第16章 排水洞、灌漿洞、開挖和混凝土施工

紫坪鋪水利樞紐工程第一標(biāo)大壩工程施工組織設(shè)計(jì) 第16章 排水洞、灌漿洞開挖和混凝土施工第16章 排水洞灌漿洞開挖和混凝土施工16.1 排水洞及灌漿洞開挖16.1.1 概述右岸條形山脊排水洞位于大壩右岸山脊，共有4 條，其中1#橫向排水洞長(zhǎng)455m，出口開挖底板EL766.39m；2#橫向排水洞長(zhǎng)387m，出口開挖底板EL819.20m，進(jìn)口與縱向排水洞LT0+315相接，相接處EL820.00m；3#橫向排水洞長(zhǎng)641m，出口開挖底板EL776.70m；縱向排水洞長(zhǎng)430m，兩端部EL820.63m，EL820.23m。隧洞縱向坡比為：1/500，開挖斷面為330cm×425cm城門洞形。設(shè)計(jì)進(jìn)口明挖總量為4135m3，石方洞挖總量約為25785m3。溢洪道排水洞位于溢洪道樁號(hào)約0-0020+459.5右側(cè)邊坡內(nèi)。全長(zhǎng)約535m，其中洞樁號(hào)0+00處為EL850m，0+51.2處為EL847.50m，該段縱向坡比5%；0+51.20+357段，縱向坡度8.5°；0+3570+505段，縱向坡度24°；0+5050+5535，段縱向坡比5%。出口EL741m。開挖斷面為350cm×450cm城門洞形，設(shè)計(jì)石方洞挖總量約9842m3。灌漿隧洞一條位于右岸山脊長(zhǎng)約254m，在EL885.4m；一條位于左岸壩肩洞長(zhǎng)約116m，在EL884.4m；開挖斷面尺寸350×485cm城門洞形，設(shè)計(jì)右岸山脊灌漿洞明挖約1034m3，石方洞挖總方量約5788m3。16.1.2 工程地質(zhì)條件隧洞所穿過的地層主要由中細(xì)粒砂巖，粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖以及煤質(zhì)頁(yè)巖等組成，隧洞軸線通過部分可能遇到的層間剪切破碎帶為L(zhǎng)9、L10、L11、L12，以及F3斷層。由于風(fēng)化卸荷作用使巖體松馳，結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度降低，可能引起局部巖塊失穩(wěn)，施工過程中應(yīng)隨時(shí)采取相應(yīng)支護(hù)工程措施。16.1.3施工布置一、施工道路1、右岸山脊排水洞開挖施工道路布置：（1） 1#橫向排水洞施工道路由213國(guó)道EL780m，處分岔下降至出口EL766.39m，承擔(dān)出碴運(yùn)輸。（2） 2#橫向排水洞施工道路由213國(guó)道EL780m處沿洞軸線右側(cè)山坡之字上升到出口EL819.2m。（3） 3#橫向排水洞施工道路由213國(guó)道約EL780m分岔下降至出口EL776.7m。道路路面寬9m，最大縱坡10%。2、溢洪道排水洞開挖施工道路利用相應(yīng)于洞高程的溢洪道明挖出碴施工道路。3、灌漿洞開挖施工道路布置。右岸山脊灌漿洞開挖施工道路利用相應(yīng)于洞口高程溢洪道明挖出碴施工道路。左岸壩肩灌漿洞開挖施工道路利用相應(yīng)于洞口高程左壩肩開挖施工道路。二、供風(fēng)施工采用一臺(tái)17m3/min移動(dòng)式柴油壓風(fēng)機(jī)提供，右岸山脊排水洞布置在橫向洞出口附近，各配一臺(tái)；溢洪道排水洞布置在洞口附近的平臺(tái)上，進(jìn)出口各配一臺(tái)；灌漿洞布置在洞口附近的平臺(tái)上，各配一臺(tái)；通過供風(fēng)管路接到開挖工作面。三、供水及供電右岸山脊排水洞施工用水，右岸EL910水池供給，用電由供電系統(tǒng)接入。溢洪道排水洞施工用水及用電均由溢洪道明挖供水、供電系統(tǒng)接入。灌漿洞施工用水及用電均由溢洪道明挖和左壩肩明挖供水、供電系統(tǒng)接入。各用電工作面需安裝一臺(tái)觸漏電保護(hù)器，洞內(nèi)各種線路均架空敷設(shè)，動(dòng)力線路采用BLV252三相四線，照明采用2.52×2的橡膠絕緣電纜線，且與動(dòng)力線應(yīng)有一定距離，洞內(nèi)交通照明每隔8-10m懸掛一只防水防爆型白熾燈，功率為100-200w，工作面照明為500w碘鎢燈，并需采用36V安全電壓，以便安全與移動(dòng)。四、排水排水采用自然排水和集水井集水機(jī)械（水泵）強(qiáng)排相結(jié)的方式進(jìn)行排水。洞口附近設(shè)污水處理池，施工廢水經(jīng)沉淀達(dá)標(biāo)后方可排入排水洞外溪溝。五、通風(fēng)、排煙、除塵通風(fēng)排煙設(shè)備在各洞口布置一臺(tái)KJ系列45kw壓入軸流式風(fēng)機(jī)，外接600mm軟風(fēng)管，通風(fēng)管距掌子面保持15-20m距離，在放炮后30min內(nèi)將瓦斯?jié)舛冉档皆试S的范圍之內(nèi)，每次爆破后進(jìn)行噴霧灑水，以降低粉塵濃度，溶解部分CO2，同時(shí)起到降低爆堆溫度，改善工作面環(huán)境。16.1.4施工方法右岸山脊排水洞、灌漿洞明挖施工方法見第15章，隧洞洞身開挖采用全斷面一次成形的方式，鉆孔機(jī)具為YTP-26型氣腿手風(fēng)鉆，周邊采用光面爆破技術(shù)，每循環(huán)開挖進(jìn)尺2.0m左右，每天兩個(gè)循環(huán)。右岸山脊排水洞出渣，由于隧洞開挖長(zhǎng)度長(zhǎng)，斷面小，擬采用有軌出碴運(yùn)輸，由人工裝碴至0.6m3礦車，由電瓶車將礦車牽引至洞口（每次牽引二車），集中后由裝載機(jī)裝自卸汽車運(yùn)往堆料場(chǎng)。整條線路軌道采用12kg/m輕軌，從開挖掌子面直接鋪接至洞口卸碴碼頭，在開挖掌子面約20m范圍采用1.52.0m短軌，每開挖一次，循環(huán)一次，待達(dá)一節(jié)整長(zhǎng)軌距離后，將短軌換成長(zhǎng)軌，形成固定的永久軌道。另外，在2#橫向洞與縱向排水洞相接處安裝鉸盤。每相隔50m布置會(huì)車分岔道。溢洪道排水洞出碴，有二段為斜井，坡度為（8.5°、24°），出碴時(shí)在洞外布置一臺(tái)5t卷?yè)P(yáng)機(jī)，洞內(nèi)底板上鋪設(shè)軌道，通過軌道內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引礦車，將碴運(yùn)至洞處，集中由裝載機(jī)自卸汽車運(yùn)往堆碴場(chǎng)。灌漿洞出碴方式與右岸山脊排水洞出碴方式相同。一、鉆孔爆破設(shè)計(jì)1、掏槽方式 掏槽采用單空孔菱形直孔掏槽方式。在隧洞中心偏下部位鉆一直徑55mm的空孔，其四周布置四只掏槽孔，掏槽孔孔徑為42-45mm，具體布置詳見炮孔布置圖（ZPP/IC1-22）。2、光面爆破參數(shù)選擇隧洞周邊采用光面爆破，根據(jù)工程地質(zhì)條件，初選光爆參數(shù)如下： 孔徑D=42-45mm 孔距a=50-60cm 最小抵抗線W=55-65cm 炮孔密集系數(shù)m=0.8-1.0 藥卷直徑d=22mm(d32mm乳化炸藥藥卷加工形成) 不耦合系數(shù)=1.91-2.05 線裝藥密度=150-250g/m以上光面爆破參數(shù)為初選值，在光面爆破施工前，應(yīng)通過爆破試驗(yàn)論證上述參數(shù)的合理性，在施工過程中，應(yīng)根據(jù)開挖所揭露的實(shí)際圍巖地質(zhì)條件對(duì)光爆參數(shù)作出適當(dāng)調(diào)整。3、主爆孔設(shè)計(jì)主爆孔采用YTP-26型氣腿手風(fēng)鉆造孔，孔徑42-45mm，孔距90-100cm，排距75-85cm，具體布置詳見炮孔布置圖（ZPP/IC1-22）。4、裝藥結(jié)構(gòu)及起爆順序周邊光面爆破孔采用空氣間隔裝藥，按線裝藥密度將炸藥間隔綁扎在毛竹片上放入孔內(nèi)。掏槽孔和主爆孔采用連續(xù)裝藥。炸藥采用乳化炸藥，起爆時(shí)采用孔間毫秒微差擠壓爆破技術(shù)，最先起爆掏槽孔，然后起爆主爆孔，最后起爆光爆孔。具體裝藥參數(shù)和起爆順序詳見爆破孔布置參數(shù)圖表（ZPP/IC1-22）。二、鉆爆施工1、鉆孔與爆破鉆孔前由測(cè)量人員放出隧洞中心線，腰線及開挖輪廓線，然后開挖施工技術(shù)員按炮孔布置圖中設(shè)計(jì)的孔位將各炮孔用油漆明標(biāo)記在開挖橫斷面上。鉆孔時(shí)先在斷面上鉆若干導(dǎo)向孔，應(yīng)保證導(dǎo)向孔的孔位、孔向準(zhǔn)確。以導(dǎo)向孔為基準(zhǔn)進(jìn)行其它各炮孔的鉆進(jìn)，鉆孔時(shí)隨時(shí)對(duì)孔位，孔向及孔深進(jìn)行檢測(cè)，以提高鉆孔精度。鉆孔結(jié)束后，經(jīng)質(zhì)檢人員對(duì)孔位、孔向及孔深進(jìn)行檢測(cè)并驗(yàn)收合格后，采用人工裝藥聯(lián)網(wǎng)爆破。爆破時(shí)采用電雷管起爆。2、殊地段施工隧洞沿線存在許多層間剪切破碎帶，圍巖無(wú)自穩(wěn)能力，往往伴隨涌水，開挖過程中極易坍塌，特殊地段的施工采用邊開挖邊支護(hù)的方法，采取小管棚超前支護(hù)及格柵鋼架+噴混凝土的初期支護(hù)手段來(lái)固結(jié)和穩(wěn)固圍巖，開挖遵循“弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、 緊封閉”的原則，必要時(shí)采取分臺(tái)階或超前小導(dǎo)洞開挖方式，同時(shí)加強(qiáng)超前地質(zhì)勘探，在涌水地段采用先排水再進(jìn)行裸巖灌漿的處理措施。鉆眼深度1.21.5m，每循環(huán)進(jìn)尺1.01.2m。16.1.5 瓦斯等有害氣體的監(jiān)測(cè)該地質(zhì)條件較為特殊，巖石含有煤層，施工中會(huì)碰到瓦斯等有害氣體，應(yīng)引起高度重視，并采服有效的防護(hù)和監(jiān)控措施，確保施工安全。1、所有施工照明設(shè)備采用防爆型。2、爆破采用煤礦許用電管雷，每次總延期時(shí)間不超過130ms。3、每次爆破后，施工前應(yīng)采用通風(fēng)、灑水等措施降低瓦斯?jié)舛?，并采用儀器檢測(cè)洞內(nèi)瓦斯含量，當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%，禁止放炮；達(dá)到1.5%，應(yīng)停止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)；達(dá)到2%，工作人員必須撤離。并安裝一套報(bào)警信號(hào)系統(tǒng)，當(dāng)瓦斯?jié)舛葷M足規(guī)定要求時(shí)，方可施工。 4、施工人員工作服飾采用全棉材質(zhì)，并使用防毒面具。16.1.6循環(huán)作業(yè)工序時(shí)間安排及進(jìn)度計(jì)劃一、循環(huán)作業(yè)工序時(shí)間（見下表）- 6 -排水及灌漿隧洞作業(yè)工序及時(shí)間表序號(hào)項(xiàng)目工作量作業(yè)時(shí)間（min）循環(huán)作業(yè)時(shí)間（h）說明1234567891011121.排水洞開挖斷面350×450cm，330×425cm兩種城門洞形。灌漿洞開挖斷面350×485cm城門洞形。2.鉆孔采用YTP-26型氣腿手風(fēng)鉆，人工裝藥爆破。3.洞內(nèi)出渣采用有軌出碴運(yùn)輸。4.施工時(shí)加強(qiáng)各工序間的銜接，盡量縮短循環(huán)時(shí)間，確保每天兩個(gè)循環(huán) 。5.支護(hù)形式為鋼支撐。1測(cè)量布孔55孔302鉆 孔117.3mmmmMmmm150 3裝藥爆破404通風(fēng)散煙305安全撬挖306出 渣29m3（32）m33307支 護(hù)808其 它30720紫坪鋪水利樞紐工程第一標(biāo)大壩工程施工組織設(shè)計(jì) 第16章 排水洞、灌漿洞開挖和混凝土施工二、施工總進(jìn)度計(jì)劃隧洞開挖平均每循環(huán)進(jìn)尺2.0m，一天兩循環(huán)，日進(jìn)尺4.0m，開挖施工進(jìn)度計(jì)劃,按施工總進(jìn)度計(jì)劃按排要求,具體見表18-1-6。排水洞開挖施工進(jìn)度計(jì)劃表 表18-1-6序號(hào)項(xiàng) 目單位工程量隧洞長(zhǎng)度（m）時(shí) 間1右岸山脊排水、灌漿洞進(jìn)口土方開挖m341352003.4.12003.4.152右岸山脊1#橫向排水洞石方洞挖m361334552003.4.162003.8.302#橫向排水洞石方洞挖縱向排水洞石方洞挖m3m3521657963874302003.4.162003.11.123#橫向排水洞石方洞挖m386406412003.4.162003.10.313溢洪道排水洞石方洞挖m398425352003.12.162004.5.14灌漿洞石方開挖m357883702003.4.162003.7.1416.1.7質(zhì)量與安全保護(hù)措施一、質(zhì)量控制與保證措施鉆孔前由開挖施工技術(shù)員準(zhǔn)確地放樣劃線，對(duì)鉆孔孔位及周邊輪廓線做出明顯標(biāo)志，嚴(yán)格控制炮孔孔位、孔向及孔深（特別是周邊光爆孔），使施工符合爆破設(shè)計(jì)要求?？刂蒲b藥參數(shù)，爆破后的殘孔率應(yīng)滿足相應(yīng)地質(zhì)條件的規(guī)范要求。不允許欠挖，盡量避免超挖。施工過程中根據(jù)開挖所揭露的實(shí)際圍巖地質(zhì)情況及時(shí)調(diào)整鉆爆參數(shù)，保證開挖質(zhì)量。二、安全保證措施（1） 施工中嚴(yán)格執(zhí)行“安全第一，預(yù)防為主”的方針（2） 制訂安全制度和措施，并加強(qiáng)通風(fēng)，照明、防塵、降溫及防水和防瓦斯等有害氣體的工作，派專人監(jiān)測(cè)工作環(huán)境，確保施工人員身體衛(wèi)生安全。（3） 對(duì)開挖面及已開挖段經(jīng)常觀測(cè)，對(duì)可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情，采取有效措施解除或控制危急情況下，迅速撤出工作人員（4） 洞口設(shè)立安全警示牌，設(shè)專職安全員，嚴(yán)格執(zhí)行安全制度。（5） 爆破作業(yè)及爆破器材的儲(chǔ)存、保管、裝卸、運(yùn)輸必須按照爆破安全作業(yè)規(guī)程規(guī)定執(zhí)行。（6） 經(jīng)常及時(shí)進(jìn)行安全檢查，有針對(duì)性地制定具體的檢查內(nèi)容和方法。16.1.8主要施工機(jī)械設(shè)備及勞動(dòng)力組合一、主要施工機(jī)械設(shè)備（見下表）主要施工機(jī)械設(shè)備 (單條隧洞)序號(hào)名稱型號(hào)（規(guī)格）單位數(shù)量1壓風(fēng)機(jī)17m3/min臺(tái)12手風(fēng)鉆YTP-26氣腿型臺(tái)43通風(fēng)機(jī)KJ系列45KW臺(tái)14裝載機(jī)ZL50輛15自卸汽車20t輛26電瓶車輛27水泵2"臺(tái)28測(cè)量?jī)x器套19卷?yè)P(yáng)機(jī)5t臺(tái)1二、主要?jiǎng)趧?dòng)力組合（單條隧洞）主要?jiǎng)趧?dòng)力表序號(hào)工種人數(shù)工作內(nèi)容1壓風(fēng)工2壓風(fēng)機(jī)操作、送風(fēng)2鉆工8鉆孔3通風(fēng)工2通風(fēng)機(jī)操作、通風(fēng)管路維護(hù)4裝載機(jī)駕駛員2裝渣5水泵工2施工排水、供水6撬挖工3安全檢查、撬挖排險(xiǎn)7電工2用電線路架設(shè)，用電設(shè)備安裝及維護(hù)8炮工4裝藥、聯(lián)網(wǎng)爆破9汽車駕駛員4出渣運(yùn)輸至棄料場(chǎng)10電瓶車駕駛員2駕駛電瓶車11測(cè)量工4測(cè)量放樣12配合工30洞內(nèi)裝渣、清基及其它配合工作16.2排水洞、灌漿洞混凝土襯砌施工16.2.1混凝土施工項(xiàng)目及工期安排混凝土襯砌施工項(xiàng)目有：一、 右岸山脊排水洞混凝土襯砌、隧洞襯砌后斷面為250×325cm的城門洞型，襯砌厚度40cm。二、 溢洪道排水洞混凝土襯砌，襯砌后斷面為250×350cm的城門洞型，襯砌厚度50cm 。三、 左、右岸灌漿洞混凝土襯砌，襯砌后斷面為250×375cm的城門洞型，襯砌厚度5060cm 。其主要施工工程量及工期安排見下表：序號(hào)項(xiàng) 目單位工程量時(shí) 間1右岸山脊1#橫向排水洞混凝土襯砌M329202003.9.132003.11.282#橫向排水洞混凝土襯砌縱向排水洞混凝土襯砌M3M3256322592003.12.262004.2.252003.11.132003.12.253#橫向排水洞混凝土襯砌M338972003.11.12004.2.252溢洪道排水洞混凝土襯砌M344872004.5.22004.8.273灌漿洞混凝土襯砌M329412003.7.152003.10.3116.2.2 混凝土襯砌施工右岸山脊排水洞混凝土襯砌由各出口入內(nèi)施工。溢洪道排水洞混凝襯砌由進(jìn)口入內(nèi)施工首先完成斜井襯砌段施工；出口平洞段混凝襯砌由出口入內(nèi)施工。灌漿洞混凝土襯砌由各進(jìn)口入內(nèi)施工。洞外的施工道路利用開挖施工道路。施工分段長(zhǎng)度1015m，施工水平分縫分底板與側(cè)頂拱兩層施工，水平施工縫留設(shè)鍵槽以加強(qiáng)接縫連接，先施工側(cè)墻頂拱，施工順序均按由內(nèi)到外的順序進(jìn)行，襯砌模板采用定型 木模，鋼管架支撐固定，混凝土由攪拌車運(yùn)至洞口，洞內(nèi)采用工程車運(yùn)輸，混凝土泵輸送入倉(cāng)，混凝土入倉(cāng)必須保持雙側(cè)均勻?qū)ΨQ澆筑，避免單側(cè)偏心壓力過大而出現(xiàn)模板偏移現(xiàn)象，混凝土振搗采用人工入倉(cāng)內(nèi)振搗和附著式振搗器振搗相結(jié)合的方法，進(jìn)入孔留設(shè)在封頭模板的上部。最后封堵入孔，利用混凝土泵送壓力澆滿頂拱部位。16.2.3 施工質(zhì)量控制措施1、結(jié)構(gòu)混凝土施工前必須對(duì)基礎(chǔ)面作徹底清理，并經(jīng)過基礎(chǔ)隱蔽驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)施工的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。2、水泥、鋼筋、砂石料等主要材料必須嚴(yán)格進(jìn)行進(jìn)貨檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求后方可使用。3、在施工過程中應(yīng)始終保持鋼筋表面潔凈，混凝土澆筑前鋼筋表面的油漬、銹皮、泥土、混凝土結(jié)皮等均應(yīng)清洗干凈。4、鋼筋應(yīng)平直，無(wú)局部彎折，鋼筋中心線同直線的偏差不超過其長(zhǎng)度的1%。5、混凝土的拌和級(jí)配必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)級(jí)配控制?；炷僚淞喜捎秒娮佑?jì)量裝置稱量，稱量誤差控制在1%以內(nèi)，混凝土中摻用的外加劑必須經(jīng)過嚴(yán)格生產(chǎn)性試驗(yàn)合格后才能使用。6、混凝土的運(yùn)輸車輛采用攪拌車運(yùn)輸，保證運(yùn)輸過程中無(wú)砂漿流失現(xiàn)象，混凝土入倉(cāng)的自由落差必須控制在2m以內(nèi)。7、混凝土入倉(cāng)振搗必須有序進(jìn)行，混凝土單層鋪料厚度不超過50m，振搗器布點(diǎn)，均勻接縫處必須加強(qiáng)振搗，保證混凝土達(dá)到最大密實(shí)度。8、認(rèn)真做好養(yǎng)護(hù)期內(nèi)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，特別要做好寒流襲擊，高溫等異常天氣情況對(duì)混凝土表面的保護(hù)工作，保證混凝土強(qiáng)度正常增長(zhǎng)。9、認(rèn)真解決混凝土施工與爆破開挖穿插施工之間的矛盾，通過事先預(yù)裂、爆破相鄰混凝土附近采用減震爆破技術(shù)，控制爆破單響裝藥量，新澆混凝土附近禁止爆破等手段，控制開挖對(duì)混凝土造成的不良影響。10、認(rèn)真做好大體積混凝土的溫控措施和冬雨季混凝土施工措施，防止混凝土發(fā)生溫度裂縫。16.2.4 施工安全注意事項(xiàng)1、襯砌施工期間，其洞內(nèi)臨時(shí)鋼支護(hù)也必須根據(jù)襯砌施工進(jìn)度安排分節(jié)拆除，襯砌一段拆除一段。2、進(jìn)入地下洞的電源均必須采用絕緣電纜供電，配置觸漏電保護(hù)裝置，并經(jīng)常檢查電源線的完好情況，保證用電安全。16.2.5 主要施工機(jī)械設(shè)備與人員一、施工機(jī)械設(shè)備序號(hào)設(shè) 備 名 稱型號(hào)與規(guī)格數(shù) 量1混凝土攪拌車?yán)?m35臺(tái)2混凝土泵HB30C 30 m3/h3臺(tái)3運(yùn)輸汽車東風(fēng)車5t2臺(tái)4工程車1 m36臺(tái)5混凝土振搗器ZN50 ZN7030臺(tái)二、人員序號(hào)工 種人 數(shù)主要工作內(nèi)容1木工25襯砌混凝土模板施工2鋼筋工100鋼筋加工與安裝3電焊工20鋼筋接頭、模板拉條焊接等4澆搗工30混凝土澆筑、施工縫處理5架子工10施工腳手架搭設(shè)6駕駛員10鋼筋、混凝土運(yùn)輸?shù)?配合人員20配合主要工種人員施工合計(jì) 215- 5 -