005压力管道斜井开挖施工技案.docx
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005压力管道斜井开挖施工技案
施工技术方案申报表
(承包[2011]技案005号)
合同名称:
撒多水电站厂区枢纽工程合同编号:
SLH-SD-SG-VI
承包人:
葛洲坝集团第二工程有限公司撒多水电站厂区枢纽工程项目部
致:
水洛河撒多工程监理部
应业主要求,我部已完成压力管道斜井开挖施工方案的编制工作,并经我方技术负责人审查批准,现将《压力管道斜井开挖施工方案》报送贵部,请审核!
附:
《压力管道斜井开挖施工方案》
承包人:
葛洲坝集团第二工程有限公司
撒多水电站厂区枢纽工程施工项目部
项目经理:
日期:
2011年5月10日
监理机构:
水利部丹江口水利枢纽管理局
建设监理中心水洛河撒多工程监理部
签收人:
日期:
年月日
说明:
本表一式6份,由承包人填写,监理机构审核后,随同审批意见承包人、监理机构、发包人、设代机构各1份。
撒多水电站厂区枢纽工程
(合同编号:
SLH-SD-SG-Ⅵ)
压力管道斜井开挖施工方案
批准:
审核:
编制:
葛洲坝集团第二工程有限公司
撒多水电站厂区枢纽工程施工项目部
二〇一一年五月十日
压力管道斜井开挖施工方案
1概述
1.1工程概况
压力管道斜井段由上弯段(管0+070.764~管0+088.127)、斜井段(管0+088.127~管0+224.427)、下弯段(管0+224.427~管0+241.88)共3部分组成,开挖断面7.2m,开挖高度120.5m,开挖长度171.12m。
其中上、下弯段已经开挖完成。
压力管道斜井为直径7.2m圆形断面,溜渣井为直径4.0m圆型断面,反井钻导井为直径1.4m圆型断面,目前导井已施工完成。
斜管段先采用反井钻钻设直径1.4m的反导井,之后采用人工打设直径4.0m溜渣井,最后人工自上而下全断面扩挖。
1.2工程地质
压力管道地表基岩裸露,坡度55~65º,坡体稳定。
洞身段深埋于雄厚山体之中,管线(斜管)倾向S20ºW,倾角50º,岩层倾向管道右侧略偏调压井方向。
上、下平段及斜段围岩岩性为
层片理化石英岩,微风化~新鲜,次块状结构,地下水活动轻微,属Ⅲ类围岩。
但由于隧洞展布方向与地应力方向近于垂直,在地应力长期作用下洞壁围岩易于产生塑性变形,甚至使片理面松弛而丧失强度,对围岩稳定不利。
根据地应力最大主压应力线和岩层产状分析,隧洞顶拱和左壁易受地应力的影响而发生变形破坏,施工中宜及时支护,控制变形发展。
1.3主要工程量
压力管道斜井开挖施工主要工程量,见表1-1。
表1-1压力管道斜井开挖支护工程量
序号
项目名称
规格
单位
工程量
备注
1
石方井挖
m3
6967
备注:
以上工程量为估算工程量,具体工程量以现场实际发生量为准。
2编制依据
(1)压力管道结构布置图(QY63SG-435-1
(1)~
(2)R1);
(2)《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》SL47-94;
(3)《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》DL/T5099-1999;
3施工布置
3.1施工通道布置
主要施工道路为:
开挖道路:
R6道路→8#施工支洞→8-1#施工支洞→压力管道上平段→压力管道斜井
出渣道路:
压力管道下平段→1#施工支洞→进厂交通道路→呷落罗渣场。
3.2风、水、电布置
3.2.1供风布置
由设置在8#施工支洞洞口右侧平台的集中供风站负责供风,供风能力为80m3/h。
采用DN100钢管经8-1#施工支洞、压力钢管上平段接入,接Φ50高压橡胶管至作业面,用膨胀螺栓固定于井壁之上。
3.2.2施工用水
利用布置在洞口上方EL.1793m高位水池供水,采用DN100钢管经8-1#施工支洞、压力钢管上平段接入,在反井钻基础旁布置一个集水井直接供水,斜井扩挖时接Φ50橡胶软管至作业面,用膨胀螺栓固定于井壁之上。
3.2.3施工用电
施工用电由布置在厂8#施工支洞洞口右侧平台的2#变电站接入施工工作面。
3.3施工通风
采用机械通风的方式进行通风,在8#施工支洞洞口布置一台35kw轴流式通风机,接直径为0.8m柔性风筒将新鲜风流压入工作面,同时污风经洞室排出洞外。
3.4施工排水
施工过程中产生的废水和洞内渗水在导孔未贯通前采用潜水泵抽至压力管道上平段集水池,经布置于压力管道内的潜水泵经8#施工支洞排至洞外。
导孔贯通后施工废水汇集至压力管道下平段,经1#施工支洞集水坑集中抽排至洞外。
3.5渣场布置
渣场布置于呷落罗沟弃渣场,运距3.8km。
3.6其它布置
施工照明采用洞内低压照明线路提供照明,喷射混凝土混合料利用我部拌合楼统一拌制,6m3混凝土搅拌车运输至压力管道上平段,溜槽溜至喷射部位。
4施工主要程序及施工方法
4.1垂直运输系统布置
采用活动爬梯作为人员及小型设备上下通道。
后期斜井进行井身全断面扩挖时,利用原溜渣井开挖使用的活动爬梯供作为人员和材料的提升通道。
沿斜井井壁每隔2.0m长度布置2根Φ25爬梯定位钢筋(L=1.0m,入岩0.8m),外露部分向上弯折以利于悬挂爬梯。
爬梯采用Φ22竖向钢筋+Φ18横向钢筋+φ16(圆钢)保护圈钢筋组成。
单节长2.5m,立杆顶部做成弯钩以利于与井壁定位插筋挂接。
爬梯具体布置参见附图4。
4.2施工准备
斜井反导井施工之前首先浇筑反井钻机施工平台,平台水池基础与反井钻基础底面位于同一高程,水池净断面尺寸为10×2×1.5m(长×宽×高)。
反井钻C20混凝土基础尺寸为4×6×(1.5~2.65)m(长×宽×高),其中二期浇筑预留孔洞尺寸务必保证以满足螺栓安装需要,为保证反井钻基础操作平台安放,需将高压管道上弯段已开挖部分进行部分石渣回填。
反井钻施工平台布置详见附图1。
溜渣井直径为4.0m,溜渣井自上而下开挖,循环进尺控制2.5m。
为便于施工人员上下,施工前首先施工斜井爬梯。
溜渣井井壁扩挖时设置活动爬梯,以利施工人员上下。
首先在溜渣井下井壁打设爬梯定位插筋,插筋长1m,入岩0.8m,外露部分向上弯折,以利于悬挂爬梯。
插筋采用YTP-28手风钻钻孔,插筋注浆采用M20水泥砂浆。
溜渣井下井壁安装整体为活动式爬梯,爬梯单节长度2.5m,爬梯垂直踏步间距为0.3m。
爬梯立杆采用两根L=2.5m的Φ22级插筋,横杆为L=0.45m的Φ18钢筋,保护圈为半径R=45cm的Φ16钢筋,爬梯立杆顶部弯曲成弯钩型式,以利与插筋挂接。
施工用风从8#施工支洞中接取,采用8#施工支洞开挖支护施工供风系统供风,利用Φ50管沿导井壁利用膨胀螺栓接至开挖部位,在爆破时拆除,每开挖一段重新布置一段。
施工用电采用低压动力电缆接至施工部位,施工照明采用防爆灯沿井壁间隔2.0m布置。
施工过程中上下通讯采用对讲机和电铃双重保证。
4.3测量放样
由测量专业人员严格按施工措施要求放线进行测量放样,钻孔应根据测量放样进行施工,保证施工精度。
4.4钻孔、装药、爆破
待直径1.4m反导井开挖完成后立即自上而下扩挖成4.0m溜渣井。
采用自上而下分层爆破的施工方法。
待溜渣井扩挖形成以后,即刻对斜井进行自上而下分层的全断面井身扩挖。
溜渣井及斜井全断面扩挖分层高度均2.5m,共分55层。
溜渣井采用两台手风钻在溜渣井井壁及内部均布置爆破孔。
爆破孔间距按100~105cm控制,控制钻孔深度按2.5m控制,炸药单耗按0.87kg/m3控制。
斜井全断面扩挖采用四台手风钻在斜井井壁上钻设周边光爆孔,内部钻设爆破孔。
爆破孔间距按100~105cm控制,周边光爆孔孔间排距按0.7m控制,控制钻孔深度按2.5m控制,炸药单耗按0.70kg/m3控制。
钻孔完成后装药之前,用高压风将孔内积水和岩粉(屑)冲洗干净,然后进行验孔,若孔深或孔位不符合设计要求时,必须重新进行补钻。
装药完成后,用水泥纸等柔性材料对炮孔进行堵塞,并用炮棍轻轻捣实,根据爆破设计要求联结起爆网络。
联网结束后,由爆破工程师和现场施工质检人员复核检查,确认无误后,现场施工人员、设备及下部爬梯撤离爆破平台,并做好警戒,由炮工负责引爆。
溜渣井钻孔过程中需在反导井井口布置直径2.0m,厚度20mm的钢板盖板,以防止施工人员不慎掉入反导井。
在斜井上口距离井筒外壁2.0m位置处布置防护栏杆,防护栏杆高1.2m,涂刷红白相间油漆,栏杆底部布置两排的竹跳板,以防止杂物不慎掉落斜井,造成人员伤亡及设备破坏事件的发生。
具体钻爆参数详见附图2。
4.5循环作业时间
溜渣井每层钻孔总数为26个,进尺2.5m,采用2台手风钻钻孔,造孔需8小时,装药联网爆破2小时,通风散烟及安全处理2小时,每层爆渣约25m3,爆渣从反导井溜至压力管道下平段,可以不考虑出渣影响。
再考虑垂直运输、工序衔接和交接班,按两天三个循环计,溜渣井扩挖需45天。
斜井全断面开挖每层钻孔总数49个,进尺2.5m,采用3台手风钻钻孔,造孔需10小时,装药联网爆破4小时,通风散烟及安全处理4小时,每层爆渣约56m3,爆渣从反导井溜至压力管道下平段,可以不考虑出渣影响。
再考虑垂直运输、工序衔接和交接班,按一天一个循环计,溜渣井扩挖需61天。
压力管道溜渣井开挖循环作业时间安排参见表4-1,压力管道斜井全断面扩挖循环作业时间安排表4-2。
表4-1压力管道溜渣井扩挖支护排炮作业循环时间
工序
部位
时间
单位
测量
放线
钻孔
装药
爆破
通风
散烟
安全
处理
循环
时间
Ⅱ、Ⅲ类围岩段
h
1
8
2
1
1
14
不良地质段
h
1
10
2
1
2
16
备注
a、溜渣井施工采用反井钻机
b、Ⅲ类围岩排炮循环进尺2.5m左右,不良地质段排炮循环进尺不大于1.5m。
表4-2压力管道全断面扩挖支护排炮作业循环时间
工序
部位
时间
单位
测量
放线
钻孔
装药
爆破
通风
散烟
安全
处理
循环
时间
Ⅱ、Ⅲ类围岩段
h
2
10
4
2
2
20
不良地质段
h
2
12
4
2
4
24
备注
a、溜渣井施工采用反井钻机
b、溜渣井自上而下开挖完成
c、Ⅲ类围岩排炮循环进尺2.5m左右,不良地质段排炮循环进尺不大于1.5m。
压力管道溜渣井及斜井开挖施工布置图,详见附图3,附图4。
4.6石渣运输
溜渣井爆破完成后,采用人工扒渣至开挖完成的反导井溜至压力管道下平段。
斜井爆破完成后采用0.2m3反铲进行转渣,石渣经溜渣井至压力管道下平段。
溜至压力管道下平段由3.0m3装载机装渣,20t自卸式汽车运往呷落罗沟渣场。
爆渣运输路线:
压力管道下平段→1#施工支洞→进厂交通道路→呷落罗渣场。
运距约为3.8km。
5专项安全技术措施
5.1施工安全技术措施
5.1.1新安装或经拆检后安装的爬梯,应进行严格检查,在确定安装牢固之后才可投入使用。
5.1.2溜渣井及斜井全断面扩挖时,施工人员必须严格按照安全规定佩带安全绳,没有佩带或者佩带不规范者坚决禁止下井进行施工作业。
5.2爆破安全技术措施
5.2.1爆破安全严格按照《爆破安全法规》执行。
5.2.2及时调整和优化爆破设计,减少爆破大块率,控制爆破后石渣块度不大于导井或溜渣井直径的1/3,防止渣料块度过大堵塞导井或溜渣井。
爆破设计经有关部门审核批准,从技术上保证爆破方案的安全可靠性。
5.2.3爆破施工时,指派有一定爆破经验的安全员专项负责,并按以下要点操作:
(1)炮孔必须按规定的长度堵塞,并保证堵塞质量,防止冲孔或飞石。
(2)建立严格的盲炮处理制度,发现问题立即封锁现场,指派有经验的爆破人员进行排险。
(3)爆破时,人员设备撤离至安全区,对危险区进行警戒,警戒范围包括实施爆破的斜井和与斜井连接的上、下平段。
(4)斜井爆破一律采用磁电雷管引爆,不允许使用火雷管引爆。
(5)爆破前做好安全评估工作,并采取相应的措施。
5.2.4爆破警戒时设立明显的警示标志,安全警戒人员和作业人员必须佩带安全帽或袖标,通过口哨提醒人员设备撤离警戒区,防止发生意外;爆破完成经安全检查确认安全后方可开放交通。
安全检查的内容主要包括:
(1)有无瞎炮及可疑情况。
(2)有无残余炸药和雷管。
(3)有无松动岩块。
(4)支护有无损坏和变形。
5.2.5每次爆破完成后进行效果分析,总结经验,以便更好地控制爆破药量,取得更佳的爆破参数,在保证爆破效果的前提下,将用药量和震动减到最小。
5.3地下水及洞内废气处理安全技术措施
5.3.1保持工作面干燥,遇围岩破碎、地下水丰富或活动频繁段应采用排水管妥为引排,并及时支护。
在确保水能排出的情况下采用喷混凝土对壁面进行封闭,否则严禁封闭。
5.3.2建立可靠的通风系统,洞室爆破后立刻启动通风设备进行通风排烟,确保洞内空气清新、通视度高,洞内空气污浊时不宜进入作业。
5.4风水电施工安全技术措施
5.4.1用于斜井施工的风水电管线和其它管路固定于井壁,拉直并平行布置。
照明亮度满足作业要求,安全可靠。
主管线距离施工工作面30~50m,爆破作业时应对主管线接口进行防护。
5.4.2施工作业时应经常检查风水电管线的完好性,尽量避免撞伤或拉断。
风水管线一旦被撞伤或拉断,应及时进行检修,检修时截断风源和水源,并悬挂“有人工作,不准送风(水或电)”的警告牌。
5.4.3施工现场用电设备应定期进行检查,防雷保护、接地保护、变压器等每季度测定一次绝缘强度,移动式电动机,潮湿环境下电气设备使用前应检查绝缘电阻,对不合格的线路设备要及时维修或更换,严禁带故障运行。
5.4.4施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》TGJ46-88规定执行。
5.4.5电工操作高压电气设备回路时,必须戴绝缘手套,穿电工绝缘靴并站在绝缘板上,严禁非电工进行电气操作。
5.4.6施工照明线路一律使用绝缘良好的电缆线,严禁使用胶织线或花线。
开关一律使用空气开关,并且设有漏电保护器。
5.4.7设置备用电源作应急用。
5.5其它安全注意事项
5.5.1斜井施工的所有操作人员严格执行相关“操作规程”,树立“安全第一”的思想;施工中所有机操人员和配合工种,必须听从指挥讯号,不得随意离开岗位,并经常注意机械运转情况,发现异常立即停机检查处理;机械设备必须实行专机专人持证操作,严格执行交接班制度和机具保养制度。
5.5.2正确佩戴安全防护用具,作业时将安全绳牢固的挂在井壁锚杆上,安全绳每人一根,不能多人共用。
经常检查安全绳磨损情况,发现断股现象立即更换。
5.5.3作业前的安全教育及技术交底:
(1)斜井施工人员编制相对稳定,由项目部职能部门对其进行一次安全教育,加强作业人员的安全思想意识和对事故预测、预控及自我保护能力。
(2)对作业人员进行现场安全技术交底,作业人员一律实行签到制度。
(3)每班必须设一个专职安全员在进口盯班,每小时用对讲机与井内作业人员进行一次通话联系。
(4)井口设立安全作业牌,记录当班工作内容、人数、带班负责人及应注意的安全事项等。
(5)作业人员每班坚持班前五分钟安全教育签到制度。
5.5.4施工过程中密切注意工作面上方情况,防止可能产生的岩爆伤人。
5.5.5积极做好安全生产检查,发现事故隐患,要及时整改。
5.5.6斜井开挖施工期,建立一套完善科学的洞室施工安全监测体系,定期进行围岩观测,发现变化时立即通知人员设备撤离。
并依据监测到的变化情况及时调整施工程序。
5.5.7对开挖后发现的不良洞段,及时采取临时支护措施,每班指定专人巡察,发现问题及时报告处理。
6不良地质段施工方案
6.1断层、破碎带及Ⅳ类围岩段施工
6.1.1当断层破碎带内充填软塑状断层泥或特别松散的颗粒时,根据监理指示可采取超前锚杆或超前小导管以及超前管棚法超前支护,在超前支护的保护下,进行分部分层开挖。
若断层地段出现大量涌水,则采取引、排、堵、截结合的治理措施。
6.1.2采用浅钻孔、弱爆破、多循环的施工方法,严格控制炮眼数量、深度及装药量,尽量减少爆破对围岩的震动。
6.1.3采取超前锚固,爆破后立即喷混凝土封闭岩面,出渣后,再打系统锚杆、挂网、喷混凝土,必要时设置钢拱架支撑。
6.1.4对地下水活动较严重地段,采取小导管预注浆或全封闭深孔固结止水注浆进行综合治理。
6.1.5加强施工安全监测,勤检查和巡视并及时分析监测成果和检查情况,掌握围岩应力应变情况,及时采取行之有效的支护。
6.2严重渗水段施工
6.2.1开挖中洞内渗水面积较大时,采用钻孔将水集中引入集水井中,然后用水泵抽出洞外。
6.2.2当地下渗漏水水量较丰富或渗水量较大时,开挖前先进行超前固结灌浆,再结合超前锚杆、超前小钢管等超前支护或全封闭深孔固结止水注浆措施进行处理,并且在开挖掌子面前方保留不小于10m的搭接长度。
超前锚杆和小钢管安装采用快硬水泥卷,以缩短待凝时间。
7施工进度计划
施工进度计划,见表7-1。
表7-1施工进度计划表
序号
项目
开工时间
完工时间
施工时间
1
反导井施工
2011.02.20
2011.03.31
39d
2
溜渣井施工
2011.04.15
2011.05.31
46d
3
井身开挖支护施工
2011.06.01
2011.07.31
61d
8资源配置
8.1劳动力配备一览表
劳动力配备,见表8-1。
表8-1劳动力配备一览表
序号
名称
单位
数量
1
测量员
人
3
2
炮工
人
4
3
钻工
人
8
4
空压工
人
2
5
电工
人
2
6
修理工
人
2
7
司机
人
12
8
辅助用工
人
10
9
管理人员
人
6
总计
人
49
8.2机械设备配置
主要机械设备配置,见表8-2。
表8-2主要机械设备配置表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
变压器
1600kVA
台
1
2
电动空压机
20m3/min
台
3
备用1台
3
气腿钻
YTP-28
套
10
4
反井钻机
台
1
5
小反铲
台
1
0.2m3
6
侧卸装载机
LG850
台
1
3.0m3
7
自卸汽车
20t
台
6
8
潜水泵
QY-25
台
2
9
轴流式风机
35kw
台
1
9质量、安全、文明施工及环保措施
9.1质量保证措施
9.1.1严格按设计图纸、设计修改通知及相关技术规范进行施工。
9.1.2开挖前认真做好爆破设计方案,做好光面爆破参数设计,并进行爆破试验,以选择合理的爆破参数,获的比较满意的爆破效果。
9.1.3采用先进的测量仪器和熟练的测量人员,提高观测效率、观测精度;每次爆破后必须放样,在掌子面上用红油漆画出开挖轮廊线,并标定顶拱中心线和两侧腰线,并及时复测上循环的超欠挖情况,对欠挖的部位及时进行处理。
9.1.4不良地质洞段的开挖和洞身交叉口段的开挖严格控制进尺和爆破药量,采用小药量爆破,以确保围岩的稳定性。
9.1.5钻孔时严格按照设计钻爆图施工,各钻工采用分区定点施钻,由施工和质检人员按“平、直、齐”的要求检查钻孔质量。
9.1.6支护施工各种材料均应三证齐全,未经检验的“三无”材料或产品严禁进入施工流程。
9.1.7对各道工序实行三检制,在自检合格的基础上,报请监理工程师检查验收,合格后进入下道工序施工。
9.1.8对于围岩破碎,渗水比较严重的洞段及时设置排水孔,尽快确定支护方式及时支护。
9.1.9对全部施工过程,进行全面质量控制,质检部门随时对洞内的施工质量进行检查,杜绝质量事故的发生。
9.2安全控制措施
9.2.1所有进入施工现场人员,必须按规定配带安全防护用品,遵守安全规章制度,听从安全员统一指挥。
9.2.2洞室施工前首先检查围岩情况,危石清除后方能继续施工。
每次爆破后仔细排除松动岩块,及时清除危岩确保施工安全。
9.2.3每次洞室爆破前,现场施工和安全人员做好爆破警戒工作。
9.2.4不良地质段开挖时,按照“短进尺、弱爆破、先护顶、强支护”的原则进行施工,减少对围岩的扰动。
对于稳定性很差的围岩,采用超前锚杆或管棚进行预支护后,才能继续向前掘进。
9.2.5洞与洞、洞与井交叉部位施工前,按施工图纸要求和监理人批示做好锁口和超前支护工作。
9.2.6每日进行安全巡检,每周进行安全检查,每月进行安全考核。
对不服从安全人员检查,拒不执行安全管理制度的施工作业人员进行严肃处理,对存在安全隐患的施工部位应责令停工整改。
9.3文明施工及环保措施
9.3.1保证现场交通道路平整、畅通,保持路面湿润无扬尘;洞内两侧设置连续畅顺的排水系统,保证施工道路无积水。
9.3.2在洞内岩壁上挂设醒目警示标志,标志出正在施工洞段,设置专项的安全防护设施。
9.3.3洞室爆破后启动通风设备通风,并对爆破渣堆进行洒水除尘。
9.3.4施工过程中,保持洞内通风畅通,防止各种粉尘,废气等污染施工环境,并采取有效措施降低噪声、振动等污染环境和危害人体的身心健康。
9.3.5施工设备的停放整齐有序,设备性能安全、可靠;操作人员证件齐全,规范操作。
机械设备修理后,场地无油渍、杂物。
9.3.6施工现场材料堆放整齐有序,实行材料定额管理制度,避免材料浪费和占用施工空间,保持整齐、清洁和宽敞的工作环境。
附:
高压管道斜井开挖施工图
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