抽水蓄能电站输水系统施工方案.docx

1、抽水蓄能电站输水系统施工方案输水系统一、引水斜井1、工程概况1# 引水隧洞长为1333.85m，2# 引水隧洞长为1332.55m。引水隧洞为二洞四机布置，由上平洞、上斜洞、中平洞、下斜洞、下平洞组成。引水隧洞上平洞与下平洞的连接，采用二级斜洞（与平面夹角为50）布置，中间设置中平洞，用以连接上、下斜洞，两洞中心线间距均为67.5m。1# 上斜洞长（含上、下弯段及斜直洞段长度）229.19m，中平洞长76.68m，下斜洞长（含上、下弯段及斜直洞段长度）387.54m，下平洞长71.24m；2#上斜洞长（含上、下弯段及斜直洞段长度）229.19m，中平洞长46.68m，下斜洞长（含上、下弯段及斜

2、直洞段长度）383.76m，下平洞长143.72m。采用钢筋混凝土衬砌，圆形断面，直径为6.7m，衬砌厚0.6m，双层配筋。主要工程量表项 目单 位上斜洞中平洞下斜洞石方洞挖万m30.692石方洞挖万m32.4724.159衬砌混凝土（C30W8 二级配）万m30.6940.1141.167钢衬外包素混凝土（C25）（C25）万m30.1钢筋制安t476.178.31136.7固结灌浆 万m0.5350.1440.905锚筋(22 L=4m 入岩3.6m)根441120746锚筋(25 L=6m 入岩5.6m)根17648298锚筋(28 L=8m 入岩7.6m)根8824149Q390D 钢

3、板t464.82、地质条件引水隧洞大部分位于新鲜的白岗花岗岩中，上覆岩体厚度约40m420m，其中引上平洞有F13、F14、F15、F16、F16-1、F60、F17 等七条断层穿过，断层与洞线夹角较大，断层倾角也较大，除断层F15 宽3m4m 外，其它断层宽度均较小，为0.3m2m，断层对洞周围岩稳定影响不大；引水隧洞下斜洞及下平洞有F23、F24 等二条断层穿过，断层倾角较大，其中断层F24 宽度较大，宽度为3m5m，其它断层宽度为1m2.2m，断层对洞周围岩影响不大，隧洞围岩除断层附近为、类围岩外，其它围岩均为类围岩。3、施工方案开挖施工引水斜井开挖在2#、4#、5#施工支洞开挖到位，上

4、平洞、中平洞及下平洞开挖完成后方可进行，先导井后扩挖。为了加快进度，导井采用正、反导井同时施工。正导井采用吊罐提碴，反导井利用阿里马克爬罐，利用相应的施工支洞作为出碴通道。（1）施工布置1）正导井施工风、水、电布置正导井开挖施工所用风、水、电均由上平段接引并随工作面的延伸接长。供风采用DN50钢管，临近工作面10m处接胶管至工作面负责钻孔供风及爆破后的排烟；供水采用DN32钢管，临近工作面10m处接胶管至工作面供钻机钻孔用水及爆破后水幕降尘；供电采用4mm2电缆为供电线，电压为36V。2）施工排烟正导井施工排烟采用空压机供风通过供风管路进行井内通风排烟。3）施工排水开挖正导井030m时，采用2

5、寸潜水泵将井内施工废水排至上平洞后，由上平洞排水系统排出洞外。深度大于30m的井内施工排水，采用2寸潜水泵将工作面的水排至提升斗，由提升斗提至井口后，再由2寸潜水泵排至上平洞排水系统。4）施工交通正导井施工交通在030m进尺内由设在井壁上的锚杆爬梯进行，大于30m进尺采用载人/运料小车进行施工人员上下交通，人、货不可同载，每次载人不超过3人。（2）正导井开挖1）提升系统、卸渣平台施工提升系统由一台10t卷扬机、一个1m3渣斗、导向滑轮及运行轨道组成。卷扬机设在上平洞，通过导向滑轮将导井内渣斗提升至上弯段处所设的卸渣平台，再由卸渣平台溜至上平洞后，由装载机装自卸汽车出渣。导向滑轮由锚杆固定，上弯

6、段顶拱需做局部超挖，估算超挖量为250m3/条。运行轨道采用12槽钢 ，由18锚杆固定。卸渣平台分为钢结构支架和铁板溜渣槽，估算钢材用量为2.5t/条，提升系统及卸渣平台在施工前做专项设计。2） 钻孔、爆破正导井开挖采用手风钻钻孔，孔径为42mm，掏槽孔、空孔孔深为1.3m，崩落孔、周边孔孔深为1.2m，循环进尺为1.0m，采用4#抗水岩石硝铵炸药，非电雷管引爆，爆破布孔与反导井相同见图-1。图-1 斜井导井开挖布孔图 表-1 导井开挖爆破参数表3）导井贯通在正、反导井作业面相距大于4.5m时，采用上下双向开挖施工，但爆破时需要避炮；在正、反导井作业面距离等于4.5m时，反导井停止开挖施工，只

7、进行正导井开挖爆破作业施工。要求测量准确提供正、反导井之间的岩塞厚度，要求贯通部位不能出现颈缩现象，且平顺无台坎。导井贯通施工必须制定贯通施工技术措施和安全措施，以确保安全。（3）反导井开挖反导井开挖断面及在斜井中的位置与正导井相同，开挖采用STH5E/EE型阿里马克爬罐施工。1） 施工布置供风、供水、供电：斜井反井开挖所需风、水、电均由中、下平洞已形成系统接引通过阿里玛克爬罐轨道所设管路供至作业面。通风：采用空压机风将作业面烟尘排至中、下平洞后，由中、下平洞通风系统排出洞外。排水：施工排水系统利用中、下平洞开挖时已形成的排水系统。阿里马克爬罐施工工艺流程2）爬罐安装：爬罐平台：在下平洞搭设爬

8、罐平台，平台由顶拱锚杆悬吊加固，锚杆采用22钢筋，间距1.0m、排距5.0m，与水平面呈45O角锚入岩体3.0m，平台距顶拱约3m，宽5.5m，长约20.0m。轨道安装：安装高程距洞顶约50cm，先在井口处安装弧形轨道，继而向两端延伸。轨道采用膨胀螺栓固定在岩壁上。爬罐安装：爬罐安装在搭设好的平台和轨道上进行，安装严格按说明书操作，安装结束经调试运行进入施工循环阶段。3）开挖施工1领先导井开挖：爬罐轨道安装前，先在反导井井口开挖领先导井，使爬罐能进入斜井段，保证反导井正常施工。领先导井采用多臂钻钻孔开挖，开挖深度为45m，断面尺寸同反导井。钻孔爆破：爆破造孔用YT-28气腿钻在爬罐上进行，采用

9、4#抗水岩石销铵炸药、非电雷管引爆。爆破参数初步拟定为孔深1.8m，孔径48mm，循环进尺1.5m，具体爆破参数在施工时根据岩石及施工情况进行调整。出碴：反导井开挖石碴顺导井溜至下平洞，由ZL-50装载机装入20t自卸车运至渣场。为便于反导井出碴及斜井扩挖出碴，需在下弯段进行局部超挖，超挖位置范围，初步估算为300m3/条。（4）斜井扩挖斜井扩大开挖，由上至下进行，在扩挖施工中为混凝土施工作必要的准备。 图-2 斜井反导井开挖示意图（4）斜井扩挖挖扩挖按深度不同分两种施工方法，在扩挖30m范围内，由于作业面距井口距离较短，不能满足扩挖台车运行系统运行范围，故采用岩壁爬梯作为施工人员的交通及材料

10、、工具的运输，当扩挖深度大于30m以后采用扩挖台车施工，其施工工艺流程为：1）施工布置供风、供水：扩挖所需风、水管线均从上、中平洞形成系统接引布置，在扩挖台车的两轨之间分别采用100mm和50mm钢管供应斜井扩挖及后期混凝土滑模的用风和用水，风、水管线随扩挖跟进，用锚筋固定在岩壁上，作业面前30m为胶皮管，以便在放炮时随扩挖台车一起撤离作业面。供电：动力线、照明线和通讯线布置在井壁高处。在井筒内每20m设一盏220V白炽灯，在扩挖台车上安放一台BJZ行灯变压器，台车上使用电压36V的安全照明。另外，台车上布置一台单相电焊机。3通风：由于导井已贯通，整个地下洞室已形成自然通风的环路，因此扩挖通风

11、为自然通风。特殊情况启动下平洞通风系统加快洞内空气流动速度。排水：扩挖施工排水由中、下平洞排水系统进行。2）运输、交通及扩挖台车运行系统井口平台：为方便运料/乘人车在井口弯段处的装料及人员的上、下车，在井口布设型钢制作的施工平台，在平台下方超挖一定空间用以安放牵引扩挖平台车卷扬机。扩挖台车及运行系统扩挖台车初步设为三层操作平台(施工时做专项设计)，给在作业面上的钻孔、装药、锚杆施工和喷混凝土等工作提供了宽敞、安全又实用的工作场地。其结构示意见图-3。扩挖台车由2台10t卷扬牵引，台车轨道用两根20槽钢焊接而成，由锚杆作支撑，开挖一段跟进铺设一段。在铺设轨道的同时做滑模体轨道锚杆施工。运输与交通

12、系统扩挖深度在30m以内时斜井施工以爬梯为施工人员的交通手段，由人工进行材料、机具的运输，深度超过30m以后，设一台载人/送料小车（人、货不同载）与扩挖台车共用同一轨道，载人送料小车用一台8t卷扬机牵引。在已扩挖的底拱仍设钢筋爬梯，以防止意外停电等情况下，供施工人员的交通。 图-3 斜井扩挖台车及运行系统示意图3）开挖方法：由于本斜井的倾角50较小，采用浅孔梯段、多循环微差爆破，控制石渣粒径防止堵井，使爆破石渣顺利通过导井溜至下平洞。上、下弯段开挖分两部分进行，部分在上、中、下平段开挖时进行，开挖方法与上、中、下平段开挖相同；其余部分在斜井开挖时进行，开挖方法与斜井开挖相同。上、下弯段开挖时，

13、钻孔深度为1.52.5m，钻孔前必须由测量精确放出开挖边线，严格控制好钻孔角度。钻孔爆破：钻孔爆破采用YT-28手风钻在扩挖台车上进行钻42孔（深度小于30m时，搭设钢管脚手架），孔深2.6m，循环进尺2.5m。为保证斜井的成形和减小超欠挖采用光面爆破。为减少人工扒渣工作量，撑子面尽量垂直洞轴线，使整个工作面形成漏斗状。图-4 斜井扩挖爆破布孔图表-2 斜井扩挖爆破参数表支护：支护紧跟扩挖工作面进行，在顶拱120范围内均喷5cm厚混凝土，岩石节理及断层破碎带采用超前锚杆和钢筋网喷混凝土支护。支护工作均在扩挖台车上进行。斜井段有断层通过时，主要采取短进尺、弱爆破、支护紧跟作业面的方法施工。同时在

14、常规掘进施工时，注意记录和观察岩石结构的走向、裂隙、渗水等情况，及时进行排水孔、随机锚杆等施工。在具体施工过程中，备足进行临时支护使用的各种材料，如锚杆、钢筋网等，同时组织落实施工人员。另外还根据地质资料及现场施工情况，制定预见性的施工技术措施，做到有条不紊。除有具体的措施和组织相应的材料人员外，还配备进行安全监测的人员和设备，及时进行质点振动速度等指标测试，为控制围岩破坏范围，先择开挖爆破参数提供依据。出渣：扩挖出渣在中、下平洞采用ZL-50装载机装20t自卸车经相应施工支洞运至料场。衬砌施工（1）斜井混凝土施工工艺流程：（2）施工布置1）施工用风、水、电：施工用风、水、电均利用开挖施工时已

15、形成的供应系统。各系统控制均设在模体主平台上。2）施工排水：在下弯段设一挡水围堰，采用潜水泵将水排至施工支洞集水箱内再排出洞外。3）施工通讯：设矿井电话进行井上、井下通讯联系。4）施工交通：利用载人/送料小车进行井内施工人员的上下交通，在停电等特殊情况下，利用开挖期已形成的钢筋行人梯进行人员的撤离。（3）斜井混凝土滑模施工方法1）清基：斜井扩挖结束后，对斜井全面复测并进行激光定向器的安装与调试，利用扩挖台车对欠挖部位进行欠挖处理、浮石清撬，采用高压水对井壁岩面彻底冲洗。2）滑模轨道施工：滑模轨道从上至下分段进行安装，分段长度为12-15m。固定轨道的基础混凝土从下而上进行施工，混凝土采用HPJ

16、-型喷射机进行喷射形成，采用边喷边振，边支模的施工方法，保证回弹料不外落和喷混凝土作业的连续性。3）滑模模体：模体中梁在中、下平洞内进行组装，模体由液压爬升系统、安全保护系统，中梁，模板及作业平台组成。爬升器牵引前行走轮连续滑升；两台10T卷扬牵引中梁做安全保护；中梁与模板及各层作业平台结为一体，承受各部位传来的荷载。模体的作业平台包括上平台、下料平台、主平台、悬挂平台、尾部平台。上平台为液压系统操作平台，在上平台上设存料斗，由送料小车运输的混凝土卸至存料斗内。上平台的下层平台为浇筑平台，在浇筑平台上，由人工推手推车接存料斗混凝土进行分料，在平台周围设有溜筒，混凝土通过溜筒入仓；混凝土振捣及钢

17、筋安装均在主平台上进行操作；在悬挂平台上将刚出模混凝土由人工修整抹面并对混凝土洒水养护。尾部平台为转换后行走轮所设。模体安装顺序为：4）滑模模体安装方法：中梁在下平洞组装完成后，采用手动葫芦将其牵引至斜井段后锁定。各层平台及模板等构件均由上弯段处采用送料小车运输至斜井下端的中梁就位处，利用岩壁锚杆、手动葫芦安装。安装时所用岩壁锚杆均经专项设计在斜井扩挖时提前施工。4采用2台10t卷扬机牵引中梁形成模体安全保护系统，卷扬机安装在上弯段底板超挖形成的平台上。液压系统反复调试达到正常、模板调整在规范允许的偏差范围内加固。5）滑升运行：模体滑升的动力为爬升器，模体滑升前混凝土应浇筑到模板高度的三分之二

18、处，模板上缘距混凝土表面预留3050cm浇筑层厚度，等第一层混凝土达到脱模强度后，开始滑升2个行程（约6cm），视脱模后混凝土表面情况再进行正常滑升。正常滑升时，每次滑升高度控制在10个行程以内（约30cm），每隔90分钟再继续滑升。滑升速度取决于混凝土初凝时间、下料速度、施工环境温度等因素。通常混凝土脱模强度控制在0.3MPa左右，过早脱模容易造成滑出的混凝土塌落，过晚脱模容易将混凝土拉裂。6）钢筋施工：钢筋在钢筋加工厂制作，严格按照设计图纸编制下料表，并将下好料的钢筋按下料表编号，制作好的钢筋由汽车经施工支洞运至上井口平台，人工转装到载人/送料小车上，由小车送至模体平台进行钢筋安装。钢筋随

19、模体边滑升边安装，钢筋连接采用绑扎，钢筋接头按35d搭接。7）混凝土浇筑：混凝土由拌和站提供，混凝土由6m3混凝土搅拌车经施工支洞运至井口平台卸到送料小车上，再由送料小车运至模体上平台卸入平台所设存料斗中，由人工推手推车在下料平台上接料送混凝土仓内。混凝土必须对称下料入仓，分层浇筑，分层厚度为2530cm。混凝土塌落度一般控制在57cm，脱模强度控制在13kg/cm2，采用贯入阻力法测定。入仓混凝土采用50软轴振捣器振捣，振捣器应尽可能在竖向位置操作，振捣头应在其自重作用下穿过下层混凝土，直到可以重新振捣下层混凝土表面5cm厚的范围。滑模每次滑升时，滑模体下部的整修悬吊平台上设23人，及时将出

20、模混凝土修整压光，出模的混凝土养护由设在悬吊平台下面的喷淋管来完成。如因气候或其它原因停止施工时，在停止混凝土浇筑后，仍隔0.5-1h启动爬升器一次，每次爬升器爬升35cm，如此连续进行直至模内剩余30cm高混凝土为止，此时混凝土已经凝固，而且与模板不会粘结为止。因停滑造成的施工缝按规范要求进行处理。 图-4 斜井滑模施工工艺图（4）上、下弯段混凝土施工方法1）清基：首先清除作业面的浮渣，撬除松动岩石，在混凝土浇筑前采用高压水进行仓面冲洗，达到基岩面清洁、湿润而无积水、浮渣等。2）模板：混凝土衬砌采用钢排架脱水模板，钢排架施工时做专项设计。钢排架在模板加工厂制作成型后，由汽车通过施工支洞、上、

21、中、下平洞运至上、下弯段作业面。衬砌混凝土强度达到设计强度100%方可拆除排架和模板,堵头采用木模板在混凝土强度达到设计强度25%时即可拆模凿毛，凿深12cm，混凝土养护采取洒水养护法，保持混凝土表面湿润，养护时间不小于14天。脱水模板的木模板厚度为2.5cm，在木模板上安装密孔胶合板，密孔胶合板是在=3mm厚的胶合板上设直径35mm的渗水孔，孔距为10cm，最后在密孔胶合板上铺设聚脂布以保证混凝土中的水泥浆不外漏并保证混凝土表面密实光亮。上、下弯段混凝土施工工艺流程3）钢筋：钢筋均由钢筋加工厂制作成型，加工的钢筋应符合施工图纸的要求，加工后的钢筋偏差不超过规范及招标文件的要求，钢筋的安装位置

22、、间距、保护层及各部分钢筋的直径大小符合施工详图的规定，钢筋主筋连接采用搭接焊，搭接长度为10d，付筋在钢筋直径25mm以下时可绑扎连接。为了保证混凝土保护层的厚度，在钢筋与模板之间设置强度不低于结构物设计强度的混凝土垫块，且垫块强度达到设计强度后方可使用，垫块埋设铁丝并与钢筋扎紧，垫块应互相错开分散布置。制作好的钢筋运输方式同模板。4）混凝土浇筑：上弯段混凝土运输采用3台6m3混凝土搅拌车由拌合系统经施工支洞运至上、中平段泵送入仓；下弯段混凝土采用3台6m3混凝土搅拌车由拌合系统经施工支洞运至中、下平段处泵送入仓。混凝土采用级配，坍落度控制在12cm以下，入仓温度为520，入仓混凝土两侧对称

23、下料分层振捣，分层厚度为30cm。采用全仓平铺法由人工平仓，50软轴振捣器振捣，振捣器尽可能在竖向位置操作，振捣头应在其自重作用下穿过下层混凝土，直到可以重新振捣下层混凝土表面5cm厚的范围。振捣器在整个浇筑面上等距插入，其间距为振捣器作用半径的1.5倍，保证振捣器稳定振捣直到混凝土捣实后再慢慢拨出。振捣器不可触到或扰动预埋件、止水、钢筋及模板。5）西瓜皮三角体混凝土施工：下西瓜皮三角体，混凝土与下弯段的最后一段一起施工。上西瓜皮三角体的混凝土在斜井滑升至上弯段后，借助模体进行施工。4、工期分析（1）开挖工序清撬测量放样钻爆通风出渣其他合计时间（h）1.01.08.01.5127.030.5正

24、导井开挖循环时间表 每天0.79个循环，循环进尺1.0。平均月进尺20m，最高月进尺23.8m。上斜井长度185m，下斜井长度340m。上斜井正导井施工工期为3.5个月，开挖深度70m。下斜井正导井施工工期为5个月，开挖深度100m。反导井开挖循环时间表工序清撬测量放样接轨钻爆通风其他合计时间（h）0.51.02.06.01.5414反导井开挖每天1.6个循环，循环进尺1.5m，平均月进尺60m，最高月进尺72m。爬罐平台安装30天，爬罐安装30天，爬罐拆除15天。上斜井长度185m，下斜井长度340m。上斜井反导井施工工期为 4.5个月，反导井开挖深度115m。下斜井反导井施工工期为 6.5

25、个月，反导井开挖深度240m。斜井扩挖工序循环时间表工序清面喷护测量放样钻爆接轨其他合计时间（h）2.04.01.083422.0平均1.09循环/日，循环进尺2.5m，日进尺2.7m，平均月进尺68m，最高月进尺82m。扩挖台车、送料小车安装就位10天，拆除5天。卸料平台安装15天。上斜井扩挖施工工期为4个月。下斜井扩挖施工工期为6个月。单条上斜井开挖：8.5个月单条下斜井开挖：12.5个月（2）衬砌1）斜井施工准备：5d清基、欠挖处理：10d滑模轨道及条喷混凝土：1个月（上斜井）、2个月（下斜井）滑模安装：1个月上斜井滑模施工：4.5个月（平均日滑升4m，月滑升100m）下斜井滑模施工：7

26、.0个月（平均日滑升4m，月滑升100m）2）上弯段：1.5个月3）下弯段：1.5个月（不占用斜井直线工期）单条上斜井衬砌：6个月单条下斜井衬砌：8.5个月单条上斜井工期：14.5个月单条下斜井工期：21个月5、资源配置主要人员配备表名称数量备注开挖施工开挖工18人测量工6人电 工4人焊 工3人司 机12人空压机工4人卷扬机工4人其 他6人小 计57人衬砌施工管 理3人试验工2人测量工4人电 工2人钢筋工10人浇筑工12人运行工6人安 全1人卷扬工4人泵 工2人其 他4人小 计50人两班倒作业（2）设备配置 开挖主要设备配置表名 称规格型号单位数量备 注阿里玛克爬罐STH5E/EE台1气腿钻Y

27、T28台20卷扬机JM-8/JD-10台1/2装载机ZL-50台2自卸车20t台4自卸车15t台4空压机20m3台2喷射机HPJ-台2潜水泵2寸台2自制扩挖台车套1含送料小车电焊机ZX-500台2 开挖主要设备配置表名称规格型号单位数量备注混凝土罐车6m3台6混凝土泵HBT60台2载重汽车EQ144台2卷扬机8t/10t台1/2卷扬机JJM-3台3电焊机台4排水泵UL252台2滑模模体XHM-90套1自重40t二、引水调压井1、工程概况引水调压井位于桩号引、0+512.61m 处，两座阻抗式调压井分别布置于引水隧洞洞身的正上方，阻抗孔采用升管。调压井升管直径为4.5m，其面积为引水隧洞面积的4

28、5%，升管高24.15m，钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度0.6m。调压井大井直径为18.0m，钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度1.2m，高53.50m。主要工程量表项 目单 位引水调压井大井引水调压井升管土方明挖万m30.362石方明挖万m31.006土石方回填万m35石方洞挖(竖井） 万m32.8760.136衬砌混凝土（C30W8 二级配）万m30.051衬砌混凝土（C30W8F200 二级配）万m30.287衬砌混凝土（C30W8F400 二级配）万m30.557钢筋制安t578.845固结灌浆 万m0.4990.042锚筋(22 L=4m 入岩3.6m)根82469锚筋(25 L=6m 入岩5.6m

29、)根33028锚筋(28 L=8m 入岩7.6m)根16414喷混凝土（C20F200 厚15cm）万m30.1242、地质条件引水调压井大部分位于微、弱风化白岗花岗岩内，未发现有较大断层及不利地质构造，岩体稳定性较好，属类围岩。3、施工安排（1）开挖引水调压井先进行土、石方明挖，土方运至指定弃土场，石碴堆至附近，留作回填料。引水调压井开挖在明挖施工及5#施工支洞到位后进行，升管段及大井段开挖利用导井溜碴到引水隧洞的上平段，通过5#施工支洞出碴。风、水、电系统接引到调压井井口，在井口开挖安全范围内布置空压机站，配置5台20m3/min电动空压机，扩挖时将风、水、电管线沿井壁接引到作业面。 竖井开挖不另设通风系统，利用导井自然排风到地面。导井开挖时，只需将反井钻机主机起钻孔口与大井中心线相吻合即可，不需另外测量。扩挖时每茬