引水隧洞施工方案.docx
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引水隧洞施工方案
引水隧洞施工方案
九寨沟县汤珠河流域
顺和水电站工程
引水隧洞开挖与衬砌
施
工
方
案
重庆黄浦建设（集团）有限公司
汤珠河流域顺和水电站工程项目部
二〇一〇年八月十六日
第一章编制说明
一、编制依据
1、严格按照以下资料进行本工程施工组织文件的编制：
（1.1）、现场实际资料；
（1.2）、有关本工程施工的国家和行业技术标准及规程规范；
（1.3）、设计图纸；
二、编制原则
编制本工程文件及以后后续工作中，我部将在工程质量、安全、进度、环保和水土保持、文明施工等方面，争取创优。
三、执行的技术标准和规程规范
1、除设计文件中特别提出的技术要求外，我部所用的材料、设备，施工工艺和工程质量检验的验收，均严格执行国家和行业颁布的技术标准和规程规范的技术要求进行施工；
2、施工期间，所有标准和规程规范都可能被修订，工程施工中将执行其最新版本；
3、本分部工程施工执行的技术标准和规程规范为：
（3.1）、GBJ107《混凝土强度检验评定标准》
（3.2）、GB/T5123《水电站基本建设工程验收规程》
（3.3）、GB/T5144《水工混凝土施工规范》
（3.4）、DL/T5135-2001《水电水利工程爆破施工技术规范》
（3.5）、GBJ201-83《土方与爆破工程施工及验收规范》
（3.6）、JGJ63《混凝土拌和用水标准》
（3.7）、JGJ46-88《施工现场临时用电安全技术规范》
（3.8）、JGJ59-99《建筑施工安全检查标准》
（3.9）、SL279-2002《水工隧洞设计规范》
（3.10）、DL5077-1997《水工建筑物荷载设计规范》
（3.11）、SL62-94《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》
四、工程概况
汤珠河属白水江中游右岸一级支流，主源为马家沟，发源于岷山山脉东麓九寨沟县境南部边缘，河源区与九寨沟上游相邻，从西北流向东南，至两河口处接纳勿角沟后始称汤珠河，直抵双河乡附近注入白水江青龙桥规划梯级电站库尾段。
根据汤珠河流域自然地理条件及社会经济特点，电站自上而下依次分为：
①马家一级---②顺和二级---③松柏三级。
这3级电站皆为引水式开发，首、尾次第衔接，其中，马家一级电站闸前蓄水容积具有日调节能力；顺和二级、松柏三级皆为径流式电站。
顺和水电站取水口位于两河口下游附近，本电站主要水工建筑物包括取水枢纽、引水隧洞、压力前池及压力钢管、主副厂房、升压站等，次要建筑物包括护坡、护岸等。
顺和水电站引水工程总长8225.533m，其中有4个引水支洞，隧洞断面均为城门洞型，根据现场围岩类型开挖尺寸为（宽×高）3.4m×3.8m。
五、施工平面总布置
施工平面总布置图见附图。
六、引水隧洞施工
1、隧洞掘进
1.1钻爆
顺和水电站引水隧洞开挖断面为3.40~3.80m3/m,两条隧洞的开挖断面均较小，自由面少，乱放炮的现象，造成的后果是炮眼利用率低，岩石碎块抛掷远，爆堆不集中，周边超挖量大，成型质量差，围岩松动破坏严重，在松软岩层中周边很难留下半边眼痕。
不仅影响了隧洞掘进的速度，增加了出渣量和支护材料消耗，也降低了隧洞的稳定性和安全性。
据统计，特别是对于f>8~10的较为坚硬岩石，其炮眼利用率一般在60%~80%。
因此，如何提高爆破效率、改善爆破效果、增加进尺、保证成型，仍是本工程隧洞掘进爆破工作中应解决的主要问题。
①根据围岩特点合理选择周边眼和周边眼最小抵抗线。
爆破的主要要点：
周边眼间距一般爆破间距小，周边眼的最小抵抗线亦要相应减小，即适当加密周边眼，调整间距与抵坑线比值EN。
周边眼的间距具体偏小多少要视岩石的抗爆性、炸药性能、炮眼直径和装药量而定，一般可取周边眼间距E=40~60cm。
对于坚硬和破碎岩石亦取较小的E值；对于软质或整体性好的岩石亦取较大的E值。
为保证周边眼孔之间贯通裂缝优先形成，须使周边眼的最小抵抗线大于炮眼间距，通常取EN=0.8为宜，即抵抗线V=50~90左右cm。
②严格控制周边眼的装药量，应使药量沿炮眼全长合理分布，并合理选择炸药品种和装药结构。
周边眼宜采小直径药卷和低爆速炸药，而底板眼则宜选用高爆力的炸药，可以克服上覆石渣的压制和起到翻渣的作用。
周边炮眼的装药量应和装药密度要减小，并使炸药均匀地分布在整个炮眼内，周边眼装药量应具有破岩所需要的应力能量，又不致造成对围岩的严重破坏，施工中应根据炮眼孔距E、光面层厚度（即最小抵抗线）V、石质及炸药种类等因素综合考虑选择和调整。
炮眼、药卷直径不偶合系数控制在1.25~2.0之间，但药卷直径不小于炸药的临界直径，以保证稳定传爆，必要时采用导爆索传爆。
③采用周边眼同时起爆。
要求采用毫秒雷管微差顺序起爆，应使周边爆破时产生临空面，同段的周边眼雷管起爆时差尽可能小；一般使用导爆索或高精度系列迟发电雷管起爆效果好。
因为同时起爆，使炮眼间爆炸力起共同作用，比较容易炸成平面。
对石质稍差的岩石，宜采用毫秒迟发电雷管起爆周边炮眼，它既具有同时起爆的爆炸威力，又可以减少对轮廓线以外围岩的扰动。
爆破分区起爆顺序是：
掏槽眼→辅助眼→崩落眼→周边眼→底板眼。
辅助眼则应由里向外逐层起爆。
④严格掌握钻眼作业，使三种炮眼的位置及方向准确无误，否则爆破的效果会明显降低，成型差。
⑤各爆破参数如周边眼间距E、最小抵抗线V、相对距E/V和装药集中度q等，应采用工程类比法或爆破现场经验逐步改进、确定。
1.2钻爆设计
隧洞爆破后开挖轮廓面的平滑度与眼距E和抵抗线V有密切的关系，根据德国专家的模型实验结果，取EN=2时，开挖凹凸状严重损伤；EN=0.8时，开挖面平滑，与设计轮廓线基本一致。
爆破参数选用的正确与否，直接关系到爆破的效果，故进行钻爆设计时必须根据炸药的性能合理选择各参数，选用的依据除岩石的软硬完整、破碎程度外，还要考虑隧洞断面大小、开头。
通过初爆和几次试爆逐步修正，即可取得合理的参数。
1.3钻爆作业
采用钻孔台架配合手持风动凿岩机钻孔，人工装药起爆。
钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
如围岩出现变化需要变更爆破设计时，由主管工程师确定。
炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接，均由考核合格的爆破工负责。
①测量：
测量是控制开挖轮廓精确度的关键，每循环都由炮工班长和工作面负责人在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。
②定位开眼：
对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差控制在3~5cm以内。
③钻孔：
钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要有丰富施钻经验。
④装药：
钻完孔后，用高压风吹孔，经检查合格后装药。
装药分片分组负责，自上而下严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。
爆破网路连接、检查及起爆，按照爆破设计要求和GB6722-2003《爆破安全规程》执行。
⑤堵塞：
所有装药的炮眼均堵塞严实，堵塞长度不小于40cm。
⑥瞎炮处理：
发现瞎炮，应首先查明原因，如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可，但此时的接头尽量靠近炮眼，如因孔内导爆近损坏或其本身存在问题造成瞎炮。
则应参照《爆破安全规程》有关条款处理。
1.4钻爆效益
钻爆法开挖是否经济、高效，关键是控制好超欠挖，钻爆施工中将采取如下措施：
①根据不同地质情况，选择合理的钻爆参数，选配多种爆破器材，完善爆破工艺，提高爆破效果。
②提高画线、钻眼精度，尤其是周边眼的精度，是直接影响超欠挖的主要因素，因此要认真测画中线高程，准确画出开挖轮廓线。
③提高装药质量，杜绝随意性，防止雷管混装。
④断面轮廓检查及信息反馈：
了解开挖后断面各点的超欠挖情况，分析超欠挖原因，及时更改爆破设计，减少误差，配专职测量工检查开挖断面。
⑤建立严格的施工管理：
在解决好超欠挖技术问题的同时，必须有一套严格的施工管理制度来保证技术的实施，为此，从进洞前，制定严格的奖罚制度，用经济杠来调动施工人员的积极性，造成人人关心超欠挖，人人为控制超欠挖去努力。
1.5钻爆效果
为达到成型好的爆破效果，常采取的措施是：
①缩小周边眼间距，减小周边眼的最小抵抗线。
②减小装药量或减少装药密度，以便减小围岩的扰动。
③周边眼在最后同时起爆。
实践证明对于石质较差的岩层，最好使用毫秒迟发电雷管起爆周边眼，可使爆破既有同时起爆威力，又可减少对设计轮廓线以外围岩的扰动。
④严格掌握炮眼方向，周边眼的眼底应落在同一垂直平面上，钻眼过程中经常检查炮眼的方向，及时校正，对于个加不符合要求的炮眼，则应废除，重新钻眼。
隧洞允许超欠挖值应符合表1的规定：
表1隧洞允许超欠挖值（cm）
围岩级别
开挖部位
Ⅰ
Ⅱ~Ⅲ
Ⅳ~Ⅴ
拱部
线形超挖
10
15
10
最大超挖
15
25
15
边墙线形超挖
10
10
10
1.6通风、排烟
爆破后马上开启风机向洞内掌子面压送新鲜空气，排除置换洞内硝烟、油烟等。
1.7安全检查
待洞内掌子面空气好，能见度好后，炮工和安全同时进洞到爆破面检查爆破效果，检查是否是哑炮，如需处理，待安全员把松动围岩清除、敲掉后进行。
1.8出渣
待安全处理完毕后就进行出渣，隧洞出渣采用无轨运输方式，20或30装机或用扒渣机装渣，小型农用自卸车运输。
1.9测量放线
洞内测量采用中线法，中线测桩间距不短于50m，每100m设一水准点，根据需要适当加密。
在每排炮开钻前准确绘出开挖轮廓线，周边眼、掏槽眼的位置。
2.0隧洞掘进正常情况工序循为12小时，见下表：
隧洞掘进工序循环时间表
序号
工作项目
1h
2h
3h
4h
5h
6h
7h
8h
9h
10h
11h
12h
1
测量放线
2
钻孔
3
装药
4
通风排烟
5
处理安全
6
出渣
7
初期支护
2、隧洞支护
引水隧洞Ⅱ、Ⅲ类围岩支护：
随机砂浆锚杆φ22，L=150cm+φ22锚杆，L=150cm排距120cm+C20喷射砼厚5~8cm+C20砼厚20cm；Ⅳ、Ⅴ类围岩支护：
砂浆锚杆φ22，L=150cm梅花型布置，间距100cm+C20喷射砼厚5~8cm+挂网φ6.5＠200×200，C20喷砼厚10cm+固结灌浆孔φ50排距250cm，深入围岩200cm梅花型布置。
2.1锚杆
对于较完整的洞室围岩，在掘进时就把上一槽炮的进尺段围岩施打随机锚杆和按设计实施系统锚杆，锚杆的长度、角度、深度要检查验收并满足设计。
对于随机锚杆施工，首先是施工技术员对围岩的结构和结构面进行认真观察和分析后现场布设孔位。
锚杆的锚固用锚固剂，钻孔内锚固剂要饱满。
施工工序如下：
定位
钻孔
清孔
填塞锚杆剂
插入锚杆
2.2钢筋
在洞口钢筋加工场加工制作，然后运到洞内，现场绑扎。
2.3挂网
按设计要求加工钢筋网，随受喷面起伏铺设，并将钢筋网同定位锚杆固定牢固，钢筋的交叉点及双面受力钢筋应用铁丝扎牢，钢筋接头采用双面焊接，焊接长度为5d,在双面焊有困难的部位可采用单面焊接，焊接长度为5d。
钢筋网与受喷面的间隙以3cm左右为宜，砼保护层厚度应大于2cm。
2.4喷砼
施工要点如下：
①选用PC32.5普通硅酸盐水泥，细度模数大于2.5的硬度洁净砂，粒径5~12mm的级配碎石。
喷射砼严格按配合比拌合，配合比及拌合料均匀性每班检查不少于两次。
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