小米水库引水洞施工方案.docx
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小米水库引水洞施工方案
威宁县小米水库
放空取水兼导流洞工程施工方案
贵州省水利水电勘测设计研究院
威宁县小米水库导流洞工程项目经理部
目录
1、工程概况
2、围堰施工
3、施工供风、供水、供电等布置
3.1供风
3.2供水
3.3供电
3.4油料管理
3.5起吊设备安装
4、锁口进洞安全措施
5、洞室开挖与爆破
5.1测量放线
5.2钻孔
5.3爆破设计与安全施工
5.4出渣
6、锚喷支护
6.1锚杆设计
6.2锚杆安装
6.3混凝土喷护施工
7、洞内混凝土衬砌
7.1清基
7.2钢筋绑扎
7.3洞室圆形断面支模
7.4渐变段支模
7.5引水洞上下弯头支模
7.6混凝土浇筑
8、工期分析与安排
8.1隧洞施工顺序图表
8.2导流洞工期分析
8.3导流洞工期安排表
8.4引水洞工期分析
8.5引水洞工期安排
9、资源配备
9.1人力资源
9.2主要机械设备
10、质量与安全
10.1安全方面
10.2质量方面
11、环保与文明施工
1：
工程概况
威宁县小米水库工程位于该县哈喇河乡境内，县城距省会贵阳市347km，坝址位于马店河与哈喇河汇口上游约230m处河段上，距哈喇河乡约10km，距牛街9km，距威宁县城约40km。
有乡村公路自牛街接102省道从小米水库坝址处通过到达哈喇河乡，交通十分方便。
放空取水兼导流隧洞布置于坝址右岸，引水洞闸门井为井筒式机构，平面尺寸9.8m×6.6m，高37m，进口底高程2131m，闸室顶高程2168m，外接4m宽板式交通桥。
引水洞总长282.06其中闸门井长9.8m，渐变段长4m，上弯段长4.7m，斜段长20.92m，下弯段长4.7m，下平段至出口启闭室长237.92m，设计进口底板高程2131m，出口底板高程2106m，斜洞段以上洞径2m，下平段洞径2.5m，衬砌厚度40～50cm，配双层钢筋，混凝土强度等级C25。
导流洞工程结构由进口明渠段、闸门井段、渐变段、洞身段组成。
导流隧洞总长105m，设计进口明渠底板高程2110m，洞径2.5m。
衬砌厚度40～50cm，配双层钢筋，混凝土强度等级C20。
基岩基本裸露，强风化深4～6m。
隧洞最大埋深53m，隧洞围岩类别以Ⅲ、Ⅳ类为主。
导流洞在洞尾桩号0+105m处与引水洞下平段起点贯通。
2：
围堰施工
导流洞进口和引水洞出口需填筑土石围堰，以满足明渠和隧洞施工要求。
导流洞进口上游围堰采用粘土心墙防渗、两侧土石碾压戗堤，迎水面块石护坡，堰体中心控制灌浆的施工方案；填筑时先填粘土，再填两侧石渣，分层碾压厚度不大于50cm，河滩裸露处可以用挖机抽槽挖出覆盖层泥土，换填粘土，围堰迎水面放坡1:
1.5，内侧放坡1:
2，堰顶高程▽2113m，预测堰底平均高程▽2109m，最大堰高4m，顶宽6m，围堰长约79.3m，填筑完毕后实施钻孔灌浆，沿围堰轴线孔距1m，穿过河床覆盖层，深入基岩1m，设计给出了W1和W2两个坐标点，测量放线时，要保证围堰内侧底脚线在进口明渠桩号0-29m以外。
引水洞出口下游围堰采用粘土斜墙防渗、土石碾压戗堤，迎水面倾倒1m宽粘土防渗，外侧块石护坡，堰体中心控制灌浆的施工方案；填筑时先填土石，再填外侧粘土和块石护坡，分层碾压厚度不大于50cm，围堰迎水面放坡1:
1.5，内侧放坡1:
2，堰顶高程▽2108m，预测堰底平均高程▽2104m，最大堰高4m，顶宽6m，围堰长约66.2m，填筑完毕后实施钻孔灌浆，沿围堰轴线孔距1m，穿过河床覆盖层，深入基岩1m，设计给出了W3和W4两个坐标点，测量放线时，要保证围堰内侧底脚线在出口明渠设计桩号以外。
围堰具体施工如图1所示：
围堰填筑之关键是粘土防渗，在坝址上下游方向要找好粘土的料源，如果牵涉到征地问题，还要请业主解决。
在围堰的内侧坡脚处，要挖一个1m见方，深也是1m的集水井，抽排围堰渗漏和山体积水，在主汛期到来（5-9月），不排除洪水翻过围堰的可能，就会出现抽干又接着干的局面，因此，外侧大块石护脚一定要做好，必要时，上游围堰的水下部分抛一排钢筋石笼或竹编石笼。
3：
施工供风、供水、供电等布置
3.1供风、在导流洞进口、引水洞进口、出口各布置9立方移动式空压机一台，用于钻机和喷护设备供风。
3.2供水、在引水洞取水口山头建50立方水池一个，池底高程▽2170m，用潜水泵从河边抽水到水池，再接管往下引水至导流洞使用。
3.3供电、从主体工程降压变电站，安装配电屏配电接线至各用电设备。
电能计量按规定在380V侧安装计量表计量。
3.4油料管理、配置1个10t贮油罐，主要储存柴油，油罐上方设遮阳防雨棚，并设避雷设施，以防雷击。
布置位置与发包人现场选点协商确定。
并配置8.5t油罐车一台。
3.5起吊设备安装、在引水洞取水口▽2131m平面高程安装一台为TC6024的塔吊，以50m为半径，覆盖引水洞护坦、井筒、交通桥范围，担负该处砼浇筑任务。
4：
锁口进洞安全措施
为防止因岩性原因，引起洞口爆破坍塌，在隧洞正式开挖之前，须对隧洞周边轮廓线打锚杆进行锚杆锁口。
偏移洞口轮廓线20cm，间距25cm布孔，随即跟进钻孔、吹孔、插入锚杆（Φ25，L=4m）、注浆工序，第二天再实施洞室爆破。
钻孔时，三个方向的锚杆分别向洞外斜5度。
如遇Ⅳ类围岩，则采取短进尺，安装隔栅钢架喷砼支护的方式，每1m间距安装一榀格栅钢架，格栅钢架的材料为主筋3Φ20，蛇筋φ8，断面呈三角形，对边距离17cm，共加工6榀，钢架与系统锚杆焊接后再喷砼使之连成整体，钢架安装另见导流洞02号设计图。
隧洞锁口具体施工如图2所示：
5：
洞室开挖与爆破
5.1测量放线
导流洞标准断面洞室为圆型，R1750mm。
洞挖造孔前由测量放出开挖轮廓线、中心线、高程腰线，并根据爆破设计布孔图放出钻孔孔位。
施工过程中加强洞挖断面控制，以减少超欠挖，保证洞挖贯通误差控制在规范值内。
有三个工作面要进行测量放样，导流洞进口、引水洞进口、引水洞出口。
5.2钻孔
造孔选用YT-28型手风钻，￠42mm合金钻头，全断面光面爆破法开挖。
工作面配备3把手风钻，4个钻工，两班人员轮换现场交接班，循环进尺1.5m,一天三排炮，进尺4.5m。
施工中严格按爆破设计控制炮孔间距，误差不得大于5cm，对于钻孔角度及钻孔方向，做到位置准确、角度合适、方向不偏。
此外，应对钻工进行质量和安全教育，提高钻工的素质；建立严格的技术交底制度，严格按照钻爆设计实施；实施定人、定位钻孔，周边孔、掏槽孔由经验丰富的钻工承担。
加强检查，对不合格的炮孔，坚持堵塞返工重打，杜绝边顶部严重超挖。
钻孔关键是外斜率不要超过50mm，即钻杆开孔时，向轮廓线内偏移50mm，钻到孔底时向轮廓线外偏移值不大于50mm，残孔率可达到50%以上。
只要保证了残孔率，爆后的洞壁就比较光滑平顺。
5.3爆破设计与施工安全
本工程拟定全断面开挖光面爆破方案，使用非电毫秒雷管延时分段起爆技术，通过塑料导爆管引爆非电毫秒雷管而达到引爆炸药的目的。
在爆破设计中，严格控制周边孔的装药量，采用小直径低爆速炸药，合理选择周边孔间距E和最小抵抗线W值，以确保隧洞成型良好，并减少对围岩的扰动。
掏槽孔用正眼掏槽形式，钻孔直径φ42mm，中空眼直径φ50mm，孔深1.7m，其他眼孔深1.5m，循环进尺1.5m。
非电毫秒雷管（1～9段），炸药采用2号岩石硝铵炸药，周边眼用φ22mm×200mm长的药卷，间隔装药，其它孔眼均用φ32×200mm药卷，连续装药。
起爆系统采用导爆管传爆，以集束为主的混合联接引爆网络。
爆破安全方面，隧洞开挖爆破安排一名专职安全员。
要求上班工人必须带好安全帽，进洞穿绝缘鞋，工地配置有相应的安全标语。
爆破前作好警戒，在洞口设置的警戒点应使所有的通路经常处于监视之下，每个警戒点应处于相邻警戒点视线范围内。
只有爆破工作负责人发出起爆信号后，爆破工才能进行起爆工作。
装药必须由施工负责人指定有爆破作业证的爆破工完成，装炮区内严禁吸烟点火，非装炮人员在装炮开始前必须撤出装炮地点，装炮完毕必须检查并记录装药个数、地点，爆破后核对有无瞎炮以便及时处理。
通风排烟及安全撬挖，每茬炮爆破后，立即进行通风排烟30min，可考虑安装SDS型单向轴流风机，通风排烟后，恢复并加强掌子面的照明，让经验丰富的安全工先进去检查，处理有无哑炮和危石后，再进行下一道工序的循环，确保施工安全。
爆破参数和炮孔布置如图3所示：
孔内装药结构见图4
5.4出渣
由于洞室为直径3.5m的圆形，全断面爆破后的石渣不能全部装完，要留出一部分垫底，作为车辆的运输通道，洞室太小，挖机不能在洞内装车，装载机又撮不到底，因此决定采用ZWY-80/45L履带式扒渣机出渣，该机有履带式和轮胎式两种，适宜洞室断面＞2.4×2.4m，挖斗把石渣扒到刮板上，通过机上的皮带机传送石渣到后面的5t东风出渣车或其他农用车上，再运出洞外。
可利用工作臂实现掌子面排险，全断面装渣，不留死角。
（见图5）
6：
锚喷支护
6.1锚杆设计、在隧洞开挖进展过程中，要及时跟进锚喷支护，上半洞顶设计有系统锚杆，布置为5Φ22，L=2m，间排距1.5m。
喷C20混凝土8～15cm，其中：
渐变段喷15cm厚，桩号0+5～0+15m段喷10cm厚，桩号0+15～0+105m段喷8cm厚。
6.2锚杆安装、
测量放线确定锚杆位置，用YT-28手风钻钻孔。
钻孔完毕用高压风将孔吹干净。
用注浆器灌注砂浆。
注浆时，注浆管应插至距孔底50～100mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出；杆体插入后，若孔口无砂浆溢出，应及时补注。
砂浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完，并严禁石块、杂物混入。
注浆开始或途中停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路。
锚杆杆体使用前除锈、除油污。
锚杆安装后，不得随意敲击，不得悬挂重物。
锚杆施工完后，按规定进行拉拔试验。
6.3混凝土喷护施工：
喷射混凝土在导流洞洞口拌和，强度等级C20，喷射混凝土配合比、掺量、外加剂配比等，应通过室内试验和现场多次试验选定。
喷混凝土的细骨料采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数为大于2.5，使用时含水率控制在5%～7%。
粗骨料采用耐久的卵石碎石，粒径不大于15mm，喷砼中不得使用含活性二氧化碳的骨料。
水泥标号不低于32.5mpa。
为提高混凝土强度并减少回弹量，速凝剂掺量为2～3%。
喷混凝土前需清理工作面，用人工撬除危石及松动石块，剔除断层及有害夹层中碎石和软弱夹层，引排出滴、渗、淋水，用高压风水枪清洗岩面附着的岩屑，岩粉及其它污物，经验收后进行喷混凝土。
混凝土喷射施工，喷射混凝土选用TK961型湿喷机进行喷护，喷射时喷枪应垂直壁面，喷嘴距受喷面0.8～1.0m，喷枪作螺旋运动，先填平凹坑，然后逐层加厚至设计厚度。
7：
洞内混凝土衬砌
取水口井筒混凝土以及钢筋模板的垂直起吊由塔吊解决，露天支模、扎筋、浇筑等施工工序为一般常规方法，不再赘述，这里只对隧洞混凝土衬砌施工方案
分述如后：
施工顺序：
清基→绑扎钢筋→支模→浇筑混凝土
7.1清基：
洞室为圆形，为了运输设备通过，留有一部分洞渣未出，找平成了通道，到达末端桩号0+105m后，开始人工配合扒渣机清底，撬挖活动石块，清除浮渣、泥砂和污物，再用压力风水冲洗干净，并抽干集水。
清基顺序为后退式，即由洞内0+105m桩号逐步后退式清到0+00m桩号
7.2钢筋绑扎：
钢筋绑扎由近至远，从0+5m桩号开始，先扎下半圆，然后安放架凳或搭设矮脚手架，再扎上半圆，并把上半圆钢筋点焊到系统锚杆上。
施工时一定要按测量标示，控制好隧洞半径和洞轴线，底部的架立筋要加固牢靠，因为模板的重量支承在钢筋上。
（见图6）
7.3洞室圆形断面支模：
洞身模板设计为组合圆形钢模板，单块尺寸1500mm×595mm×55mm，钢板厚2.5mm，按2.5m直径把圆周分为三等分，制作钢管拱架，材料￠48×3.5mm，模板通过钩头螺栓加山型扣件与拱架连接。
为防止浇筑中模板整体上浮，在底模部位，设几根拉筋，固定在基础岩石的锚筋上。
（见图7）
7.4渐变段支模：
渐变段模板为木结构，模架架料断面100mm×50mm，木模板板厚2.5cm，在洞外加工场地按放样尺寸整体制作好，然后分割成四大块，抬进洞内拼合。
为防止在浇筑中模板移位，左右方向和底板方向都要适当安设几根拉模筋固定。
具体施工（见图8）。
7.5引水洞上下弯段支模：
引水洞斜洞段洞径2m，上下有一个45度的弯头，中心轴线R=6m，模板采用木结构，板厚2.5cm，模架架料断面10cm×5cm，在洞外组装成整体，再分割成两个半块，抬进洞内再次安装。
（见图9）
7.6混凝土浇筑：
首先将工地实际使用的水泥和砂石料与外加剂，按所需数量送水利厅质检中心做配合比，得到监理工程师批准的配合比后即可进行混凝土浇筑的准备工作。
导流洞洞室衬砌内空￠2.5m，每12m一个分缝，从桩号0+5m开始，到桩号0+105m有8.33块，再回过头来浇筑渐变段、闸门井，共10个浇筑单元。
引水洞下平段从0+34.108m桩号起，后退式衬砌，反向的斜洞段，由下弯段开始前进式衬砌，有23个浇筑单元。
混凝土的衬砌厚度为40cm和50cm，混凝土在拌和站集中拌制，入仓采用3m³混凝土搅拌车运输，HBT60型混凝土泵泵送混凝土入仓，混凝土使用Φ50和Φ30软轴插入式振捣棒。
混凝土泵管通过顶板开孔入仓，仓顶放分料滑槽，向两边对称下料。
为保证混凝土振捣密实，待模板安装完毕后，把洞室左右腰线上的那一块（通条）抽出，让混凝土泵插入振捣，待混凝土浇平腰线时，把抽出的模板再从封头处塞进来装好，此时，上半洞的混凝土便只有靠其自流浇满了，人工可在模板外面，用钉锤敲打，使之密实。
快浇完时，混凝土泵会加力冲击一下灌顶，俗称“放炮”,如果封头模板支撑不合理，拉筋不牢固，往往会把模板冲垮。
这一点在支模时务必注意。
浇筑完毕脱模后，对衬砌混凝土进行洒水养护。
并养护14天。
养护用水和洞壁岩层渗水会造成建基面积水，用小型潜水泵适时进行抽水工作。
8：
工期分析与安排
8.1隧洞施工顺序图
8.2导流洞工期分析
进口围堰填筑和抽水4天；导流洞隧洞开挖按一天三排炮，每排炮1.5m，每天进尺4.5m，总长105m，需25天，这其中锚喷支护及时跟进，不另外占工期天数；人工配合扒渣机洞室清底5天；钢筋制安有11个绑扎单元，一天一块，以15天工期计；最后是混凝土浇筑，按1套模板，5天一个循环，需55天；进口明渠底板混凝土浇筑计划7天，隧洞浇完后，可与闸门井同时浇筑，不占直线工期；洞顶回填灌浆10天；混凝土衬砌不要等到钢筋扎完才开始施工，可以流水作业法进行，即扎完两块钢筋就可以支模了，不考虑其他影响因素，总工期为109天。
（未考虑导流洞封堵工期）
8.3导流洞工期安排表
8.4引水洞工期分析
引水洞按进口与出口两个工作面同时施工安排。
引水洞进口工作面：
取水口石方明挖7天，隧洞石方爆破开挖按一天三排炮，每排炮1.5m，每天进尺4.5m计算，取水口闸室、渐变段、上弯段这三个施工单元开挖工期6天，锚喷支护2天，清基3天，钢筋制安6天，支模和混凝土浇筑5天一块，需15天，洞内合计38天。
洞外护坦和边坡支护7天。
井筒按5天上升3m,则37/3×5=61天，启闭机室30天，井筒工期合计91天。
引水洞进口工作面总工期为150天。
引水洞出口工作面：
出口围堰填筑和抽水6天；隧洞开挖按天三排炮，每排炮1.5m，每天进尺4.5m计算，引水洞下平段、下弯段、斜洞段总长264.5m，需59天，这其中锚喷支护及时跟进，不另外占工期天数；人工配合扒渣机洞室清底10天；按12m分块有23个浇筑单元，钢筋制安，一天一块，以24天工期计；最后是混凝土浇筑，做2套模板，4天一个循环，需92天；出口明渠底板混凝土浇筑计划10天，洞顶回填灌浆15天；混凝土衬砌不要等到钢筋扎完才开始施工，可以流水作业法进行，即扎完两块钢筋就可以支模了，出口消力池长54m，底板与两侧边墙共12个浇筑单元，计划30天，上面的出口启闭机室工期15天。
不考虑主体工程影响和汛期安全因素，总工期为193天。
8.5引水洞工期安排表
9：
资源配置
9.1人力资源
项目管理人员
施工班组人员
序号
岗位工种
人数
序号
岗位工种
人数
1
项目经理
1
1
机械操作手
12
2
工程技术员
2
2
汽车司机
8
3
质检员
1
3
钻工
12
4
安全员
1
4
炮工
2
5
统计员
1
5
木工
12
6
部位工程师
3
6
钢筋工
8
7
测量工程师
1
7
混凝土工
8
8
测量工
1
8
电工
2
9
后勤人员
4
9
其他
8
合计
15
72
9.2主要机械设备
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
1
塔吊
TC6024
台
1
1
挖机
斗山150LC
台
1
2
挖机
卡特CAT325B
台
1
3
装载机
柳工ZL30E
台
2
3
空压机
9立方
台
3
4
手风钻
Y28
台
20
5
湿喷机
TK961
台
2
6
履带式扒渣机
ZWY-80/45L
台
1
7
木工加工机械
套
1
8
钢筋加工机械
套
1
9
全站仪
台
1
10
出渣汽车
5～8t
辆
2
11
混凝土罐车
3立方
辆
2
12
拌合站
HSZ50
座
1
10：
安全与质量
10.1安全方面
项目部配置有专职安全员，对进场员工进行安全教育，增强安全意识，树立“安全第一，预防为主”的思想，并提高员工遵守施工安全纪律的自觉性，认真执行安全检查操作规程，做到：
不违章指挥，不违章操作，不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害，达到提高员工整体安全防护意识和自我防护能力。
本工程要重点抓好隧洞开挖爆破安全和机械运输车辆交通安全工作，在工地配置一定数量的安全警示标语。
本工程安全目标是，安全事故死亡率为零。
根据工程的实际情况编制各类隧洞爆破安全事故应急抢险预案，以备不时之需。
10.2质量方面
质量目标、所有部位的工序均为合格，单元工程优良率80%。
质量保证措施、
1、本着百年大计，质量第一的方针，精心选择施工用料，水泥、外加剂、填筑土料、浇筑砼的砂石料、浆砌石料等，均应满足设计要求；
2、建立健全质量检查系统、配备资质合格的质检人员。
3、质量检查贯穿于施工全过程，质检员实时填报单元工序评定表，确保资料信息的准确完整真实性。
11：
环保与文明施工
本工程将采取以下措施来减少因施工对当地环境的破坏
11.1、提高职工的环保、水保意识，做好施工区环境保护和水土保持工作
11.2、在隧洞石方开挖作业中采用光面爆破或缓冲爆破技术、微差挤压爆破技术等，都能起到减尘作用。
11.3、湿法作业，凿裂和钻孔施工尽量采用湿法作业，减少粉尘。
11.4、机械车辆使用过程中，加强维修和保养，防止汽油、柴油、机油的泄露，保证进气、排气系统畅通。
11.5、采取一切措施尽可能防止运输车辆将砂石、混凝土、石碴等撒落在施工道路及工区场地上，安排专人及时进行清扫。
场内施工道路保持路面平整，排水畅通，并经常检查、维护及保养
11.6、做好弃渣场的综合治理。
要采取工程保护措施，避免渣场边坡失稳和弃渣流失。
按照业主提供的弃渣点，有序地堆放和利用弃渣。
生活区的垃圾不往河里倾倒，挖坑掩埋。
11.7、员工穿着整齐，正确使用劳动保护用品，文明施工，与各兄弟施工单位及当地村民友好相处，营造和谐氛围，做到修好水库练好人，精神物质双丰收。
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