输水隧洞施工组织设计.docx
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输水隧洞施工组织设计
输水隧洞施工组织设计
1施工总说明
1.1概况
xx工程新松水库位于yy市zz镇的曹冲河，坝址位于曹冲河下游新松村附近，主要任务是为mm电厂提供淡水，年供核电淡水量900万m3。
本工程属Ⅰ等大
（1）型工程，主要建筑物级别为1级，次要建筑物级别为3级。
主要建筑物包括新松水库大坝、输水管线及进库道路。
输水工程分输水管线和进出水口工程，包括进水口、竖井、隧洞段、浅埋段等建筑物。
隧洞进口位于上坝轴线上游约530m的右岸山坡上，进水口设固定式拦污栅，用砼封堵，由2条输水管直接从水库取水，管道设阀门控制。
隧洞出水口接浅埋段，浅埋管长约1858m，沿核电生活区规划道路铺设至交水点。
输水管线隧洞洞轴线走向为N12°W，从新松水库输水至yy核电厂，输水隧洞段长2755m，隧洞采用城门洞型，断面净尺寸为3.6m×4.0m（宽×高），坡度1:
1000，隧洞底高程为14.8m～12.05m，球墨铸铁管用C10外包砼保护，混凝土回填厚度1200mm。
竖井设在隧洞桩号0+056.000处，竖井地面高程为51.0m，直径为4.8m，衬砌厚度为600mm。
1.2水文气象
1.2.1气象
yy市多年平均气温21.9℃，最高气温37.3℃（1989年8月17日），最低气温-0.1℃（1957年2月11日），多年平均相对湿度81.5%。
根据施工区域附近的大坑雨量站1959~2005年资料统计，年雨量均值为2583.7mm，最大年降雨量4801.5mm（2001年），最小年降雨量1597.5mm（1963年）。
同时根据资料显示，对yy市有影响的台风平均每年3.1次，多发生在7~9月。
台风是严重的灾害天气，有很强的破坏性，并且带来暴雨，致使山洪暴发，平原地区积水成灾。
风向、风速：
yy上川岛气象站多年平均最大风速25.65m/s，历年最大风速37.3m/s（SSW，1975年10月6日）。
工程施工区域年无霜期363天，多年平均日照2006小时。
1.2.2水文
曹冲河流域所处的铜鼓山系是yy市的暴雨中心之一。
4月末、5月初开始，西南季风活跃，流域开始进入雨季。
流域暴雨主要集中在汛期，汛期（5～9月）的降雨量占全年的76%左右。
其中，5～6月为前汛期，主要是西南低空急流暴雨和锋面雨，降雨量占全年雨量的35%左右；7～9月为后汛期，多为台风雨，降雨量占全年雨量的41%左右。
日雨量大于50mm的暴雨年平均日数一般为18天，暴雨强度很大，最大24小时降水量可达500mm。
降雨年内分配不均，年内暴雨主要集中在前汛期5、6月和后汛期的7、8月。
1.3地形地质条件
1.3.1地形地貌
隧洞山体雄厚，山顶高程为390m～420m。
在进水口侧的中下部位植被发育，山坡较缓，一般为20°～30°。
进水口侧中上部位和出水口侧基岩出露较多，坡度陡，大多坡度为40°～60°，局部可达80°。
出口位置边坡较陡，基岩出露较多。
浅埋段的其中一部分是沿山边敷设，另一部分要经过海滩至交水点；沿线地表高程7.5m~0.7m。
1.3.2地层岩性及岩体风化分带
进洞口和洞轴线范围的地层岩性有第四系冲积层（Qal），坡积层（Qdl），基岩主要为燕山三期（γ52（3））中粗粒斑状黑云母花岗岩，局部有燕山四期（γ53
（1））细粒黑云母花岗岩侵入，进洞口处有较多辉绿岩（βμ）岩脉。
花岗岩按风化程度可分为全风化带（Ⅴ）、强风化带（Ⅳ）、弱风化带（Ⅲ）、微风化带（Ⅱ）。
由上至下各岩土层特征分述如下：
1）②冲积层（Qal）
分两层②-1和②-2。
分布在曹冲河边。
其中：
②-1：
厚度为7.1m，层底高程为7.09m，主要是含砾粉质粘土，粘性较好，多可塑状。
②-2：
厚度为2.5m，层底高程为4.59m，主要是粉细砂，颗粒较均匀，饱和，稍密～中密。
2）③坡积层（Qdl）
分布在山坡上，厚度为0m～4.5m，主要由含砂粉质粘土组成，大部分硬塑状，少量可塑。
3）燕山三期（γ52（3））中粗粒斑状黑云母花岗岩、燕山四期（γ53
（1））细粒黑云母花岗岩和辉绿岩（βμ）岩脉。
全风化带（Ⅴ）：
风化不透彻，局部含少量强风化碎块。
钻孔揭示顶面埋深0m～16.8m，顶面高程EL2.61m～EL62.47m，厚度4.2m～12.1m。
强风化带（Ⅳ）：
岩石已强烈风化，软硬不均，裂隙发育，RQD值多为0，岩体较破碎，完整性差。
钻孔揭露厚度1.2m～7.0m，顶面埋深11.0m～16.8m，顶板EL-2.61m～EL27.72m。
弱风化带（Ⅲ）：
岩质坚硬，裂隙较发育，RQD值多为40%～80%，岩体较完整，局部破碎、完整性差。
顶面埋深4.2m～23.8m，顶板EL-9.61m～EL54.59m。
微风化带（Ⅱ）：
岩质坚硬，裂隙较发育～发育，岩体较完整。
顶面埋深10.2m～26.64m，顶板EL-5.14m～EL34.19m。
1.3.3地质构造
隧洞上发现2条断层f4和F023。
f4位于桩号K0+041，产状N70°E/NW∠60°，逆断层，断层宽b=0.5m～2.0m，由花岗碎裂岩组成，并发育石英细脉，宽5cm～10cm，长1.5m，破碎。
F023位于桩号K1+846，产状N70°E/NW∠70°，由花岗碎裂岩组成。
1.3.4岩土的物理力学性质
输水管线洞室围岩主要物理力学参数建议值，边坡开挖坡比建议值见下表。
表1围岩主要物理力学参数建议值表
围岩
分类
饱和容重
γ
弹性
模量
变形模量
泊松比
μ
饱和抗压
强度fr
单位弹性
抗力系数k0
（g/cm3）
（GPa）
（GPa）
（MPa）
（MPa/cm）
Ⅱ类
2.64
25～35
15～20
0.20
90～120
18
Ⅲ类
2.63
9～20
6～10
0.25
60～90
8～13
Ⅳ类
2.55
4～6
1～3
0.30
30～60
1～4
Ⅴ类
1.95
--
--
--
0.35～0.40
0.5
1.3.5隧洞工程地质评价
输水管线隧洞设计进洞段在全风化中粗粒斑状黑云母花岗岩土中，上覆土层厚度约2m，进口边坡较缓，坡度约17°，进洞工程地质条件较差。
断层f4和F023，胶结较好，与洞向呈大角度相交，对围岩稳定影响较小。
在进洞口附近的f4断层，由于其倾向为顺坡向，与洞脸边坡同倾向，对洞口边坡有一定影响，在施工开挖时需及时跟进处理，做好支护。
隧洞段，输水管线穿过雄厚的山体，地貌上没有深切的沟谷，隧洞埋深大；隧洞位于弱～微风化花岗岩中；地质构造较少，只有f4和F023两条断层，且都与洞室呈大角度相交，对围岩稳定影响较小，在施工开挖时需及时跟进处理，做好支护。
输水管线洞身各类围岩分类如下：
Ⅴ类围岩只要分布桩号0+000～0+020，Ⅳ类围岩只要分布在进口处桩号0+020～0+050、及2+705～2+755，Ⅳ类、Ⅴ类围岩约占3.6%；桩号0+050～0+830、桩号1+845～1+860、桩号2+165～2+705为Ⅲ类围岩，约占48.5%；桩号0+830～1+845、桩号1+860～2+165为Ⅱ类围岩，约占47.9%。
1.3.6竖井工程地质条件
竖井设在隧洞桩号0+056.000处，地面高程为51.0m，直径为4.8m。
竖井入口位于山坡上，坡度为25°～35°，地表杂草茂密，竖井入口山坡较缓，竖井段在地下水位以下，山坡基本稳定。
根据水工设计，从EL51.0m至输水管线隧洞顶EL20.0m为竖井段。
其中EL51.0m～EL43.0m是Ⅴ类围岩和Ⅳ类围岩，EL43.0m～EL31.0m为Ⅲ类围岩，EL31.0m～EL20.0m为Ⅱ类围岩。
1.4交通条件
工程所在地附近目前已有公路与yy市连通，施工对外交通采用公路运输，坝址下游两公里处有地方公路直达赤溪镇，外来器材及建筑材料可经新建永久进库道路运至工地。
另外新建300m左右临时施工道路与新松村村路相连，新松村村路与地方公路连接，形成本工程对外交通的辅助进场道路。
1.5施工内容及主要工程量
1.5.1施工内容
承建的输水工程主要包括进出水口和输水管线。
施工内容主要有土石方明挖、浅埋段土方开挖、石方洞挖（含竖井）、锚喷支护（包括超前管棚、超前小导管等）、钢筋制安、混凝土、球墨铸铁管的安装及施工段的观测仪器采购、安装和施工期间的监测等。
1.5.2主要工程量
表2输水工程土建施工工程量表
序号
工程项目
单位
数量
一
输水管线
1
土石方开挖（2km）
m3
3399.48
2
土石方开挖（0.5km）
m3
24929.52
3
土石方回填（0.5km）
m3
23016
4
洞挖石方
m3
38870
5
土方洞挖（4km）
m³
362
6
喷混凝土
m³
2220
7
锚杆Φ20，入岩2.5m
根
2190
8
钢筋
t
199
9
C20混凝土垫层
m³
2768
10
隧洞衬砌混凝土C25
m³
140
11
C10回填混凝土
m³
8887.9
12
800mm球墨铸铁管
m
9226
13
钢拱架钢筋制安
t
1.1
14
超前小导管Ø42，L=3m
束（根）
230
15
管棚，无缝钢管，直径108，L=12m
根
13
16
草皮护坡
m²
19161
17
Ø500搅拌桩
m
24000
二
进出水口工程
1
土石方开挖（2km）
m³
274.68
2
土石方开挖（0.5km）
m³
2014.32
3
C25混凝土护坡厚100mm
m³
158
4
锚杆，Φ20，L=6.1m
束（根）
75
5
锚杆，Φ20，L=4.1m
束（根）
75
6
注浆小导管，Ø42，L=6.1m
束（根）
115
7
注浆小导管，Ø42，L=8.1m
束（根）
115
8
钢筋
t
90
9
PVC排水管，Ø60
m
189
10
石方井挖（开挖直径6.8m）
m³
1384
11
C25衬砌混凝土（竖井衬砌，厚度60cm）
m³
316
12
C25管理房、楼梯混凝土
m³
120
13
竖井房建筑面积
m²
50
表3金属结构设备及安装工程工程量
序号
名称及规格
单位
数量
一
输水管设备及安装工程
1
进口拦污栅栅叶
t
2
2
进口拦污栅埋件
t
2
3
检修阀门，手/电动金属密封闸阀DN800
t
13.2
4
电磁流量计，DN800
台
2
5
伸缩节，双法兰传力接头，DN800
t
2.4
6
流量调节阀，DN800
t
14
7
排气阀，DN50
台
4
8
防腐
m2
200
1.6施工重点难点分析
通过对相关文件的认真分析、研究和我们对设计图纸的深刻理解，以及我们多年来从事类似工程施工积累的经验，我们认为本工程有如下重点、难点，需要在施工技术方案中重点关注和解决。
1）隧洞进水口高程仅高于河床高程约10m左右，且输水隧洞单工作面长、断面小、交通运输、通风排烟不畅，为关键工序，需要全年不间断施工，汛期存在一定的度汛风险。
2）工期紧张，工程开工即是高峰期，开工后即进入开挖强度高峰期，施工准备、资源配备及施工组织管理是确保主体工程顺利进行的一个重点。
3）输水隧洞洞线长达2755m，仅有2个工作面，单工作面长达约1400m、断面小、交通运输、通风排烟存在一定难度，从而影响施工进度。
部份隧洞洞身、隧洞出口和浅埋段地质情况尚未探明，存在诸多不确定因素。
不良地质条件的洞段施工是确保工程如期
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