引水隧洞施工组织设计.docx
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引水隧洞施工组织设计
一、编制依据………………………………………………………………………………3
二、工程概况………………………………………………………………………………3
（一）设计概况………………………………………………………………………3
（二）主要工程数量…………………………………………………………………4
（三）工程地质………………………………………………………………………5
三、工程重点及难点………………………………………………………………………5
（一）工程重点………………………………………………………………………5
（二）工程难点………………………………………………………………………5
四、施工平面布置图………………………………………………………………………5
五、砼系统的布置及生产流程……………………………………………………………7
（一）砼拌合站设置…………………………………………………………………7
（二）施工用电、用水……………………………………………………………7
（三）砼原材料及外加剂、掺合料………………………………………………7
（四）砼质量控制……………………………………………………………………8
六、引水隧洞施工方法及附图说明………………………………………………………9
（一）洞口工程施工…………………………………………………………………9
（二）正洞施工………………………………………………………………………10
七、钢拱架安装施工方法…………………………………………………………………15
八、回填灌浆、固结灌浆和接触注浆施工方法…………………………………………15
（一）回填灌浆………………………………………………………………………15
（二）固结灌浆………………………………………………………………………16
（三）接触灌浆………………………………………………………………………18
九、施工总进度和横道图…………………………………………………………………18
（一）施工进度计划…………………………………………………………………18
（二）保证工期的主要措施…………………………………………………………19
十、有关工程设计和施工上的建议………………………………………………………20
十一、冬季施工……………………………………………………………………………20
（一）外加剂掺用……………………………………………………………………21
（二）首模二次衬砌位置的确定……………………………………………………21
（三）保温措施及过程控制…………………………………………………………21
十二、工程质量保证措施…………………………………………………………………22
（一）质量保证体系及职责…………………………………………………………22
（二）质量目标………………………………………………………………………23
（三）质量保证措施…………………………………………………………………23
十三、保证施工安全的技术及组织措施…………………………………………………29
（一）安全体系的建立………………………………………………………………29
（二）安全目标………………………………………………………………………30
（三）保证措施………………………………………………………………………30
十四、进场的施工机械设备名称、规格、数量汇总表…………………………………34
十五、文明施工保证措施…………………………………………………………………34
十六、环境保护方案及措施………………………………………………………………35
一、编制依据
1、《重庆市巫溪县西流溪水库（烟草援建）工程初步设计报告》及批复文件
2、《水工隧洞设计规范》（SL279-2002）；
3、《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）；
4、《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47-94）；
5、《水工建筑物地下开挖工程施工规范》（SL378-2007）；
6、《水利水电工程模板施工规范》（DL/T5110-2000）；
7、《水电水利工程施工测量规范》（DL/T5173-2012）；
8、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2012）；
9、《水电水利岩土工程施工岩体测试造孔规程》（DL/T5125-2009）；
10、《水电水利工程施工安全防护设施技术规范》（DL5162-2002）；
11、《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007）；
12、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）等
二、工程概况
（一）设计概况
巫溪县西流溪水库（烟草援建）工程取水水源西流溪水库坝址位于西流溪下游小土桥处。
本工程是以烟田灌溉为主，兼有红池坝社区供水、场镇供水及灌区人畜饮水等综合效益的小
（一）型水利工程。
水库库容356万m³，灌区面积约18300亩，干渠渠首设计引用流量0.96m³/s，灌区渠系建筑物级别为5级，灌区渠系建筑物设计洪水标准为10年一遇。
1、标段范围
本标段施工工程桩号12+078.08m至14+078.08m
（1）进水口设置竖井式固定式拦污闸门，位于洞轴线洞口处。
（2）本标段引水隧洞长2000m，洞身净空采用2.2m×1.8m拱形断面，过水断面3.96m2。
隧洞Ⅲ类围岩段采用混凝土浇筑，Ⅳ类围段及Ⅴ类围岩采用钢筋混凝土衬砌，较破碎段可采用挂钢筋网并采用喷砼进行初期支护或直接安装钢拱架支撑。
（3）主要工程项目包括：
①进水口、竖井式固定式拦污闸门、引水隧洞（12+078.08m至14+078.08m）工程的土石方明挖、石方洞挖开挖、喷混凝土、混凝土浇筑、钢筋制安、各类围岩的固结和回填灌浆等项目的施工；
②引水隧洞局部地段的钢板衬护安装及波纹管位移补偿器的安装；
③标段内观测设备的检验、安装、调试与施工期的观测；
④标段内的闸门、起闭机、拦污栅等金属结构设备的运输、保管、安装、埋设及调试；
（二）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
1
石方开挖（隧洞）
m3
18000
2
石方开挖（明挖）
m3
400
3
C15砼（底板，厚150mm）
m3
600
4
C15砼（边墙，厚200mm）
m3
750
5
C15砼（顶拱，厚200mm）
m3
800
6
C25钢筋砼（边墙，厚300～350mm）
m3
750
7
C25钢筋砼（顶拱，厚300～350mm）
m3
850
8
C25钢筋砼（洞脸）
m3
5
9
C20喷砼（顶拱支护，厚160mm）
m3
150
10
C20喷砼（边墙支护，厚160mm）
m3
120
11
C20喷砼（边坡支护，厚100mm）
m3
20
12
回填灌浆（Φ38mm）
m2
8000
13
钢筋制安
t
130
14
工字钢（16型）
t
35
15
碎石（盲沟填充）
m3
90
16
塑料盲管（Φ100mm）
m
2000
17
聚氨酯泡沫（塞填）
m2
300
18
聚硫密封胶（勾缝）
kg
700
19
橡胶止水带
m
1300
20
PVC排水管（Φ75mm）
m
2700
21
锚杆（Φ20mm、长2.0m）
根
300
22
锚杆（Φ20mm、长2.5m）
根
560
23
锚杆（Φ20mm、长3.0m）
根
15
24
隧洞钢筋网（Φ6mm）
t
5
25
边坡钢筋网（Φ6mm）
t
0.5
26
M7.5浆砌块石（支护）
m3
80
27
C15砼（截水沟）
m3
20
28
油毛毡
m2
1000
（三）工程地质
引水隧洞布置在九坪村白岩湾山沟里，沿线山体雄厚，地形陡峻，海拔高度在1100～1880m，整片山脉Ⅲ类围岩为主，其中分布少量辉绿岩、泥岩、灰岩、钙质胶结的砂岩，山脉中还分布有一些煤层。
三、工程重点及难点
（一）工程重点
前期施工中重点是12+078.08m进水口覆盖层明挖，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和正确安装。
（二）工程难点
1、引水隧洞总长2000m，后期施工中通风及出碴问题是本项目的一大难点；
2、进水洞口覆盖层为板岩及分布的泥岩，洞口上方稳性不是很好，进洞需采用大量爆破及支护，顺利通过该覆盖层是本项目的一大难点；
3、山脉中存在煤层，因山体海拔高，无山体中的围岩勘探资料，存在极大不稳定因素，且安全通过断层带的施工是本项目的又一大难点。
4、钢板衬砌段的钢管安装技术难度大。
四、施工平面布置图
施工总平面布置图
五、砼系统的布置及生产流程
（一）砼拌合站设置
本标段设砼拌合站1座，拌合站由一台JDY750型强制式拌合机，砂石料输送窗等组成，并配备ZL50装载机一台上料。
拌合站设在引水隧洞进口的场地。
（二）施工用电、用水
1、施工用电
引水隧洞进口端的施工用电架设10KW电力，并接至引水隧洞进口，为拌合站和引水隧洞施工提供电力。
2、施工用水
在引水隧洞进口端，就近修建一座抽水站，并引水隧洞进口端山坡上建一座蓄水池，以解决进口端施工用水。
（三）砼原材料及外加剂、掺合料
1、砼原材料
（1）水泥
购买水泥时，应有生产厂家本批产品的材质化验单，其各项技术性能指标必须符合现行的国家标准及有关行业标准的规定。
选用与砼设计标号相适应的水泥标号。
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
砂石料直接在现场进行加工。
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
本标段的天然来水，均可用来拌制和养护砼。
但在使用天然矿化水前，要对水质进行检测，对化学成分超过规范要求的水不使用。
（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。
（4）掺合料
使用掺合料前，应对掺合料的颗粒细度等方面进行检测，对满足要求的掺合料进行试配，确定实际掺量。
并在拌合前将相关资料结果交监理工程师同意后才使用。
对各种原材料进行检测完毕后，根据所得检测结果进行配合比设计，确定砼配料单。
砼拌和时，严格按照配料单计量。
同时，坚持试验抽检，随时调整砼配料，以保证砼质量不因原材料的质量波动而降低。
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。
砼生产流程
六、引水隧洞施工方法及附图说明
（一）洞口工程施工
1、洞口土石方施工
（1）接中标通知书后，立即组织精测队按设计资料提供的三角网点及水准网点，进行全标段的控制测量和相邻标段隧洞轴线贯通控制测量，完全吻合设计资料提供的基本数据，且满足精度要求。
按此精测资料进行洞口边、仰坡施工放样，
（2）由于此引水隧洞洞口边、仰坡地质结构极硬，覆盖层较少，但开挖高差较大，采取分层自上而下进行。
在开挖土石方的同时进行洞口截水沟的施工。
（2）洞口覆盖层采用挖掘机挖装，自卸汽车运输，运至距洞口外指定的弃碴场。
石方采用小炮松动爆破开挖人工配合清刷边坡。
对弃碴场进行防护处理。
2、边仰坡加固和防护
对已开挖成型的边仰坡采用锚杆（Φ20mm，L=3.0m，间距2.5m，梅花型布置），坡面在喷射混凝土前绑扎钢筋网（φ6mm间距200mm×200mm）对坡面进行加固处理和防护。
3、进洞前洞口加固
（1）进洞沿开挖轮廓线外距边缘线300mm处，施作双层超前锚杆（Φ20mm，L=3.0m，间距1.5m，梅花型布置），挂钢筋网（φ6mm间距200mm×200mm），喷100mm厚的混凝土进行洞脸锁固。
对12+079.25洞口外覆盖层采用打Φ40钢花管（杆身交叉钻孔L=4.0m）注浆固结后，再施作双层超前锚杆,挂网、喷砼进行洞脸锁固。
（2）挂口采用短进尺（第一次为0.5m）弱爆破，周边眼采用φ25小药圈，间断装药。
（3）爆破后对松散部分进行人工找顶清除，并检查断面尺寸，如有欠挖进行小炮处理，如没有欠挖，则进行安全确认，并进行防护。
4、施工工艺流程
清理坡面→搭架→锚杆孔及排水孔成孔→下锚杆→绑扎钢筋网→喷射砼→养护→拆排架。
（1）清理坡面：
将坡面上的危石、杂草、树木、松土、浮渣清理，并用高压水冲洗坡面，并使岩面保持一定湿度。
（2）搭架：
喷射砼是高空作业，所以要求排架必须牢固稳定，必须备有安全绳及安全防护网。
（3）锚杆孔及排水孔成孔：
除满足设计要求外，还要注意成孔角度，锚杆孔尽量垂直于自然坡面，利于挂网，排水孔要水平位置上仰10°，以保证排水通畅。
（4）下锚杆：
成孔后先进行注浆，注浆用砂浆配合比，其中水泥:
砂为1:
1-1:
2,水灰比宜为0.38-0.45。
锚杆使用前应平直、除锈、除油。
注浆时若孔上无砂浆溢出应及时补浆，之后插入锚杆，注意锚杆稳定后，不要随意敲击，3天内不准悬挂重物。
（5）绑扎钢筋网：
铺设钢筋网时要随坡面起伏而变化。
搭接要牢固，并注意与锚杆连接牢固。
（6）喷射砼：
喷射砼前还要做好排水孔保护，以保证喷砼后排水通畅。
喷前受喷面要设立控制喷射厚度的标志，喷射时应分段，分片由下而上进行，先凹后凸进行作业，并不得漏喷。
喷射砼每次喷射厚度5cm，喷射距离80-100cm。
喷射时做20-25cm圆圈运行，一圈压一圈，应尽量避免回弹，不流不淌。
（7）养护：
喷射终凝后2小时即开始养护，养护期不得少于14天。
（二）正洞施工
1、概述
（1）根据业主标段划分，我单位将施工引水隧洞12+079.25～14+079.25段2000m。
（2）本标段隧洞围岩分为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类三个类别，其中以Ⅲ类为主，约占本标隧洞长的60%；Ⅳ类围岩约占本标段隧洞长的30%；Ⅴ类围岩约占本标段隧洞长的10%。
其中夹杂有煤层和泥岩。
2、施工方案
我单位根据类似工程施工经验，结合本标工程特点和业主有关招标文件的要求。
Ⅲ类围岩采用全断面光面爆破开挖；Ⅳ、Ⅴ类围岩采用正台阶法施工；洞内至弃碴场采用三轮车进行运输。
衬砌采用自行式液压衬砌台车，拱墙一次浇注。
混凝土采用电子计量器计量，强制式拌和机拌和，2m3自卸式三轮车运输，泵送混凝土入模，人工捣固。
喷射混凝土采用TK961湿喷机湿喷法作业。
3、隧洞开挖及支护
（1）开挖：
采用光面爆破，施工前作好Ⅲ类围岩全断面爆破设计；Ⅳ、Ⅴ类围岩上、下断面爆破设计，在施工过程中，将根据爆破效果，对爆破设计参数及时进行修改。
Ⅲ类围岩采用自制多功能台架，气腿式7655型风动凿岩机钻孔，全断面开挖；光面爆破。
Ⅳ类围岩段，原则上采用正台阶法开挖风动凿岩机钻孔，光面爆破。
施工过程中视围岩情况，如岩石完整，地下水不发育时，为加快施工进度，可改为全断面掘进。
Ⅴ类围岩段，采用拱部超前支护台阶法开挖，短进尺弱爆破支护紧抵齐头。
①钻爆设计
每次爆破应根据围岩状况确定，Ⅲ类围岩每循环钻孔深度3.0m，进尺2.7～2.8m，Ⅳ类围岩每循环钻孔深2m，V类围岩每循环钻孔深1.2m。
每次爆破后均由监理工程师到现场对围岩稳定性作出评估，并将结果提交业主单位和监理单位、设计单位、爆破技术人员，以便及时修正循环进尺和爆破设计参数。
本标段隧洞爆破设计Ⅲ类围岩全断面按“中空直眼掏槽”设计，Ⅳ、Ⅴ及覆盖层段上、下半断面按“直眼掏槽”设计，周边按“光面爆破”设计，爆破后不得有欠挖，平均线性超挖小于15cm。
②爆破及钻孔精度要求
为了取得良好的爆破效果，炮孔的开孔误差对掏槽孔和周边孔应不大于3cm，其余孔不大于5cm，所有炮孔的方向偏差不大于3cm/m。
（2）除碴：
采用扒碴机装碴，2m3自卸式三轮车装运，运输至堆碴场。
（3）初期支护
①III类围岩地段：
围岩稳定性较好，开挖后围岩自身能维持1个月以上的稳定。
在施工中视开挖后地质情况，在岩层完整且无渗水地段，为加快施工进度，在距掌子面40～50m距离范围内施作锚杆。
岩层破碎、有渗水地段，及时施作支护。
利用高空作业台架，施作拱部锚杆和挂网喷100mm厚混凝土。
②IV类围岩：
台阶法开挖后在台阶上施作拱部初期支护，先初喷3cm厚混凝土，按设计钻锚孔施作拱部系统锚杆（Φ20mm，L=2.0m），再挂拱部钢筋网（φ6，20mm×200mm），最后再喷3～50mm厚混凝土。
墙部初期支护按先施作系统锚杆（Φ20mm，L=2.0m），再挂网，最后喷30mm厚混凝土。
③V类围岩地段：
围岩稳定性差，该段施工时特别注意防坍方。
初期支护紧抵齐头，拱部超前锚杆（Φ20mm，L=2.5m）支护，拱部开挖后，先初喷30mm～50mm厚混凝土，按设计施作系统锚杆，挂拱部第一层钢筋网（φ6，200mm×200mm），安装钢拱架支撑，并做好拱脚锁脚锚杆（Φ20mm，L=2.5m）。
再在钢拱架外层挂第二层钢筋网（φ6mm，200mm×200mm的方网），最后补喷混凝土将格栅钢架和钢筋网覆盖完毕。
下部开挖后，及时施作墙部初期支护，其施作次序为：
初喷30mm厚混凝土、锚杆、挂第一层钢筋网、钢架安装形成闭合环，再挂第二层钢筋网，补喷混凝土将格栅拱架和钢筋网覆盖。
钢架：
在加工车间内分节加工制作成型，编号存放，施工时运往工地安装。
本标段喷射混凝土采用TK～961型湿喷机，湿喷混凝土施工工艺，以减少粉尘和喷混凝土回弹量。
其工艺流程如下：
湿喷工艺流程图
（4）二次模筑混凝土衬砌：
采用自行式液压衬砌台车拱墙一次灌注，洞外机械搅拌混凝土，轨行式混凝土运输车运输，混凝土输送泵输送混凝土入模，插入式捣固器捣固。
衬砌台车长11m，每循环浇筑10m，每台台车配备两套模板，月生产能力可达200m以上。
衬砌结构防水措施：
模筑混凝土按设计采用防水混凝土，其抗渗标号不低于S6。
所有施工缝设置橡胶止水带。
在围岩类别变化处和结构类型变化处设置变形缝，变形缝设置Ω字形橡胶止水带。
（5）施工监控测量
现场监控量测是监视围岩稳定性，检验设计参数和施工方法是否正确合理及安全的重要手段，量测信息及时反馈到设计施工中去，对支护参数和施工方法作出修正。
本工程量测项目和具体施作如下：
①地质和支护状态观察。
每次爆破后观察确认围岩名称、类别、岩层倾角，走向及变化情况与趋势，断层、节理、裂隙发育、发展情况、洞内渗水、涌水部位、里程、流量等作地质状况的观察作地质描述。
观察频率每循环一次。
支护状况观察，对初期支护和二次衬砌的情况进行观察，并注意位移，变形发展趋势，以保证施工安全和反馈支护结构是否合理。
②周边位移量测。
Ⅲ类围岩每50m一个断面，Ⅳ、Ⅴ类围岩每30m一个断面，每个断面设两条水平测线，主要量测边墙，边墙与拱部相对位移，是判断围岩稳定性的重要手段.
③拱部下沉量测。
用以判断拱部稳定性，防止坍方，量测点布置与周边位移量测相同，每个断面拱顶部位安设一个观测点，在后面设一个固定水准点，用精密水准仪量测出拱部标高，计算出拱部下沉量。
④锚杆拉拔力测定。
用以判断锚杆长度及锚固方法的合理性，是检测锚杆质量的主要方法。
Ⅲ、Ⅴ、Ⅳ类围岩每100m一个断面，每个断面先5根作锚杆抗拉拔力测量，使用工具为测力计及拉拔器》量测频率及人员配备见下表：
量测频率及人员配备表
顺序
测量项目
布置
量测频率
1～15天
16天～1月
1～3月
3个月以上
1
周边位移
Ⅲ类围岩50m一个断面，Ⅳ、Ⅴ类围岩30m一个断面，每个断面两条测线。
1次/天
1次/2天
1次/周
1次/月
2
拱顶下沉
Ⅲ类围岩50m一个断面，Ⅳ、Ⅴ类围岩30m一个断面。
1次/天
1次/2天
1次/周
1次/月
3
锚杆拉拔力
Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩每100m一个断面，每个断面5根锚杆。
⑤量测数据处理与应用
量测资料、数据及时收集整理，绘制图标进行分析记录。
隧洞周边的相对位移值应小于下表：
隧洞周边的相对位移值允许范围
隧洞埋深
允许相对位移值（mm）
＜50m
50～300m
＞300m
Ⅲ
0．1～0．2
0．3
0．6
Ⅳ
0．3
0．8
1．5
Ⅴ
0．8
1．6
3．0
（6）通风排烟除尘
①本标段隧洞独头通风距离2000m。
采用自然通风和机械通风相结合的方式进行通风排烟除尘。
隧洞洞口50m范围内采用自然通风，深入后采用以压入式机械管道通风为主、自然通风为辅的通风方式。
压入式通风，洞口设一台轴流风机（后加设一台轴流风机），轴流风机分别安装在洞外洞口转角处，以保证压入洞内的空气新鲜，防止洞内排出的污浊空气被再次压入洞内。
主风管采用φ400mm优质软管，风管安装在顶部两侧，风管末端距工作面的距离20～50m。
在洞外设置空压机站，通过风管满足洞内施工用风，根据流过风压量和管路长度，选择φ400mm优质钢管作为供风主管道。
本工程特点是引水隧洞断
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