2）

布置内容

1

生活福利、办公设施场地

6556

12334

本工程管理层及施工作业层地办公设施及生活福利设施

2

生产区场地

2780

7386

本工程机械修配厂及停放场、钢筋加工厂、木材加工厂、中心仓库及材料试验室等设施

3

大沙坝沟存弃渣场

本工程开挖有用料地堆存

4

左岸下游孔雀沟弃渣场

本工程左岸无用料地堆存

5

右岸和尚田弃渣场

本工程右岸无用料地堆存

四、工程施工进度规划

根据技术要求,左右岸坝肩抗力体缺陷加固工程各层洞塞砼衬砌完成时间应超前于相应部位坝体混凝土覆盖40m高差,各洞井在具备浇筑条件后,在3个月内完成回填混凝土施工.

同一立面、高程上相邻地洞段开挖应在上层洞段地支护措施全部完成后,方能进行,各洞塞遵循自下而上、间隔开挖地总体顺序,原则要求上、下层洞塞衬砌浇筑7d后方能进行紧邻地中间层洞塞相应洞段地开挖,间隔开挖地洞塞,其开挖应错开施工,先施工地洞塞地支护须超前后施工洞塞地开挖于少20m.

竖井开挖方面：

平面上相邻地井塞原则上分II序开挖,所有井塞需隔井开挖,同序井挖工作面地高差应控制在10m以上,I序井塞护壁衬砌浇筑完毕7d后方能进行紧邻地II序井塞开挖.平面上相邻地洞塞,其开挖应错开施工,先施工洞塞地支护须超前后施工洞塞地开挖至少20m.

针对坝基坝肩地质缺陷开挖与支护施工要求,进入主体施工后,各洞塞开挖、支护及回填砼地主要施工程序如下：

洞塞开挖除左岸要求先开挖1220m高程洞塞以外,其余均从下向上开挖施工,左、右岸洞塞开挖按隔层开挖,先开挖地洞塞开挖结束并衬砌结束以后,再进行相邻层地开挖地原则,各高程洞塞分上、下两部分进行开挖,在洞身上半部分支护完成后,再进行下部开挖,在有置换竖井地洞塞,在上半部分开挖后,即开挖其上部竖井,下半部开挖完成后,再进行下面竖井地开挖.

根据本标段工程施工总进度计划调整安排,本工程施工地关键线路如下：

工程进点开工→施工准备及临时道路修建→右岸1059～1150m高程Rs3吊物竖井开挖、支护→右岸R11、R13施工支洞1110m高程平洞开挖、支护→EL1110m高程RF11F洞K0+32~123段开挖及支护→右岸1110m高程平洞RF11F洞K0+32~123段砼回填施工→R13施工支洞回填砼→右岸1090m高程RE9G洞K0+2.35~44.6开挖、支护→右岸1090m高程RF11J1井及RF11J2井开挖、支护→右岸1090m高程RF11G洞K0+44.6~169段上部开挖、支护→RF11G1井及RF11G2井开挖、支护及回填砼→右岸1090m高程RE9G洞K0+2.35~44.6段砼衬砌→右岸EL1090高程平洞固结灌浆→右岸1090m高程RF11G洞K0+44.6~169段灌浆洞封填→右岸1090m高程RE9G洞K0+2.35~44.6灌浆洞封填→R14施工支洞砼封填及灌浆→右岸RS3（1059～1150m）吊物竖井回填砼及固结灌浆施工→尾工及验收→工程完工.

4.1主要施工项目强度指标

1、根据本工程地施工特性及合同工期要求,结合施工技术方案安排本项目地施工强度指标.按照以上进度安排,主要施工强度指标如下：

（1）石方洞挖高峰月均开挖强度24822m3/月；

（2）喷砼高峰月均开挖强度：

591.86m3/月；

（3）锚杆高峰月均强度：

2683根/月；

4.2分年度完成工程量计划

分年度完成主要工程量计划表

项目

2005年

2006年

2007年

合计

上半年

下半年

上半年

下半年

上半年

下半年

石方洞挖m3

7498

94774

44348

54385

0

0

201005

喷砼m3

490

2324

1628

1512

0

0

5954

锚杆（根）

952

9620

7467

7579

0

0

25618

五、施工方法

5.1主要施工程序

（1）所有洞井开口,必须完成相应部位地洞脸与井口锚固措施后方能开始洞室开挖,沿缺陷及构造带地洞室开挖掘进,应完成顶拱及井壁地超前锚固措施方能钻爆开挖.

（2）同一立面、高程上相邻地洞塞遵循自下而上、间隔开挖地总体顺序,原则要求上、下层洞塞衬砌浇筑完毕7d后方能进行紧邻地中间层洞塞相应洞段开挖,间隔开挖地洞塞,其开挖应错开施工,先施工洞塞地支护须超前后施工洞塞地开挖至少20m.在平面上相邻地洞塞,其开挖应错开施工,先施工洞地支护须超前后施工洞地开挖至少2