参考借鉴某工程引水隧洞工程施工方案doc.docx
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参考借鉴某工程引水隧洞工程施工方案doc
某工程取水隧洞施工方案
1工程概述
某工程取水隧洞从主坝与副坝
(一)间的山体穿过,该取水隧洞长129m(桩号A0+000.000~A+129.270),进水口引渠长为230.8m(桩号Q0+000~Q0+230.8)。
其中A0+037.000~A+047.500为竖井段,隧洞进口底板高程为33.0m,出口底板高程32.6m,进口至竖井段坡比为0.0%,竖井至出口段坡比为0.489%。
隧洞断面为城门型,开挖断面最大尺寸3.7m(宽)×3.9m(高),衬砌后洞身尺寸2.5m(宽)×2.7m(高),直墙高1.45m,隧洞采用C25防渗(W8)钢筋混凝土衬砌。
隧洞采用新奥法施工,钻爆法开挖,机械通风,有轨运输,喷锚执壶,监控量测,台车模筑。
2施工准备
2.1现场准备
隧洞钻爆开挖前,现场要达到业主要求的施工条件。
水、电管线接入工地,对外交通、运料、出碴道路修通,场地平整,施工、生活设施搭建完成,排水、除污、防洪、防台、防火、通讯设施齐备。
施工所用火工材料、钻孔及出渣机械设备齐备并经检查、检修、状况良好。
试验仪器、设备、(监)测量仪器按有关部门要求试验、标定合格后运至现场。
2.2技术准备
施工前完成地质勘探,工程测量交接桩;会同业主、设计、监理进行施工图纸会审;技术人员完成实施性施工组织设计,质量计划,作业指导书等技术资料的编制和报审,并对操作人员进行详细的施工技术交底和质量、安全意识教育。
3取水隧洞施工方案
3.1取水隧洞总体施工方法
根据实际地形状况及目前水库施工进度、汛期之际情况,确定整体施工方案为:
先从隧洞的进口段(上游段30m)及引渠段(进口段28m)进行施工,包括洞脸及其护坡、栏污栅和洞身衬砌的施工,赶在汛期前完成,并且封堵隧洞进口端,在封堵体中敷设DN1200钢管,并安装闸阀,封堵长度初定为10m。
最晚在(7月15日)前拆除围堰,闸阀保持关闭状态,继续其它工程项目的施工。
在进口段施工的同时,进行竖井、隧洞下游段及检收道路等的施工。
隧洞下游段开挖完成后再从封堵端往出口衬砌混凝土。
隧洞总体施工程序如下:
3.2取水隧洞开挖方法
隧洞开挖主要采用全断面开挖的施工方案,利用气腿式手风钻钻孔,采用光面爆破的钻爆法进行开挖掘进,采用架设木模板、钢管支护等施工手段进行隧洞支护,并利用先进设备加强隧洞量测,指导隧洞施工。
对于洞口段和不良地质洞段,采用正台阶弱爆破或无爆破开挖,尽量减小对围岩的扰动,有效控制开挖规格,并利用架设木模板、钢管支护等施工手段进行初期支护。
施工中,为避免施工工序间的相互干扰,先进行隧洞的开挖及初期支护交叉作业待隧洞贯通后,再进行衬砌混凝土。
(1)施工测量控制
1)洞外控制
隧洞洞外采用三角测量,每个洞口至少设置三个平面控制点,且三个点互相通视,高程控制采用水准测量进行,每个洞口应布设两个精度水准点,两个水准点以安置一次水准仪即可联测为准。
2)洞内控制:
洞内控制采用导线法进行控制测量,在开挖面向前推进时,用以进行放样来指导开挖的导线,其边长为25~50m。
(2)隧洞进、出口洞脸施工
隧洞进、出口洞脸段地层为全风化岩,下伏强风化岩,进、出口洞脸稳定性较差,因此隧洞进、出口洞脸段开挖方法采用明挖施工,明挖长度约5~8m,施工中采用分段分层阶梯式开挖,逐次向下进行,开挖一层则立即按规范要求对坡面进行护坡处理,再进行下一层施工。
地表的围岩为全风化岩层,开挖边坡采用1:
1,靠近洞底高程围岩为强风化岩层,开挖边坡采用1:
0.75,开挖时使用挖掘机开挖和装载土方,配备自卸汽车装运土石方。
(3)隧洞进、出口段的施工
隧洞进、出口段地层为强风化岩层,围岩稳定性较差,采用半断面超短台阶法施工,台阶长2m并及时做好初期支护。
施工作业程序如下:
施工方法:
手持式风动钻钻孔爆破、人工推胶轮车出渣。
施工临时支护采用木模板、钢管支撑支护。
进、出口段施工时,采用半断面超短台阶施工,台阶长2m,以人工配合机械开挖为主,松动爆破开挖为辅,每个循环进尺1m,每开挖2m施作一次初期支护。
在断层破碎带,采用半断面拱形开挖,留核心土方法施工,及时进行初期支护,台阶可适当延长。
(4)隧洞中间段施工
本隧洞仅约130m长,长度较短,后期施工由出口设一工作面进行。
隧洞中间段地层为弱风化~微风化Ⅲ、Ⅱ类围岩,大部围岩稳定性较好,局部较差,施工开挖方法采用全断面光面爆破开挖,支护方法采用木模板、钢管支撑支护。
施工作业程序如下:
3.3爆破设计
隧洞采用的炸药有普通硝酸铵炸药和乳化炸药,药卷直径:
周边光爆孔Φ25mm,其它孔为Φ35mm。
线密度为0.75㎏/m;引爆雷管有非电毫秒雷管、8#纸壳火雷管。
为利于运输和减少仓库的储存量,降低这种危险品的储存风险和仓库的建造成本,决定每次只采购7天左右的炸药用量。
炮眼成孔采用气腿式风钻机。
钻头为合金钻头、直径Φ42mm。
钻杆为直径22㎜、长2.5m,另配备少量0.5m、1.0m及1.5m的钻杆以利补炮时用。
1)掏槽眼设计
采用相邻两茬炮间左、右布置掏槽眼,如上茬炮在左边,那么本茬炮掏槽眼布置在右边;本工程取水隧洞的掏槽眼的布置,因断面尺寸所限,决定选在洞中心,即最高点在断面的中部靠上方,不增加钻眼的难度。
同时亦利周边炮孔的布置。
取水隧洞掏槽孔是二个正四方形布置,面积为0.64㎡,中间点和外四角点共装药5个,另4个空孔组成的四方形在中间,这种布置能增加爆破临空面,掏槽眼深度取2.2m,角度取87º,掏槽眼线装药系数取0.818,掏槽眼单孔装药量为1.35㎏,掏槽眼总装药量为6.2㎏,掏槽眼方向不得与层理或节理平行,必需时可适当调整掏槽位置。
如图1示。
2)除掏槽眼外,隧洞端面上的其他炮眼应尽量使其在无夹制的情况下起爆。
这不仅可获得良好的爆破效果,且对围岩的破坏也减低到了最小限度。
为此采用矩形原理设计爆破的破裂线。
3)测量放样:
采用全站仪和水准仪进行放样。
每次放样时,测量人员、现场技术人员及钻手一起于掌子面布孔放样,确保钻孔布孔质量,保证爆破效果。
4)手风钻钻孔
a、钻孔方法:
采用简易的作业平台车钻孔,装2把手风钻,水压由洞外水池提供,风压由气压系统提供。
b、钻孔顺序:
先底孔、再掏槽孔、然后周边孔、最后是崩落孔。
c、配合工作:
底孔钻孔时,有时需要人工扒碴,以保证孔位的准确。
工作面利用潜水泵排除钻孔的污水和地下水。
5)装药起爆
a、装药:
采用人工装药,掏槽眼和周边孔的装药如图2示。
b、堵塞:
炮孔堵塞采用1:
3粘土和砂预先制作好的炮泥卷,严格按要求堵塞。
c、联网起爆:
联网前仔细检查有无错装雷管(段位)、漏装炮孔,严格按要求联结。
检查网络无误、设备、器材、人员等转移到安全地点后起爆。
3.4进尺长度的确定
隧洞的爆破进尺受到隧洞洞的断面尺寸影响(即围岩的约束)很大,它不同于大断面隧洞,爆破进尺可以为较大值;小断面隧道的爆破进尺控制在隧洞的最大尺寸的1.1倍以内,这样的耗药量是最省和最经济的。
如超过此进尺,单位药耗量就增大,岩渣成粉状较多,说明很多能量消耗在此。
本隧洞每次爆破进尺为3m。
3.5取水隧洞的施工通风
本取水隧洞断面尺寸不算小,长度不大,隧洞的施工通风可在隧洞顶部设置一硬质风管(管径为φ500),采用洞口集中送风(压入式)和中间接力加压的串联送风方式。
通风管全线密封,管接口是用透明胶纸封口加胶水粘接,进行双重密封,防止出现漏风现象。
如图3示。
这种通风方法能满足通风的安全施工要求。
同时合理节省空间优势,而且因为是硬质管,使中间接力加压的串联送风方式能得以采用。
4竖井施工方案
4.1竖井施工方案
在隧洞桩号A0+037.000~A+047.500为竖井段,竖井底高程为31.5m,检修平台高程为62.0m,竖井高29m,井深0~11m围岩为残坡积土,井深11~14m为全风化花岗岩,井深14~26m为强风化花岗岩,井深26m以下为弱风化花岗岩。
因本项目工期极紧,为加快施工进度,我司组织分别在取水隧洞进口、竖井及出口三处同时施工,因隧洞未贯通前进行竖井施工,结合设计图纸结构形式,本取水隧洞竖井开挖采用全断面开挖(即正井法),其施工程序如下:
竖井采用全断面开挖,先井口明挖,后自上而下进行,开挖一段,支护一段,开挖弃渣采用卷扬机提升吊桶从井口运出。
闸室混凝土浇筑时采及满堂红支架,浇筑混凝土前必须对模板支架的底部地基根据具体做加固处理,并对支架进行预压,以消除支架变形对结构的影响。
混凝土采用商品砼,分段浇筑,人工插入式振捣器平仓振捣密实。
泵送砼,插入式振捣器振捣。
4.2竖井施工注意事项
竖井施工宜采用自上而下单行作业法施工,应符合下列要求:
(1).应采用分段作业,完成一段后再进行下一阶段作业;各段内的工序为顺序作业。
(2).各段内应按竖井开挖尺寸进行钻眼爆破作业、通风和抽水。
(3).视地质条件进行施工支护。
(4).提升出渣,灌筑井壁混凝土衬砌。
(5).随着开挖深度的增加,井室内应加强通风或补充氧气。
竖井开挖施工应符合下列要求:
(1).开挖宜用直眼掏槽,炮眼深度要一致。
有地下水时,应采用立式梯台超前掏槽法。
(2).钻眼前应清除开挖面的石碴并排除积水。
每钻完一孔眼后,应将眼口临时堵塞。
(3).每次爆破作业后应检查断面,不得欠挖。
每掘进5~10m应核对中线,及时纠正偏斜。
竖井装碴宜用抓岩机。
爆破的石碴宜大小均匀,以提高出碴效率。
当出碴采用三角架或龙门架作井架时,出碴时应有稳绳装置和其他保证安全措施。
竖井采用喷锚支护时,每次支护高度视围岩稳定程度而定;竖井采用构件支撑时,预制的井圈构件按水平位置架设,其与岩壁间用木塞塞紧;支撑架设不得侵入竖井有效断面。
井口段、马头门及地质较差的井身地段,当采用混凝土衬砌时,应按需要设置壁座或安设锚杆。
竖井运输应遵守下列规定:
(1).井口的锁口圈应配置井盖。
只有在升降人员、物料时,井盖才可开启。
(2).井口周围应设置安全栅栏和安全门。
通向井口的轨道中心应设阻车器。
(3).井口、井底、绞车房和工作吊盘间均应有联络信号,并有专人负责。
(4).提升机械不得超负荷运行,并有深度指示器和防止过卷、过速等保护装置及限速器和松绳信号等。
(5).工作吊盘的载重量不应超过吊盘的设计载重能力。
(6).提升吊桶所用钩头连接装置应牢靠,不得自动脱钩,并应有缓转器。
罐笼的提升应设置可靠的防坠器。
(7).提升用的钢丝绳和各种悬挂使用的钩、链、环、螺栓等连接装置,应按规定的安全系数确定规格,使用前应进行拉力试验,合格后才可使用。
在使用中应有定期检查、修理和更换的制度。
5隧洞开挖监控量测
量测工作是监视隧道围岩稳定性的重要手段,始终伴随着施工的全过程。
因此,量测工作占有很重要的地位,监控量测流程图:
5.1监控量测计划
(1)量测的目的
通过对围岩平衡动态的观测监视,来判断支护构件的效果及施工方法的妥否,并把该过程科学地反馈到施工中去,以修建安全、经济的隧道。
(2)量测人员的组织
根据隧洞监控量测工作的需要,组成一支由三人组成的监控量测小组,专门负责监控量测工作。
(3)量测项目方法,量测仪器、测点布置、量测频率。
量测项目根据需要选择必测项目,所采用的仪器,量测频率见表1。
表1量测项目表
序号
量测项目
仪器
断面间距
量测频率
1-15天
16-31天
大于31天
1
围岩及支护状态观察
人工观察
爆破和支护作业后随时观察
2
周边收敛位移量测
收敛计
30m
1次/天
1次/2天
1次/周
3
拱顶下沉量测
水准仪、钢尺
30m
1次/天
1次/2天
1次/周
4
地表沉降
水平仪、钢尺
洞口,每个
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