引水上竖井施工方案共25页.docx
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引水上竖井施工方案共25页
1、概述
1.1工程简介
洪屏抽水蓄能电站引水系统采用二洞四机的布置型式，由引水上平洞、引水调压井、引水上竖井、引水中平洞、引水下竖井、引水钢岔管、引水支管等组成，单条引水隧洞长约1372.4m。
引水上竖井长311.11m（含上、下弯段），开挖断面为Φ6.4m；从引水上竖井的上弯段起点以下均采用钢管衬砌，钢衬内径5.2m；引水系统上平洞及上竖井段施工由1#施工支洞提供工作面进行施工。
1.2施工条件
1.2.1水文气象
洪屏上水库多年平均降水量为1631.3mm；洪屏下水库多年平均降水量为1663.4mm，年降水主要集中在3~9月，约占全年降水量的83%，其中4~8月占全年的69%左右。
月平均以6月最大，占全年的17.5%，12月最少（37.4mm），仅占全年的2.25%。
1.2.2工程地质条件
全钢衬管道上覆岩体厚69~375m，岩石微~新鲜，岩体完整性差~较完整，属稳定性差~基本稳定的Ⅲ~Ⅱ类围岩；围岩类别为：
Ⅱ~Ⅲ类占45%，Ⅲ类占36%，Ⅳ类占16%，Ⅴ类占3%。
上弯段由于受f116切割，形成一不稳定的大棱体，在与节理切割组合下易沿f116断层向竖井内塌滑，加强锚喷支护处理。
上竖井段中下部构造较发育，有小断层f176、F140、f116等3条，f176、f116宽度小，F140宽度较大，断层均与竖井斜交，倾向下游，对上游壁的稳定不利，与其它方向的节理切割组合易形成不稳定的棱体，开挖过程及时加强支护。
下弯段受f176切割影响，弯段顶部岩体厚度薄，洞室开挖后，形成临空，顶部岩体易沿f176断层脱落，加强支护。
2、编制依据
（1）江西洪屏抽水蓄能电站土建工程（C2标）施工招标文件；
（2）江西洪屏抽水蓄能电站工程主体土建工程C2标引水系统土建工程施工合同；
（3）江西洪屏抽水蓄能电站工程主体土建工程C2标引水系统土建工程施工组织设计；
（4）江西洪屏抽水蓄能电站工程主体土建工程C2标引水系统土建工程设计图纸；
（5）现行国家水利水电工程施工规范以及其他有关水工及机电设备施工规范；
（6）我单位以往类似工程中的施工经验。
3、施工平面布置
引水隧洞上竖井的施工通道为1#施工支洞和引水上平洞、2#施工支洞和引水中平洞。
在1#引水上竖井、2#引水上竖井井口共设置1台桥机，用于施工期井挖、支护、混凝土、钢管安装施工。
施工现场供风、供水、供电通讯系统利用1#施工支洞施工现有设备可满足现场施工要求。
（1）供风布置：
利用在1#施工支洞与1#、2#引水隧洞的连接处布置的2台20m3/min空压机，用Φ150mm钢管接至工作面施工。
（2）供水布置：
采用1#施工支洞洞口的蓄水池引至工作面进行供水。
（3）供电布置：
采用绝缘电缆从1#施工支洞与引水隧洞上平洞连接处布置的500KVA变压器接电引至工作面供电施工。
竖井扩挖采用36V低压照明灯泡照明，扩挖井底作业面采用聚光灯投射照明；另外在卷扬机和井口附近分别布置2~3盏100W节能灯照明。
（4）排水布置：
在引水隧洞中平洞靠近上竖井处布设一集水井，施工用水和围岩渗水流水集水井后用抽水泵配排水钢管排出。
（5）通风布置：
在上竖井上弯段处采用压入式供风。
（6）施工通讯：
采用移动对讲机或有线电话通讯，以保证卷扬机提升机井底施工人员的通讯畅通，确保施工安全。
（7）安全监控设施：
主要布置在引水上竖井井口和井身上。
①固定摄像头：
在上竖井的井口上安装固定摄像头，主要用于监测竖井材料运输和施工人员的上下，进行安全监控。
②移动摄像头：
安装在竖井垂直运输的工作盘和吊笼的上部，负责监控工作盘和吊笼上下运行时的安全情况。
③压力传感器：
安装在上竖井钢桁架的导向定滑轮的支座上，主要用途是限制井内垂直运输材料和施工人员的工作盘及吊笼的荷载，如吨位超载卷扬机将不工作，确保安全运输。
4、施工目标规划
4.1工期目标
1#、2#引水隧洞上竖井段先采用反井钻机开挖导井，导井开挖完成后进行竖井扩挖；竖井扩挖采用手风钻钻孔。
先利用反井钻机进行1#引水隧洞上竖井开挖完成后，再进行2#引水隧洞上竖井开挖。
单条引水隧洞竖井钢管安装同时进行，混凝土回填与钢管安装穿插进行。
竖井开挖支护及裸岩固结灌浆结束后，从竖井下弯段起始，向上游进行下弯段、竖井段、竖井上弯段钢管安装及混凝土回填。
上竖井钢管安装及混凝土回填浇筑到一定高度后，由下弯段起始点向下游进行2#支洞上游侧引水中平洞钢管安装及混凝土回填。
项目工期表如下：
工程部位
工程项目
工期（天）
计划开工日期
计划完工日期
1#引水系统工程
1#引水上竖井导井开挖
123
2012年5月31日
2012年9月30日
1#引水上竖井扩挖及支护
182
2012年10月1日
2013年3月31日
1#引水上竖井裸岩固结灌浆
137
2012年11月30日
2013年4月15日
1#引水上竖井钢衬及砼浇筑
199
2013年4月16日
2013年10月31日
1#引水上竖井下弯段回填及固结灌浆
30
2013年5月16日
2013年6月14日
1#引水上竖井上弯段回填及固结灌浆
30
2013年11月1日
2013年11月30日
2#引水系统工程
2#引水上竖井导井开挖
131
2012年11月30日
2013年4月9日
2#引水上竖井扩挖及支护
204
2013年4月10日
2013年10月30日
2#引水上竖井裸岩固结灌浆
175
2013年6月9日
2013年11月30日
2#引水上竖井钢衬及砼回填
243
2014年1月1日
2014年8月31日
2#引水上竖井下弯段回填及固结灌浆
29
2014年1月31日
2014年2月28日
2#引水上竖井上弯段回填及固结灌浆
30
2014年9月1日
2014年9月30日
4.2质量目标
项目部对工程施工的质量目标是：
（1）不发生工程质量事故，杜绝较大质量缺陷；
（2）工程建设确保一次达标投产；
（3）单元工程合格率达到100%；
（4）单元工程优良率达到90%以上；
（5）公司工程优良率达到100%。
5、施工技术方法
5.1主要工程量
主要工程量表：
项目名称
单位
工程量
开挖
土石方洞挖
m3
支护
锚杆
根
4952
喷混凝土
m3
1195
钢纤维
t
19
挂网钢筋
t
5
钢格栅、钢拱架
t
3
混凝土
混凝土
m3
6450
灌浆
固结灌浆
m/t
6930/819
回填灌浆
m2
674
接触灌浆
m2
548
压力钢管的制造和安装
钢衬制造
t
钢衬安装
t
5.2引水上竖井洞挖施工
边界条件：
必须在竖井下弯段开挖扩挖完成后方可进行竖井开挖。
施工顺序：
竖井上弯段顶拱扩挖→竖井下弯段开挖及扩挖→反井钻安装→导孔钻孔→反井导井钻孔→反井钻机拆除→上弯段钢结构及卷扬机安装→上弯段底弧段开挖→井身段扩挖开挖。
引水竖井采用BMC400型反井钻机进行D1.4m导井开挖，导井的精度应控制在1%以内（各方向）。
先自上而下钻导孔φ270mm，再自下而上扩钻导井D1.4m；导井形成后，再采用钻爆法自上而下分层全断面扩挖至设计尺寸。
扩挖施工将利用导井溜渣和通风；扩挖采用手风钻造孔、装药爆破开挖，人工扒渣，在竖井下部采用3m3装载机装15t自卸汽车出渣。
引水竖井洞挖主要施工程序详见下图：
5.2.1开挖施工准备工作
在引水隧洞上、中平段施工完成后，对上竖井中心线周边范围的上弯段顶拱和下弯段底拱进行扩挖。
为减少上弯段顶拱扩挖工程量，上弯平段开挖时从上弯段起点降10％的坡至反井钻机施工平台，上弯段顶拱扩挖高度保证反井钻机安装及操作空间，扩挖宽度按4m考虑，上弯段顶拱扩挖结束后施工吊点锚杆并安装吊点定滑轮；为便于竖井扩挖出渣，对下弯段底拱进行局部扩挖形成集渣场，集渣场沿导井边线向下扩挖以便溜渣，底板按8％的坡度扩挖，集渣场扩挖宽度按4m考虑。
估算竖井上弯段扩挖3117m3、竖井下弯段扩挖575m3。
钢管安装所需的扩挖尺寸、反井钻机作业所需上下弯段的扩挖具体尺寸见附图。
（1）竖井下弯段开挖及扩挖
竖井下弯段设计断面为圆形洞：
D6.4m﹙1#、2#引水上竖井下弯段）
为便于出渣和反井钻机反井钻头的安装，将竖井下弯段按中平洞的底板高程弧段扩挖为城门洞型：
高6.4m×底宽6.4m顶拱半径R3.2m
开挖方法是沿竖井下弯段底弧的切线向上游开挖至竖井上游边墙底板与竖井成直角90°，采用全断面开挖。
（2）竖井上弯段顶拱扩挖
顶拱扩挖用途：
①安装反井钻机②安装桥机﹙竖井压力钢管安装用桥机）
a、上弯段扩挖：
（长30m×宽8.4m×高11.4m）
施工方法：
按施工措施的设计图纸由上弯段的起点进行开挖至上弯段端墙，断面规格为：
长30.0m×宽8.4m×高11.4m,在上弯段起点的顶拱横向由下向上垂直钻孔断面宽8.4m孔深4.2m距开挖线0.3m﹙保护层﹚采用先预裂爆破后，再由顶拱向端墙进行扩挖，一次开挖到设计高度11.4m在进行顶拱反向扩挖到预裂边线，最后采用光面爆破将剩余的保护层和顶拱梯形体﹙高度不够可登渣施工﹚一次开挖到位，顶拱扩挖分三个区﹙Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区﹚进行，端墙采用预裂爆破顶拱采用光面爆破技术先预裂后光爆、严格控制单孔装药量，起爆采用非电毫秒微差并联网络起爆。
b、端墙油箱扩挖：
结构尺寸为高6.0m×宽4.0m×深4.0m﹙反井钻井液压油箱﹚，开挖采用直线掏槽，周边采用辅助光爆相结合进行爆破。
（3）反井钻机基础砼施工及反井钻机安装
反井钻机施工前，将根据厂家提供的具体尺寸和要求，在井位中心浇筑一个深至基岩、高度略高于地面的C20混凝土基础，以保护导井口，并预埋固定反井钻机基座螺栓，在混凝土待强期间（5～7天），将轨道、水、电铺设到现场。
用车架千斤顶或其它方法调平车架；用斜撑缸将机架立至欲钻进角度；装上斜撑杆进行微调，找准钻进角度；调整调角靴板，使之与地面接触良好；上紧地脚螺栓，固定主机。
钻机安装及电器配线完毕后进行调试，试运行正常后可进行钻孔。
5.2.2导井钻孔
导井开挖采用BMC400型反井钻机先钻设D270mm导孔，导孔贯通后，在竖井下部安装φ1.4m扩孔钻头，进行导井钻设。
导井出渣采用3m3侧卸装载机装15t自卸车在底部进行。
（1）BMC400型反井钻机技术参数：
基本参数项目
单位
ZFY2.0/400
（BMC400）
主机
导孔直径
mm
270
最大扩孔直径
m
2.0
最大钻深
m
400
钻进推力
kN
1650
扩孔拉力
kN
2450
额定扭矩
kN·m
85
卸扣扭矩
kN·m
65
额定转速
r/min
0-22
最小倾角
°
60～90
钻杆外径
mm
228
额定功率
KW
168.5
工作状态外形尺寸
mm
3310×1830×4740
运输状态外形尺寸
mm
3270×1750×1950
重量
kg
12500
泵站
回转系统额定压力
MPa
20
推力油缸额定压力
MPa
25
额定流量
L/min
400
电动机额定功率
KW
128.5
额定电压
V
380、660
油箱有效容积
L
1200
外形尺寸
mm
2100×1350×1110
2650×1320×1560
重量
kg
1550、1420
操作台
外形尺寸
mm
1800×1350×1250
反井钻机的操作将由施工经验丰富的施工人员操作。
（2）导孔钻孔：
﹙D270mm﹚﹙必须安
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