第7章 压力管道含调压井引水隧洞工程施工说明书71.docx
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第7章 压力管道含调压井引水隧洞工程施工说明书71.docx
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第7章压力管道含调压井引水隧洞工程施工说明书71
第7章压力管道(含调压井、引水隧洞)工程
施工方法说明书
本章对本合同范围内的压力管道、调压井和引水隧洞的施工程序和施工方法进行系统说明。
压力管道:
由明管段和埋管段组成,总长423.572m,其中主管长392.905m,支管长30.667m。
埋管段至厂房前在洞内采用卜型分岔,分岔,分岔角为55042,48.14”,支管内径1.2m。
压力管道首段为平洞埋管,从调压井引出地面,长30m;再沿坡面布置为明管段,段长124.786m;明管段接450斜井埋管段,斜井长177.286m;其后转为平洞直达阀坑层,平洞长62.322m。
斜井及平洞开挖直径为3.2m。
压力管道段岩石为闪长岩,地质稳定性好。
引水隧洞:
本合同段承担106m,包括:
黄水河引水隧洞53m(3+970~4+230),黑水河隧洞53m(3+534~3+587)。
引水隧洞断面形式为圆形,φ2.9m,隧洞围岩均为Ⅱ类围岩,岩性为闪长岩。
调压井:
无阻抗园筒式调压井。
调压井顶高程为1790.64m,调压井高27.14m。
上口开挖直径φ10m,下口开挖直径φ11m。
调压井岩石为闪长岩,围岩为Ⅳ类围岩。
开挖主要工程量见表7-1。
表7-1压力管道(含引水隧洞、调压井)开挖工程量表
序号
项目
单位
工程量
1
压力隧洞
洞挖石方
m3
701
2
调压井
土方开挖
m3
350
竖井石方开挖
m3
2510
3
压力管道
土方开挖
m3
850
明挖石方
m3
1300
平洞石方开挖
m3
620
斜井石方开挖
m3
1260
4
合计
m3
7.1压力管道(含调压井、引水隧洞)开挖工程施工
根据本工程的特点和总进度的安排,压力管道开挖施工安排3个工作面进行:
①压力管道明挖工作面,采用自上而下开挖;
②压力管道首段上平洞工作面,采用全断面开挖;
③压力管道下平洞和斜井段工作面(包括6#支洞)。
下平洞和斜井段均通过6#支洞进行开挖,先下平洞段开挖,后斜井段开挖,下平洞段采用全断面开挖,斜井段采用自下而上全断面开挖。
(1)施工支洞
为满足施工需要,在距厂房上游侧99m处布置1条6#施工支洞,进行斜井和下平洞的开挖,具体布置、支洞长度和支洞工程量详见表7.1-1。
表7.1-16#施工支洞参数一览表
序号
项目
单位
参数
备注
1
支洞与压力管道相交的桩号
m
管0+257.434
2
支洞进口距厂房中心线距离
m
99
3
支洞进口高程
m
1552.6
4
支洞未端高程
m
1545.6
5
支洞断面型式
城门洞型
6
支洞断面尺寸(宽×高)
m
3.2×3.17
7
支洞长度
m
90
8
坡度
%
8
9
支洞石方开挖
m3
814
10
喷混凝土支护(δ=5cm)
m3
40
视实际情况而定
11
锚杆φ25(L=1.5m~3m)
根
150
视实际情况而定
(2)施工供风
明挖段供风采用高压橡胶风管供给。
洞外供风系统详见第3章《施工总平面布置说明书及附图》有关内容。
洞内风管采用φ48mm压风管布置在洞内左侧。
(3)施工供水
采用φ48mm钢管从生产水池引向各施工场面。
隧洞内施工用水管均采用φ48mm钢管,布置在洞内一侧边墙下部。
(4)施工供电
施工、用电从供电系统引用,隧洞内用电,照明和动力线均布置在隧洞一侧。
(5)施工照明
洞身段用100W低压防水白炽灯照明,工作面用500W低压投光灯照明。
(6)施工排水
首段上平洞地下水较小,施工排水主要为施工废水,在洞内靠右侧设排水沟,将积水排出洞外。
斜井段和下平洞段施工废水通过洞内排水沟汇集到集水坑,用YW型污水泵通过6#支洞抽排出洞外。
6#支洞内靠右侧设排水沟,下平洞靠左侧设排水沟。
隧洞内排水管采用φ48mm钢管,布置在洞内一侧边墙下部。
(4)通风设备
根据规范确定隧洞通风设备选择的依据:
①隧洞内最低风速不小于0.15m/s;
②隧洞内最大允许风速4m/s;
③确保供应隧洞内工作人员每人不小于3m3/min的新鲜空气;
④对隧洞内的氡气进行有效的稀释。
⑤风管内风速控制在6~8m/s;
⑥吊挂风管平、直、紧、稳,风管转弯半径不小于风管直径的3倍。
合同段隧洞工作面通风最大隧洞长为280m,根据以上布置依据,选择通风方式采用压式通风方式。
在首段上平洞进口处,结合以后引水隧洞的开挖,在洞口布置1台轴流式通风机。
在6#支洞口布置1台轴流式通风机。
通风内管直径均采用φ400mm。
压风管布置距工作面距离25m。
洞内照明、排水布置见图7.1-1。
隧洞开挖施工程序见下框图
隧洞钻爆作业程序见下页框图。
(1)洞口支护
6#支洞洞口地质条件较好,支洞进口只进行喷5cm素混凝土处理。
首段上平洞洞身开挖前,先进行锁口支护。
锁口支护采用锚喷混凝土支护:
锚杆沿径向水平设三排,1.5m×1.5m间距梅花形布置,采用φ22钢筋,长3.0m;喷C20混凝土5cm。
具体布置详见图7.1-2。
锁口支护新增工程量:
锚筋,φ22钢筋,单根长3m24根
喷C20混凝土,厚5cm16m3
隧洞钻爆作业程序
(2)明挖段
施工道路利用2#道路到达1766m高程,0.8m3液压反铲利用首段上平洞洞脸开挖料形成的平台,自上而下甩料开挖至1672.86m高程,装5t自卸汽车运至业主指定地点。
石方开挖采用YT-28手持式凿岩机钻孔,爆破采用控制爆破。
(3)首段上平洞段
明挖利用2#施工道路,石方开挖采用YT-28手持式凿岩机钻孔,边坡采用光面爆破。
开挖渣料就近堆放在洞口附近,形成工作平台。
上平洞隧洞采用全断面法开挖,具体施工如下:
① 测量放线:
由测量工按爆破设计要求,用红油漆画出周边线、中心点及周边孔、崩落孔、掏槽孔点位线,精度控制在±2cm。
② 钻孔:
采用3台手风钻在钻孔平台上进行,严格控制钻孔数量及质量,保证爆破设计的实施。
钻孔要求准、平、直,并冲洗干净。
钻孔施工方法详见图7.1-3。
③ 装药爆破:
炸药选用2#岩石炸药,在有地下水处选用乳化防水炸药;雷管选用毫秒微差非电雷管。
装药工作在钻孔平台上进行,按设计严格控制装药量及封堵质量,严格按设计爆破网络布置。
④ 通风散烟:
上平洞开挖采用自然通风。
⑤ 安全撬挖:
爆破散烟后,由撬挖工站在碴堆上将掌子面、边顶拱各部位的浮石撬挖干净,保证出碴期间安全。
待出碴完毕再补撬一次,保证钻孔、装药期间安全。
⑥ 出碴:
采用小型矿用装岩机装0.6m3矿车,人工推出洞外集中堆放,0.8m3液压反铲装5t自卸汽车运至业主指定渣场。
⑦ 耙碴:
将洞底及掌子面浮碴清除干净,以便安装轨道、打钻平台就位及钻孔施工。
⑧ 安装轨道:
轨道与枕木利用有轨电瓶牵引矿车运输至新开挖隧洞段,人工按设计轨距安装。
⑨ 支护:
上平洞段Ⅳ类围岩,开挖采取临时素喷8cm厚C20混凝土支护措施。
喷射机械采用混凝土喷射机,干喷法施工,喷射机布置在洞口。
工艺流程见喷射混凝土工艺流程框图。
喷射混凝土拌制方式:
在洞口施工现场拌制。
⑩开挖爆破设计
A明挖手风钻开挖
手风钻分层梯段爆破参数见表7.1-2。
表7.1-2手风钻梯段爆破参数表
钻孔
类型
孔深(m)
孔径(mm)
药径(mm)
孔距(m)
排距(m)
装药长度(m)
堵塞长度(m)
单孔药量(kg)
备注
主爆孔
2.0
42
32
1.0
0.8
1.2
0.9
1.2
光面爆破孔
2.0
42
25
0.5
0.6
1.25
0.75
0.5
导爆索引爆
B隧洞开挖
a爆破炮孔布置,详见插图7.1-4。
c爆破设计参数,见表7.1-3。
表7.1-3引水隧洞爆破设计基本参数表
钻孔
类型
孔深
(m)
孔径
(mm)
孔数
(个)
孔距(cm)
排距或抵抗线(cm)
药径(mm)
单孔药量(kg)
总药量(kg)
炸药单耗(kg/m3)
掏槽孔
2.5
42
5(装药)
4(空孔)
/
/
32
2.0
10
崩落孔
2.5
42
16
70
70
32
1.2
19
周边孔
2.5
42
21
50
60
25
0.5
10.5
合计
1.96
d开挖作业循环时间表
隧洞开挖作业循环时间见表7.1-4。
表7.1-4隧洞开挖作业循环时间表
序号
循环工序
时间
min
循环时间(h)
条件
1
2
3
4
5
6
7
8
1
测量放线
30
开挖断面:
园型,直径为3.2m,8.04m2。
岩石:
闪长岩。
设备:
3台YT-28手持钻机,装岩机装矿车,人推出洞外。
2
打钻平台就位
30
3
钻孔
160
4
装药爆破
60
5
通风散烟
20
6
清理撬挖
30
7
出碴
60
8
支护
60
9
其他(铺轨等)
30
合计
注:
(1)循环作业主要参数:
循环进尺2m(孔深2.5m);循环作业时间480min(8h)。
(2)施工进度指标:
日循环数3循环/d;日进尺6m/d;月进尺153m/月(25.5d/月);月平均进尺130m/月(长期效率85%)。
(4)6#施工支洞
6#施工支洞采用全断面法施工。
采用3台手风钻在钻孔平台上进行,出渣采用装岩机装0.6m3矿用小车,并在洞口设5t卷扬配合出渣。
洞口洞内进行喷δ=8cm厚的混凝土临时支护,其他开挖方法及爆破设计与平洞类似,参见上一节。
(5)下平洞段
下平洞开挖利用6#施工支洞开挖机械,出渣方式与6#施工支洞相同,其他施工方法与上平洞相同,详见本章上2节。
(6)斜井段
斜井段隧洞待下平洞开挖结束后,采用从下自上全断面法开挖。
在明管段明挖结束后,在斜井段上进口,用XY-2PC型地质钻机从上进口隧洞中下部平行洞轴线钻1个φ110孔,在进口设1台5t卷扬,钢丝绳通过φ110孔牵引钻架平台,进行斜井开挖。
斜井底部安装轨道,钻架平台在轨道上行驶,同时在底部铺设钢板,以便爆破渣料顺利溜到下平洞。
爆破渣料从下平洞经6#支洞运出,出渣方式与下平洞相同。
爆破参数参见本章第
压力管道和6#支洞新增临时支护见表7.1-5。
表7.1-5压力管道和6#支洞新增工程量表
序号
项目
单位
数量
1
C20喷混凝土(δ=8cm)
m3
144
2
锚杆φ22mm,长3m,间距1.5m×1.5m
根
400
3
挂网φ6.5mm,间距20cm×20cm
m2
900
4
钢板δ=12mm
m2
290
斜井段溜渣
引水隧洞开挖在压力管道上平洞开挖结束后施工。
引水隧洞围岩为Ⅱ类围岩,除遇特殊情况不进行临时支护,其他施工方法与压力管道上平洞相同,具体详见本章第
调压井开挖在压力管道上平洞和引水隧道开挖结束后进行施工。
采用导洞法开挖,导洞设计为φ2m园形洞,从上自下分层开挖,每2m一层。
在洞口顶部设1台3t卷扬吊渣,人工装渣。
导洞成型后,从上自下分层扩挖,每2m一层,周边采取光面爆破对调压井围岩进行保护,每扩挖一层,进行挂网锚喷临时支护一层,再进行下一层扩挖。
扩挖起始段先浇筑井口混凝土3m高后,再进行以下的扩挖。
扩挖扩挖渣料从导洞自落至底部,再从压力管道首段上平洞运出,方式与上平洞出渣方式相同。
导洞开挖采用2台YT-28型手持式凿岩机钻孔,扩挖时采用4台YT-28型手持式凿岩机钻孔。
新增临时支护工程量见表7.1-6。
表7.1-6调压井新增临时支护工程量表
序号
项目
单位
数量
1
井口混凝土
m3
43
2
C20喷混凝土(δ=10cm)
m3
90
3
锚杆φ22mm,长3m,间距1.5m×1.5m
根
377
4
挂网φ6.5mm,间距20cm×20cm
m2
891
隧洞开挖中必须保护围岩不受破坏和确保隧洞开挖面的不平整度。
隧洞开挖中对围岩的破坏主要是指爆破震动对围岩的破坏,故在优化爆破设计和精心施工方面采取相应的措施:
(1)预防震动破坏的核心是控制装药量。
在爆破设计时选用较短的循环进尺,并采用毫秒微差爆破技术,控制单响装药量,控制一次起爆总药量。
(2)技术手段:
采用先进的控制爆破技术——光面爆破和新奥法施工。
施工中严格控制光面爆破质量的关键——准确形成光爆层。
(3)准确的掏槽,是每次爆破成败的关键。
结合本工程岩石地质情况,选用掏槽效果好的平行直孔掏槽形式。
掏槽效果好的作用:
爆破效果好;形成良好的自由面,各种爆破孔在其影响下可减少对围岩的震动破坏影响。
(4)保证施工精度。
在施工中必须保证各工序的施工质量,特别是在测量放线、打孔和装药的精度上确保无误。
施工监测是确保隧洞开挖安全的重要手段。
在隧洞开挖中,布置系统监测设施,对隧洞周边收敛、拱顶下沉、围岩位移和围岩松弛区等项目进行监测。
(1)施工机械主要布置
钻孔机械:
在压力管道明挖工作面布置3台YT-28手持式凿岩机;在压力管道首段上平洞、引水隧洞和调压井工作面布置4台YT-28手持式凿岩机;在压力管道下平洞和斜井段工作面(包括6#支洞)布置3台YT-28手持式凿岩机,其中在开挖斜井段时布置1台XY-2PC型地质钻机。
出渣机械:
在压力管道明挖工作面布置1台0.8m3液压反铲和2台自卸汽车;在压力管道首段上平洞、引水隧洞和调压井工作面和压力管道下平洞和斜井段工作面各布置1台装岩机和1台电瓶车牵引有轨矿车(4个)出渣。
(2)主要机械,见表7.1-7。
表7.1-7主要施工机械表
序号
设备名称
型号、规格
单位
数量
备注
1
手风钻
YT-28
台
10
2
装载机
ZL-30
台
1
3
自卸车
5t
台
2
4
推土机
D80
台
1
5
反铲
PC200(0.8m3)
台
1
日产
6
装岩机
台
2
7
电瓶矿车
辆
2
8
轴流风机
天津90-1
台
2
9
混凝土喷射机
PH-Ⅲ
台
2
10
地质钻机
XY-2PC
台
1
11
水泵
YW型
台
4
12
空压机
见第3章
表7.1-8高峰期劳动力配置表
序号
工种
数量(人)
1
技术、管理
2
2
测量工
4
3
钻工
24
4
爆破工
5
5
装岩机操作工
4
6
电瓶矿车操作工
4
7
空压机工
4
8
喷锚工
10
9
其他
10
合计
7.2压力管道(含调压井、引水隧洞)混凝土工程施工
本标压力管道混凝土包括:
黄水河引水隧洞53m(桩号3+970~4+230m)、黑水河隧洞53m(桩号3+534~3+587m)、调压井、压力钢管(上平段、明管段镇支墩、斜井段、下平段)混凝土。
两条隧洞断面均为圆形,衬砌断面内径2.3m;
调压井高27.14m,断面形式为圆形,衬砌后断面内径9.0m;
压力钢管断面形式为圆形,钢衬后断面内径2.2m,衬砌厚度0.5m。
其上平段长24.5m,明管段长114.786m,斜管段长177.286m,下平段长75.722m。
该部分主体混凝土总量为2257m3,施工支洞混凝土48m3具体分布情况见表7.2-1。
表7.2-1压力管道混凝土分布情况表
序号
工程部位
单位
数量
备注
1
压力管道上平段
m3
67.24
C15
2
压力管道斜井段
m3
486.57
C15
3
压力管道下平段
m3
173.79
C15
4
压力明管镇支墩
m3
289.40
C15
5
两条隧洞
m3
260
C15
6
调压井
m3
980
C15
7
支洞封堵
m3
48
C20
合计
m3
2305
C15
混凝土施工程序流程图
压力管道混凝土运输情况见下表:
表压力管道混凝土的运输情况表
序号
浇筑部位
水平运
输设备
水平运输路线
运距(m)
入仓设备
1
引水隧洞
6m3砼搅拌运输车
拌和系统→2#路→▽1776m进人孔
2279.2
混凝土泵
2
调压井
6m3砼搅拌运输车、5t自卸汽车
拌和系统→2#路→▽1790m
2500
5t卷扬机吊1m料罐配合溜槽
3
压力管道上平段
6m3砼搅拌运输车
拌和系统→2#路→▽1766m进人孔
2279.2
混凝土泵
4
压力管道明管段
6m3砼搅拌运输车
拌和系统→2#路→▽1672.86m进人孔
1422.3
混凝土泵配合手推车
5
压力管道斜管段
6m3砼搅拌运输车
拌和系统→2#路→▽1547m支洞
264.4
混凝土泵
6
压力管道下平段
6m3砼搅拌运输车
拌和系统→2#路→▽1547m支洞
264.4
混凝土泵
7
支洞封堵
6m3砼搅拌运输车
拌和系统→2#路→▽1547m支洞
264.4
混凝土泵配合胶带机
⑴引水隧洞
根据引水隧洞的布置形式、结构特点及施工总进度的安排,在每条隧洞全部开挖作业完成后,即进行相应隧洞的混凝土衬砌施工。
隧洞混凝土施工安排在2003.9~2004.10施工,平均月浇筑强度为174m3。
两条引水隧洞混凝土衬砌施工采用定型模板,混凝土泵入仓的方式,由里向外朝调压井方向分段施工,并交替进行,混凝土浇筑段均长10m,最大浇筑段长11m。
为避免调压井开挖对隧洞混凝土的震动影响,待调压井开挖结束后再进行隧洞混凝土衬砌。
⑵调压井
因调压井采用自上而下的开挖顺序,为保证调压井进口岩体的稳固,根据调压井上部开挖岩体的特性,在调压井上部扩挖到一定深度时(h=6m或9m),进行锁口施工(按设计图纸混凝土体形厚度,浇筑3m或6m深混凝土保护调压井上部岩体)。
根据调压井的布置形式、结构特点及施工总进度的安排,在调压井全部开挖及两条隧洞衬砌完成后,即开始调压井剩余混凝土施工。
调压井混凝土施工安排在2003.10~2004.12施工。
调压井混凝土施工主要采用定型钢模板,混凝土入仓方式主要采用溜槽配合5t卷扬机吊1m3卧罐入仓,钢筋、模板用5t卷扬机送入仓内,混凝土浇筑由下至上以3m为一层分层进行。
启闭机排架混凝土:
排架施工先浇立柱,再浇横梁。
使用组合钢模板,并在现场拼装立模。
钢筋在加工厂加工后运至现场绑扎、焊接。
混凝土仍用6m3搅拌运输车运送至现场,由混凝土泵输送入仓,并用插入式振捣器振捣密实。
⑶压力管道明管段镇支墩
根据开挖进度和场地布置的限制,压力管道混凝土施工在明管段镇支墩全部开挖完成后进行。
因压力管道明管段镇支墩分布在斜坡上,拟在镇支墩基础全部开挖完成后,挖方设备退出,移交工作面后,由混凝土泵站在高程▽1672.860m进人孔处,顺次浇筑混凝土。
镇支墩浇筑施工采用组合钢模板辅以少量木模板,由10t平板车从加工厂运送至▽1766m施工道路处或▽1672.86m施工道路处,就近由人工运送至仓内安装。
压力管道明管段镇支墩施工安排在2003年11月~12月。
⑷压力管道暗管段
压力钢管暗管段混凝土浇筑以安装的钢衬为模板,其回填进度受压力管道安装进度的控制,混凝土的浇筑分段也由管道的安装管节长度确定。
同时在混凝土浇筑时,注意留出下段钢管安装长度。
压力管道暗管段施工安排在2003年12月~2004年2月。
①压力管道下平段混凝土施工在压力管道下平段全段开挖完成后,即进行回填混凝土施工。
选用6m3混凝土运输车运送混凝土,由混凝土泵站在6#支洞与压力管道下平段入口处进行浇筑。
②压力管道斜井段回填混凝土,在下平段回填混凝土和斜井段开挖全段完成后进行。
选用6m3混凝土运输车运送混凝土,由混凝土泵站在6#支洞与压力管道下平段入口处进行浇筑。
③压力管道上平段回填混凝土,在调压井和隧洞混凝土浇筑完成后,进行施工。
选用6m3混凝土运输车运送混凝土,由混凝土泵在施工道路▽1766m处进行浇筑。
⑴基础岩面处理
撬除基础岩面上活动石块,清除浮碴、泥沙和污物,再用水冲洗干净,并引出积水。
⑵施工缝面的处理
施工缝面包括工作缝和冷缝。
待混凝土初凝至终凝前,适当时机,主要以人工打毛,加工成毛面。
浇筑上一层混凝土前,对缝面上松动石子、泥沙和污物,冲洗干净,确保新老混凝土良好结合。
⑴引水隧洞
根据引水隧洞的结构型式,结合施工工艺、总进度安排和经济考虑,本工程混凝土施工拟选用的定型钢模板,定型钢模板长度为3m(或2m、1m),宽1.2m,钢模厚3mm。
定型模板在加工厂分片制作,其中3m长模板共制作6块、2m模板共制作2块、1m模板共制作2块,制作成型后,用10t平板车从加工厂运至压力管道上平段进人口处,人工搬运至工作现场进行组装。
引水隧洞混凝土分段分层施工,每段分为下半段施工和上半段施工。
混凝土施工时,先进行引水隧洞的下半段施工,再进行上半段施工。
引水隧洞上半段混凝土浇筑模板支撑形式示意见下图:
插图隧洞上半段定型模板支撑示意图
⑵调压井
根据调压井的结构型式,结合施工工艺、总进度安排和经济考虑,本工程混凝土施工在圆弧段使用的定型钢模板,闸门墩及闸门轨道槽的模板选用组合型钢模板辅以少量木模板。
定型钢模板在加工厂分片制作成型后,用10t平板车从加工厂运至调压井顶部▽1790.4处,由5t卷扬机送入工作现场进行组装。
定型钢模板形式见下图:
插图调压井定型钢模板结构示意图
各部位钢筋均在钢筋加工厂内加工成型后用5t载重汽车运到施工现场,按其类别与型号摆放整齐。
根据设计施工图和测量点线,进行搭架、分距、摆放、绑扎和点焊。
各种型号钢筋主要采用搭接手工电弧焊。
手工电弧焊由具有合格资质的电焊工持证上岗,按有关规范和规定施焊。
锚筋施工采用
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- 第7章 压力管道含调压井引水隧洞工程施工说明书71 压力 管道 调压 引水 隧洞 工程施工 说明书 71