达拉河勾洁寺水电站引水隧洞工程施工组织设计.docx
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达拉河勾洁寺水电站引水隧洞工程施工组织设计
甘肃省迭部县达拉河勾洁寺水电站引水隧洞工程
施
工
组
织
设
计
第一章编制依据及原则……………………………………………………………………2
第二章综合情况……………………………………………………………………………3
第三章砼系统的布置及生产流程说明书…………………………………………………10
第四章施工支洞开挖、支护和封堵施工方法说明书………………………………13
第五章引水隧洞施工方法及附图说明……………………………………………16
第六章断裂带地段隧洞的开挖与支护方法说明……………………………31
第七章灌浆工程施工布置及施工方法说明…………………………………………39
第八章引水隧道监控测量……………………………………………………………43
第九章工期、质量及安全保证措施…………………………………………………49
第十章环保、水保文明施工……………………………………………………………67
第一章编制依据及原则
一、编制依据
1、发包人发售的招标文件；
2、发包人提供的招标文件补充通知；
3、我单位踏勘工地现场，参加标前会所详尽了解的工程现场情况和资料；
4、水利部、电力工业部和国家颁布的现行水利水电工程设计规范、施工技术规范、施工安全规则、工程施工质量评定标准、规程和相关定额等；
5、我单位拥有的科技成果、机械设备状况、施工技术和管理水平以及多年来在工程施工实践中积累的经验。
二、编制原则
1、安全第一的原则：
在施工组织设计的编制中始终按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案。
在安全措施落实到位，技术方案可靠，确保万无一失的前提下组织施工。
2、优质高效的原则：
加强领导，强化管理，优质高效。
根据我局在施工组织设计中明确的质量目标，贯彻执行ISO9001质量体系标准，积极推广、使用“新材料、新工艺、新设备、新技术”，确保质量目标的实现。
同时在施工中强化标准化管理，控制施工成本，控制工程造价。
3、方案优化的原则：
科学组织，合理安排，优化施工方案是工程施工管理的行动指南。
在施工组织设计编制中，对本合同工程中的围堰、排水、石方开挖、混凝土浇筑等工程项目的关键工序进行多种施工方案综合比较，最大限度确保在空间和时间上的平衡。
4、确保工期的原则：
根据本合同工程的工期节点要求，编制科学、合理、周密的施工方案，合理安排施工进度，利用专用的项目管理软件对施工的全过程实行计算机动态管理及控制，确保工期目标的实现。
5、科学配置的原则：
根据本合同工程的工程量及各项管理目标的要求，在施工组织上实行科学配置，选派有施工经验的管理人员和工程技术人员，组织专业化的施工队伍，投入高效先进的施工设备，确保流动资金的周转使用，建设资金做到专款专用。
选用优质材料，确保人、财、物、设备的科学合理配置。
6、合理布局的原则：
根据本合同工程的任务量和管理目标的要求以及根据招标文件提供的现场施工平面，在规定的施工区域内合理布置临时设施，本着避免干扰、就近布置、方便使用、优化设置的原则，合理布置，满足施工要求。
第二章综合情况
一、工程概况
1、基本情况
勾洁寺水电站位于甘肃省迭部县境内的达拉河下游，距省会兰州市392km，距迭部县65km。
坝址位于才让寺下游1km处，距河口约符合规划26.3km，厂房位于勾洁寺上游1km。
坝址控制流域面积2084km2，多年平均流量17.0m3/s。
勾洁寺电站工程的开发任务为发电，装机容量24MW，保证出力3.66MW，年发电量为10379万kW·h，年利用小时数4325h。
勾洁寺水电站为Ⅳ等小
（1）型工程。
主要建筑物（挡水建筑物、泄水建筑物、引水发电系统等）为4级，次要建筑物及临时建筑物为5级。
勾洁寺水电站工程枢纽由首部挡水枢纽、右岸引水系统、下游岸边明厂房等建筑物组成。
首部枢纽由泄洪冲沙闸、左右岸副坝、溢流表孔、右岸进水口等建筑物组成，由左向右建筑物依次为：
挡水副坝、泄洪冲沙闸、右岸进水口等建筑物。
枢纽布置中采用正向排沙侧向进水的布置方式。
发电引水系统布置在达拉河右岸，由进水口、引水隧洞、调压井和压力钢管等部分组成。
电站厂房为岸边式地面厂房，布置于下游约8km处（河道距离）的右岸台地。
引水系统：
发电引水系统布置在右岸山体内，由岸塔式进水口、引水隧洞、调压井和压力管道四大部分组成。
岸塔式进水口长11.78m，由拦污栅启闭机平台段及电站事故门启闭机平台段组成。
启闭机平台高程2387.50m，与坝顶同高；事故门后渐变段长6.00m，由3.6m×3.6m方形断面渐变为底宽2m的类马蹄形断面。
引水发电隧洞布置在达拉河的右岸，长4986.36m，隧洞纵向坡度8‰。
引水隧洞为有压引水隧洞，设计断面为类马蹄形，部分采用钢筋混凝土全断面衬砌和部分喷混凝土。
根据围岩类别，对Ⅳ类围岩，衬砌厚度为0.5m，开挖底宽2.32m,圆弧段开挖半径2.3m，开挖总高度4.29m；对Ⅲ类围岩，挂网喷混凝土0.1m，喷砼断面内径按和砼衬砌断面水头损失的原则确定，开挖底宽2.32m,圆弧段开挖半径2.6m，开挖总高度4.93m，喷混凝土后的半径为2.5m，底宽2.27m；对Ⅱ类围岩，喷混凝土0.1m，喷砼断面内径按和砼衬砌断面水头损失的原则确定，开挖底宽2.32m,圆弧段开挖半径2.6m，开挖总高度4.93m，喷混凝土后的半径为2.5m，底宽2.27m。
调压井采用阻抗式，大井断面直径6.0m，阻抗孔直径为2.0m，大井井高74.29m，井顶出露，井壁采用钢筋混凝土衬砌，大井衬砌厚度为0.8m，阻抗孔衬砌衬砌厚度为0.5m。
井壁四周围岩进行固结灌浆处理。
调压井后接引水压力钢管，压力钢管主要是地下埋管，从调压井至厂房前由上平段、竖井段和下平段组成。
2、本标段范围
1#施工支洞开挖至引水洞轴线后向上下游分两个工作面同时施工，分段如下：
上游：
引0+120.86～引1+036.22段，长度915.36m。
下游：
引1+036.22～引2+420.00段，长度1383.78m。
（1）引水发电隧洞布置在达拉河的右岸，长4986.36m，隧洞纵向坡度8‰。
（2）引水隧洞为有压引水隧洞，设计断面为类马蹄形，部分采用钢筋混凝土全断面衬砌和部分喷混凝土。
（3）本标段引水隧洞长2299.14m（隧洞总长4986.36m）。
根据围岩类别，对Ⅳ类围岩，衬砌厚度为0.5m，开挖底宽2.32m,圆弧段开挖半径2.3m，开挖总高度4.29m；对Ⅲ类围岩，挂网喷混凝土0.1m，喷砼断面内径按和砼衬砌断面水头损失的原则确定，开挖底宽2.32m,圆弧段开挖半径2.6m，开挖总高度4.93m，喷混凝土后的半径为2.5m，底宽2.27m；对Ⅱ类围岩，喷混凝土0.1m，喷砼断面内径按和砼衬砌断面水头损失的原则确定，开挖底宽2.32m,圆弧段开挖半径2.6m，开挖总高度4.93m，喷混凝土后的半径为2.5m，底宽2.27m。
3、本标段主要工程项目包括：
（1）引水隧洞（0+120.86～2+420.00）工程的土石方明挖、石方洞挖开挖、、钢筋制安、钢支撑、喷混凝土、混凝土衬砌和各类围岩的固结和回填灌浆及Ⅰ#施工支洞封堵等项目的施工。
（2）标段内观测设备的检验、安装、调试与施工期的观测；
（3）引水隧洞施工期变形观测及施工支洞施工期变形观测；
（4）环境保护与水土保持；
（5）Ⅰ#临时施工桥及其它临时设施的施工；
4、主要工程数量如下表：
主要工程数量表
序号
工程项目
单位
数量
备注
一
临时设施
1
施工临时房建及公用设施
㎡
900
自建
2
Ⅰ#临时施工桥
项
4
二
引水隧洞工程
1
石方洞挖
m3
53265
2
塌方清运
m3
3
锚杆Φ22，L=3.0m
根
10216
4
钢筋网（Φ6，20cm×20cm）
t
167
5.1
不挂网喷混凝土（C20，厚10cm）
㎡
650
5.2
挂网喷混凝土（C20，厚10cm）
㎡
27910
6.1
钢拱格栅
t
74
6.2
型钢拱架
t
46
7.1
衬砌混凝土C25F100W6
（一）
m3
6692
7.2
回填混凝土C20F100W6
（二）
m3
596
8.1
钢筋（Ⅰ级）
t
74
8.2
钢筋（Ⅱ级）
t
294
9
“654”橡胶止水带
m
539
10.1
回填灌浆钻孔（钻40cm厚混凝土）
m
382
10.1.1
钻混凝土（衬40㎝厚）
m
2251
10.1.2
钻岩石（入岩深度按2m计）
m
6754
11.1
回填灌浆
㎡
1944
11.2
固结灌浆
t
450
12
取芯钻孔
m
50
13
芯样实验
项
1
14
排水孔（Φ50㎜，L=2.0m）
孔
100
三
施工支洞（封堵）
1
微膨胀混凝土C25F100W6
（二）
m3
200
2.1
钢筋（Ⅰ级）
t
2
2.2
钢筋（Ⅱ级）
t
8
3
灌浆预埋管
m
30
4.1
回填灌浆
㎡
30
4.2
固结灌浆
t
4
5
岩石钻孔
m
20
4、交通运输
（1）勾洁寺水电站位于甘肃省迭部县境内的达拉河下游，距省会兰州市392km，距迭部县65km。
（2）坝址位于才让寺下游1km处，距河口约符合规划26.3km，厂房位于勾洁寺上游1km。
（3）发电引水系统布置在达拉河右岸，由进水口、引水隧洞、调压井和压力钢管等部分组成。
电站厂房为岸边式地面厂房，布置于下游约8km处（河道距离）的右岸台地。
沿达拉河有林区简易公路通过坝址、厂址，该公路在河口与两（河口）～郎（木寺）省级公路相连，此省道向西经迭部县城与213国道相连，向东与212国道相连，交通尚方便。
二、工程地质及水文情况
1、工程地质
（1）洞线工程地质条件
引水发电隧洞布置在达拉河右岸，属傍山隧洞，进口底板高程2375.00m，坡降8‰，引水洞为有压隧洞，类马蹄形，喷砼段喷后洞径5m，底宽2.32m，衬砌段洞径为3.6m，底宽2.0m，全长4894.68m（进水口～调压井）。
引水隧洞横穿右岸山体，沿途大小冲沟较发育，对引水隧洞有影响的冲沟有3条，分别为引1#支沟，分布桩号引1+000m；2#支沟分布在引2+505m；3#支沟分布在引4+155～4+227.2m。
冲沟走向基本垂直河流，坡降较大，底宽30～60m，呈“V”，相对高差100～300m，沟内覆盖第四系冲洪积物，厚度10～30m。
冲沟主要特征见表1.2。
3#沟常年流水，1#、2#支沟雨季有流水。
沿途洞室围岩岩性为变质砂岩夹板岩、板岩夹少量砂岩呈互层状。
变质砂岩岩性致密坚硬，板岩岩质较软，板理发育，局部呈片理化带。
岩体中断裂不甚发育，主要为层间挤压带和层面裂隙，其它组裂隙虽然发育但延伸短。
未见规模较大的断裂通过。
表1.2引水发电洞主要冲沟特征表
沟名
沟口
高程
长度
沟深
底宽
引水隧洞经过处
备注
沟底
高程
洞顶岩体厚度
m
km
m
m
1#沟
2362
0.6
100～300
30～100
2500
100
季节性流水
2#沟
2326.8
0.5
30～110
30～100
2487
120
季节性流水
3#沟
2305
2
20～200
50～200
2383
17
长年流水
沿线地形上沟梁相间，冲沟切割较深，地表及地下水排泄条件较好，洞室大部分都处于地下水位以下。
从坝区岩体透水率看，弱～微风化岩体属弱～微透水，引水洞围岩岩性与坝址为同一地层且沿线洞室围岩绝大多数在微风化岩体内，岩体透水性微弱且无大的富水性含水层分布。
因此，隧洞发生大的涌水的可能性小，沿线岩体中偶然分布的断层带或裂隙密集带局部存在滴渗水、脉状或线状流水是可能存在的。
据勘探资料，隧洞经过3#沟时，上覆覆盖层厚度约30m，而岩体厚度仅约7m左右，考虑到隧洞穿越段沟谷宽度大于100m，不排除局部基岩面更低的可能性；本阶段隧洞向沟内调整100m，按沟道10%坡降推测，本次推荐引水线路过3#沟时，上覆岩体厚度约17m左右。
3#沟沟内常年流水，隧洞处于Ⅳ类围岩中围岩早期卸荷风化强烈，透水性强，应采取“短进尺、小药量、强支护”等措施掘进；同时，应密切关注可能出现的涌水现象发生，必要时应采取超前固灌、支护、封水等综合工程处理措施。
（2）隧洞围岩分类及评价
引水发电洞围岩除进水口段和沿线的主要冲沟段岩体属Ⅳ类围岩外，其它地段洞室埋深较大，上覆岩体厚度在100～400m之间，隧洞均处于微风化～新鲜岩体中，属Ⅱ～Ⅲ类围岩；板岩由于岩体软弱，围岩变形较大，因此围岩分类时将微～新鲜岩体划分到Ⅲ类围岩中。
Ⅱ～Ⅲ类变质砂岩夹条带状板岩在施工中可根据裂隙组合关系做随机锚固处理，Ⅳ类围岩，特别是层间挤压带、厚度较大的板岩带及裂隙密集带，须及时采取支护加固措施。
围岩分类及岩体力学参数建议值见表1.3、表1.4。
表1.3地下洞室围岩分类表
围岩
类别
围岩总评分
主要结构面性状评分
围岩强度应力比
稳定性评价及支护类型
Ⅱ
75
∫
67
＞60
＞0.55
17-21
-2
-2
∫
-4
>4
基本稳定,局部有结构块体,随机锚杆加固，局部喷护砼
30
25
Ⅲ
62
∫
51
＞40
0.55～0.30
17
-3
-2
∫
-5
>2
稳定性较差,结构块体较多,系统锚杆加固，局部挂网砼喷护
20～30
20
Ⅳ
＜40
＜40
＜0.3
10
-5
∫
-10
-5
>2
不稳定，须及时系统锚杆、挂网砼喷护，局部钢支撑
20～10
15
表1.4围岩分类及岩体力学参数建议值
围岩
类别
岩体结构类型
纵波速度VP
岩石抗压强度Rb
岩体完整性系数
KV
变形
模量
抗剪断
弹性抗力系数K0
坚固
系数
f
f
c
m/s
MPa
GPa
Mpa
MPa/cm
Ⅱ
完整层状
>4100
>80
>0.55
10
∫
15
1.1
∫
1.2
0.8
∫
0.9
70
∫
90
6
∫
8
Ⅲ
中厚层状
3000
∫
4000
40
∫
80
0.55
∫
0.30
5
∫
8
0.8
∫
0.9
0.0.6
∫
0.80
40
∫
50
3
∫
5
Ⅳ
层状
∫
碎裂
2000
∫
3000
>25
0.3
∫
0.17
2
∫
3
0.50
∫
0.60
0.30
∫
0.40
15
∫
20
＜2
（3）引水隧洞分段地质条件及评价
洞身段（桩号引0+120.86～4+800.00m段）
引水隧洞围岩主要为变质砂岩夹板岩和板岩夹砂岩两大岩组，深埋时前者以Ⅱ类为主，后者主要为Ⅲ类；冲沟两侧浅部多以Ⅲ类为主，Ⅳ类围岩多为深部的板岩层间断层及浅表部的卸荷强风化岩体。
总体Ⅱ类及Ⅲ类围岩占64%m，Ⅳ类围岩段占36%。
Ⅳ类围岩是开挖支护的重点。
其它如岩爆、大量涌水（除3号沟外）、有害气体等基本不存在。
2、水文条件
白龙江是嘉陵江上游的最大支流，位于东经102.5°～105.7°，北纬32.5°～34.5°之间，发源于青、川、甘三省交界之岷山与西倾山之间，由西北流向东南，经迭部、舟曲、武都、文县、青川、广元等县，至昭化汇入嘉陵江，全长576km，流域面积31808km2。
达拉河穿行于高山峡谷之间，峡谷深窄，水流湍急，水量相对稳定。
流域内植被较好，灌木、森林覆盖率在60%以上。
河流在迭部县境内平均比降为10‰，为砂砾岩深谷河槽，河水清澈、水流湍急，水力资源较为丰富。
达拉河是白龙江上游最大的一级支流，流域面积2688km2，河流全长124km。
达拉河自南向北流行约30km，其间纳入的较大支流有右岸的土木囊河、左岸的森多括河，当左岸的措玛尔曲河汇入后，转流向东及东北，于迭部县卡坝乡下游约2km处汇入白龙江。
勾洁寺水电站坝址位于迭部县境内的达拉河下游，距森多括河汇入口约1.5km，是达拉河流域水电站规划三级开发方案中的第二级。
勾洁寺水电站坝址和厂址控制流域面积分别为2084km2和2475km2，坝址占达拉河流域面积的77.53%。
勾洁寺水电站坝址多年（1961～1999）平均流量17.0m3/s，多年平均径流量5.35亿m³。
多年平均年降水量595.9mm，降雨集中在4月～10月，该时段占年降水量的95.3%，其中7月～9月占全年降水量的52.3%。
根据水文特点将6～9月划为汛期，10月～翌年5月份划分为枯水期。
三、工程重点
前期施工中重点是Ⅰ#临时交通桥及1#支洞的掘进，此项工作直接影响正洞施工进度；中期施工中的重点是引水隧洞主洞的掘进和衬砌；后期施工重点是如何确保金属结构设备的安全运输。
四、施工平面布置图
附：
勾洁寺水电站引水隧洞工程A包施工总平面布置图
五、临时工程数量表
临时工程数量表
编号
项目名称
单位
工程量
1-3
施工支洞
1-3-1
1#施工支洞
项
1
1-4
一般工程
1-4-1
临时交通（包括临时1#交通桥及道路）
项
1
1-4-2
施工供电
项
1
1-4-3
施工供水
项
1
1-4-4
施工照明
项
1
1-4-5
施工通讯
项
1
1-4-6
施工供风
项
1
1-4-7
混凝土生产系统
项
1
1-4-8
机械修配和加工厂
项
1
1-4-9
仓库及储料场
项
1
1-4-10
施工临时房建及公用设施
项
1
1-4-11
其他临时工程
项
1
1-4-12
进场费
项
1
1-4-13
退场费
项
1
1-4-14
第三者责任险
项
1
第三章砼系统的布置及生产流程说明书
一、砼拌和
本工程计划将砼拌和站分两次布置，第一阶段布置在1#施工支洞洞口附近，砼拌和站配备JZC350型拌和机1台、50㎡水泥棚1个、机动三轮车2辆，主要负责喷砼的拌和；第二阶段布置在1#弃渣场，砼拌和站配备JZC500拌和机1台、PL800砼配料机1台、100㎡水泥棚1个、ZL30装载机1台上料，主要负责引水隧洞底板和洞身衬砌及1#支洞封堵段砼的拌和。
砼料级配料存放区，各档料之间砌挡墙隔离；第一阶段混凝土搅拌站每小时混凝土生产能力为10~12m3/h之间，实际生产率按10m3/h考虑，完全满足喷砼强度要求；第二阶段混凝土搅拌站每小时混凝土生产能力为20~25m3/h之间，实际生产率按20m3/h考虑，本标段混凝土浇筑强度较小，为每天10m3左右，完全能满足隧洞砼浇筑入仓强度要求。
二、施工用电、用水
1、施工用电
电线架设：
主电源线路和场地内电源线采用电缆架设。
主电源线主要供应拌和站、加工厂和生产临时设施等。
因用电量较大，施工用电系统设二级保护，内置200A漏电保安器，动作电流100mA，动作时间0.2秒。
一级保护在电源点的配电箱内，300A漏电保安器，动作电源200A，动作时间0.1秒。
2、施工用水
本工程生产、生活用水均取自达拉河。
计划在1#施工支洞附近修建1座30m3高位蓄水池，在达拉河边修建一座简易抽水泵房，以满足隧道施工用水要求；施工营地生活及加工用水计划采用水罐蓄水满足。
抽水泵房至蓄水池的供水管线用φ50钢管，管道长约800m，蓄水池至各施工点也采用φ50钢管供水，管道长约3000m。
三、砼原材料
1、水泥
水泥品种为P.032.5级和P.042.5级普通硅酸盐水泥，为建设单位指定供应商。
运输过程中，不同品种、标号的水泥不得混杂，并且应防止水泥受潮。
在干燥地点建立水泥库，并做好排水沟、防潮层及通风措施。
水泥到货后，马上标明品种、标号、出厂日期等分别堆放。
水泥堆放距地面、边墙30cm以上，堆放高度不超过15袋。
库存水泥量要能满足正常施工5—7天。
2、砂石
砂石料从业主指定的砂石料场采购。
由生产单位提供的产品合格证书各项试验指标应符合国家标准。
在运输过程中，尽量减少转运的次数。
粒径大于40mm的粗骨料的净自由落差不宜大于3m，超过时设置缓降设备。
砂石堆放场有良好的排水设施。
对不同粒径的砂石分别进行堆放，并设置隔离设施，以免混杂和混入泥土等杂质。
砂石堆放时采用分层堆放，避免堆成斜坡或锥体，以防止大小颗粒产生离析。
3、水
混凝土拌制和养护用水，采用达拉河河水，利用潜水泵抽取至蓄水池中的方法。
在进场后提前对水质进行化验。
拌和用水所含物质不应影响混凝土和易性和混凝土强度的增长，以及引起钢筋和混凝土的腐蚀。
4、外加剂
为改善砼性能，提高砼质量，合理降低水泥用量，在砼中掺加适量外加剂。
外加剂由专门的生产单位负责供应。
运到工地的外加剂无论是固体、液体或粘膏状态，均要有包装和容器。
包装上标明名称、用途和有效物质含量，并附有产品鉴定合格证书。
在运输和存贮过程中，根据外加剂的性质采取相应措施避免污染、蒸发或损耗。
四、砼质量控制
拌合站生产砼过程中，对砼质量进行全程控制，以保证砼质量完全满足相应规范要求。
1、原材料控制
原材料控制主要是利用试验手段对原材料进行质量检测，并使用检测结果符合相应质量标准的原材料。
（1）水泥的使用应根据本批拌合的砼的设计标号选择相应的标号，而且应提前做试验，测出其各项技术性能指标是否符合相关标准。
另外，对贮存时间超过3个月的水泥也要进行检测。
对检测不合标准者降低标号使用或不使用。
（2）砂石材料要在使用前对含泥量、含水率、有机杂质等进行检测。
保证砂料泥质含量不超过3%，硫化物、硫酸盐、云母等杂质含量不大于1%，有机质含量颜色不深于标准色。
同时，保证石材强度不低于60Mpa，针片状含量不大于10%，泥土粉尘不大于2%，对泥土粉尘含量超标的砂石应过筛、冲洗，达标后再使用。
（3）外加剂在使用前应经过试验，确定其性质、有效物含量、溶液配制方法和最佳掺量。
并将其名称、来源、样品等资料和试验成果报告交监理工程师，经同意后才使用。
溶液状外加剂必须用专门设施搅拌均匀再与砼进行拌合。
2、机械控制
在拌合前，对砼拌和站进行全面检修，保证各个部分工作状态良好。
电子计量保证配料误差不超过规范允许误差。
拌和机必须按其铭牌规定转速运行，并保证足够的拌合时间，但也不应拌合过度。
具体拌合时间根据试验确定并符合规范要求。
同时，装载机上料也应及时、均匀。
3、生产控制
砼生产前，应对全体操作人员进行质量意识教育，竖立“质量就是生命”的观念。
生产过程中，设置一名专业试验员进行全程旁站监督，并随时取样进行检验。
水泥
砼生产流程
第四章施工支洞开挖、支护和封堵施工方法说明书
一、概况
1#施工支洞开挖断面4.4×3.8m的城门洞，长度383.43m。
洞身开挖采用光面爆破施工，气腿式风钻造孔，人工装药，导爆管雷管起爆，炸药选用2#岩石硝铵炸药，对于地下水存在部位，选用乳化炸药；出渣采用ZL50
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