引水隧洞施工方案.docx
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引水隧洞施工方案
引水隧洞施工方案
曹河水电站工程导流隧洞工程主要包括土石方明挖工程、隧洞爆破开挖、隧洞混凝土衬砌工程、进水口进水塔工程、出水口调压室工程。
主要采用机械作业结合人工作业。
1、导流隧洞施工方法及程序
根据招标文件及图纸资料,本标段导流隧洞长1860m。
岩体主要为上寒武统白云质灰岩、灰岩,鲕状白云质灰岩、灰岩,薄~中厚层状。
进水口和出水口段明挖采取爆破开挖,装载机配自卸汽车出渣;隧洞石方爆破开挖利用自制凿岩平台使用支腿式凿岩机钻孔,ZL30型装载机配5T自卸汽车出渣。
隧洞开挖施工采取三班循环作业,由进水口和出水口两个工作面进行,装载机出渣时,将隧洞底部用小颗粒洞渣回填3.0m宽施工平台,待隧洞贯通以后再从隧洞中部向两侧洞口清除底部施工平台。
隧洞开挖程序为:
1.1导流洞开挖钻爆设计
1.1.1、进水口、出水口石方明挖
明挖采取“小台阶法”爆破开挖,沿设计边坡进行光面爆破以保证边坡稳定。
石方明挖采用手风钻钻孔,孔深2.50~3.0m,孔距1.0~1.2m,排距0.8~1.0m,单位装药量0.3~0.7kg/m3,单孔装药量1.2~1.6kg。
光爆孔孔距0.5~0.6m,孔深2.5~3.0m,线装药密度110~170g/m。
明挖采用ZL30装载机装渣,5t自卸汽车运送到指定弃渣场堆放。
1.1.2、导流洞开挖
导流洞开挖采用一次性爆破成形,在圆形隧洞底部填筑成3.0m宽的施工平台,等隧洞贯穿后再反向清除施工平台。
隧洞爆破采用梅花形掏槽开挖;导流洞开挖如图2-1所示。
图2-1导流洞开挖示意图
隧洞掘进采用梅花形掏槽,钻孔孔径Φ40~45mm,孔深为3.0m,掏槽孔孔距0.6m,排距0.7m,掏槽孔单孔装药量为2.0~2.5kg。
扩挖孔孔距0.7~1.0m,排距0.6~0.9m,单孔装药量1.5~2.0kg,周边采用光面爆破,光爆孔孔距0.5~0.6m,线装药密度为110~170g/m。
导流洞掘进、回填施工平台布孔及起爆顺序见图2-2。
注:
图中黑体字1~4为进孔雷管段位。
图1-2导流洞开挖孔网布置图
1.1.3、起爆网络设计
石方明挖采用毫秒电雷管进孔,孔内微差起爆。
隧洞掘进中掏槽孔及崩落孔采用毫秒非电导爆管进孔,孔内微差起爆,电雷管集束引爆;周边光面爆破孔采用导爆索引爆。
图2-3石方明挖爆破起爆网络图
1.2、爆破循环及设备配套计算
1)、作业循环计算
(1)循环进尺(按2.5m计算)
开挖孔深3.0m,每循环进尺L=3.0×0.85=2.5m
(2)作业循环时间
作业循环时间T=Td+Tm+Ts+Tdp+Tmp
Td——钻孔作业时间,Td=ΣLd/VdФdKdNd
Tm——出渣作业时间,Tm=60Vm/PmNmKm
导流洞出渣每个工作面采用一台ZL30装岩机装车,每台装岩机生产率为:
Pm=60qkekchkq/T=20.1m3/h
Tdp——与钻爆有关的辅助作业时间,取Tdp=120min
Tmp——出渣辅助作业时间,Tmp=75min
Ts——支护时间,Ts=30min
Td=36×2.5/(0.166×0.7×0.85×4)=228min
Tm=60×20.43×2.125/20.1×0.7×1=185min
T=Td+Tm+Ts+Tdp+Tmp=638min=10.63h,断面长1860m,按双面作业计算隧洞掘进需要214天。
2)、钻孔及开挖设备配套
钻孔采用5台YT-28支腿式凿岩机,导流洞进水口布置20m3电动空压机1台;出水口布置20m3电动空压机1台,并在每个洞口各配备3.0m3移动式空压机2台。
导流隧洞洞口石方明挖采用一台ZL30装载机装渣,隧洞进水口和出水口各配备1台ZL30装岩机装渣,2台5T自卸汽车进行出渣。
3)、隧洞掘进循环时间表
序号
项目
工作量
作业时间
(min)
循环作业时间(h)
备注
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
手风钻就位、放线
4台
40
2
钻孔
156m
228
3
设备退出
4台
20
4
装药和爆破
60
5
通风散烟
30
6
清理、设备就位
45
7
出渣
50.0m3
185
8
支护
30
1.3、隧洞开挖通风、照明、排水及通讯等
1)、通风
由于本工程隧洞隧洞断面较大,隧洞通风主要考虑爆破散烟所需风量。
导流洞每个断面需选用2台22kw的kj66-11轴流式通风机可满足要求。
考虑到本工程的施工特点和洞长,共计布置4台22kw的通风机进行排风。
2)、排水
导流洞开挖施工排水主要考虑进水口段,导流洞出水口段由于是设计向下游的顺坡,可不考虑人工排水。
进水口段排水在靠近工作面低洼处设置集水坑用0.55kw的潜水泵集中排水。
进水口共准备4台0.55kw潜水泵排水,以确保施工场地干燥。
3)、降尘
隧洞内的降尘隧道钻孔采用注水钻孔,爆破后利用水管在洞内对爆渣洒水进行降尘。
4)、照明
隧洞内的照明电采用36v电压的照明电路在洞壁3~3.5m高处架空敷设线路进行照明。
5)、通讯
隧洞内的通讯采用对讲机进行通讯。
2、导流洞支护
根据招标文件及招标图纸及现场开挖情况,对不稳定岩石采取锚喷进行支护。
隧洞开挖过程中对其软弱段、危岩及时进行适当的临时钢筋网构架或钢支撑支护措施,保障施工安全。
本工程中主要采用Φ22规格的锚杆,厚度δ=8cm的钢筋网喷射混凝土进行永久支护。
钢筋格构架或钢支撑进行临时支护。
1)锚杆支护
锚杆技术是将一种受拉杆件的一端固定在边坡或地基的稳定岩土中,另一端与建筑物、构筑物以及不稳定的岩土相连,从而利用地层的锚固力以维护建筑物(或表土层)的稳定。
1、锚杆材料
锚杆杆材选用Φ22规格的螺纹钢。
注浆锚杆的锚固砂浆水泥采用32.5Mpa以上的普通硅酸盐水泥,砂采用粒径小于2.5mm的坚硬干净的中细砂。
水泥砂浆的配合比通过试验选定。
2、锚杆施工
(1)钻孔采用风钻成孔,孔径Φ40mm,孔位偏差不大于100mm,孔深偏差不大于50mm。
成孔后,坚硬岩石要对钻孔进行风水冲洗,对易软化岩石进行压风清孔。
(2)锚杆按设计长度裁剪制作好。
砂浆采用机械拌和,拌制好的砂浆通过压浆泵输送到钻孔内,插入钻孔的输浆管管口距孔底5~10cm,待砂浆从孔口流出,拨出输浆管,最后插入锚杆。
(3)刚施工的锚杆,在砂浆硬化之前,不能承受外力或由外力引起的锚体移动。
锚杆施工的工艺如下图。
图2-1锚杆支护施工工艺流程图
3、锚杆施工的现场试验与质量检验:
锚杆施工前应对确定的施工工艺进行试验,主要是检查注浆密实度。
试验前,向监理报送试验计划,经监理审批后,采用现场施工相同的材料、技术要求和施工工艺进行注浆密实度试验。
对锚杆的材质应进行检验。
在有代表性的岩体中做拉拔力试验,直至将锚杆拔出或将锚杆拉断,求出极限抗拔力。
拉拔力试验只做到(1.0~1.2)To(To:
设计抗拔力),对已支护的锚杆进行抽检试验,当拉拔力达到规定值,应立即停止加载,结束试验。
2)喷射砼支护
喷射砼支护是借助喷射机械,利用压缩空气或其他动力,将按一定比例配合的拌和料,通过管道输送并以高速喷射到受喷面,用以提高表层岩(土)的稳定性的一种支护方法。
1、喷射砼
喷射砼的材料按招标文件的要求选取,配合比通过室内试验和现场试验选取。
喷射砼以4cm为一层进行喷射施工。
2、喷射砼的拌制和喷射机械
砼的拌制采用0.25m3的滚筒式拌和机洞内拌和,其配合比由试验确定。
喷射机采用QP10砼喷射机。
3、喷射施工
(1)喷射施工前应清除隧洞受喷面的浮石,用风水冲洗喷面,对遇水易软化的岩层,采用压风清扫岩面;
(2)按一定的控制网格,埋设厚度标志,以便控制和检查喷层的厚度;
(3)选择合适的供水量、喷射角以及喷嘴到受喷面的距离,以加快施工速度,降低回弹率;
(4)喷射分层的厚度应根据喷射方向和是否加速凝剂具体选定;
(5)当受喷面较大时,应分段分块施喷,块与块之间设施工缝。
施工缝应喷筑成斜面;
(6)喷嘴指向一个地点的时间不应过久,因为这样会增加回弹并难于取得均匀厚度。
喷嘴应稳定而有节奏地作园形和椭园形移动;
(7)喷射砼终凝2h后,利用喷射机进行风水养护,气温低于+5°时,采用薄膜养护或监理人批准的其它方式进行养护。
喷射砼的施工工艺如下:
图2-2喷射砼的施工工艺流程图
3)锚喷支护
锚喷施工的工艺如下图。
图2-3锚喷施工工艺流程图
(1)施工方法及技术要求
①锚杆
挂网锚杆采用L=3m,直径22mm的钢筋。
锚杆埋设深度根据具体工程设计情况而定,误差不大于50mm,孔位偏差不大于100mm,锚杆轴向孔斜度满足设计要求,具体施工方法同岩石锚杆。
②挂网
钢筋网采用机制镀锌铁丝网,丝线直径3.0mm,网目尺寸8×12cm,抗拉强度380Mpa,利用活动工作台,人工现场挂设。
钢筋网在开挖面喷射一层砼后,沿受喷面铺设,保护层厚度不小于3cm,局部采用扎丝牢固绑扎。
在受喷面滴水部位埋设导管排水。
③喷砼
喷砼作业时可采用2台QP10型喷射机进行,严格执行喷机操作规程,及时调整喷头至受喷面的距离和角度,螺旋状前进。
供料要连续,保持喷射机工作风压稳定。
控制好水灰比,保证水压水量稳定。
当喷射面完全形成后,将排水孔的孔塞开启。
喷射的回弹率不应大于15%。
该作业对气温要求严格,气温低于+5℃,混合料进入喷射机的温度不应低于+5℃;普通硅酸盐水泥或矿渣水泥配制的喷射砼在分别低于设计强度30%和40%时,不得受冻。
(3)施工材料质量控制
①水:
采用符合饮用水标准的水源作为拌合、养护用水。
②水泥:
水泥砂浆锚杆选用符合国标的42.5普通硅酸盐水泥。
③砂:
砂浆锚杆用含泥量小于3%、云母及有机质含量小于2%、细度模数2.5的砂。
④钢筋网:
采用机编制钢筋网,钢筋直径φ3.0mm,施工时钢筋的绑扎和焊接按GB50204-92的规定以及施工图纸的要求执行。
⑤配合比控制
锚杆砂浆 水泥:
砂=1:
1~1:
2(重量比)
水泥:
水=1:
0.38~1:
0.45
(4)施工过程质量控制
施工时,每班对喷射混合料、锚杆用水泥砂浆配合比及拌合料的均匀性进行两次检查。
喷层厚度,对于未达到厚度的进行补喷。
对检查所发现的喷射面的鼓包、剥落应立即进行修补。
对于锚杆深度、倾斜度、孔位偏差等跟班检查,并作好记录。
锚杆作抗拔试验。
3、导流洞砼施工
导流洞工程砼主要有进水口进水塔C20砼、隧洞衬砌砼、进出口调压室砼。
进口砼主要利用进口处的0.50m3砼拌和站拌制,HB-60型砼输送泵将砼送入仓内浇捣成型。
出口段砼主要用进口处0.50m3砼拌和站拌制,HB-60型砼输送泵送入仓内浇捣成型。
1)工程量及引用标准、规程、规范
引用标准及规程规范主要有:
《水工隧洞设计规范》SL279—2002
《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204—92
《混凝土质量控制》GB5016—92
《中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》GB200—89
《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175—92
《普通砼配合比设计规范》JGJ/T155—2000
《砼泵送施工技术规范》JGJ/T10—1995
《混凝土强
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