兰州新区石门沟2#水库EPC总承包工程引水放空洞施工方案.docx

1、兰州新区石门沟2#水库EPC总承包工程引水放空洞施工方案一、工程概况兰州新区石门沟2#水库是兰州新区水资源供求规划（20112030）中提出的兰州新区调蓄供水水库之一，工程主要任务是城镇供水，通过水库调蓄部分满足石化工业园区在引大入秦工程检修期及冬季停水期的用水需求。兰州新区石门沟2#水库工程位于兰州新区秦川镇石门沟村东北侧的大麦沟内，工程区距兰州新区秦川镇约15km，为注入式水库，水源为引大入秦工程调入的大通河水，水库蓄水引水取水口位于引大工程东二干渠末端。水库坝址以上控制流域面积4.13km2，水库总库容525万m3，其中正常蓄水位时库容为486.7万m3，死库容为16.7万m3，兴利库容

2、为470万m3。水库建成后向兰州新区石化工业园区每年调蓄供水量为2972万m3。该工程主要由水库枢纽工程、引水工程组成。引水放空洞线路起点桩号0-029.20终点桩号0+95.5，总长124.7m，其中0-029.200-016.50为引渠段，0016.50010.5为引水放空洞进口喇叭口段，0010.5000.00为F型断面，000.000+04.0为闸室段，0+04.00+012.0为E型渐变段，0+012.00+080.5为B型断面，0+080.50+085.5为C型渐变段，0+085.50+090.5为D型衬砌加强段。闸室竖井总高14.9m（高程2142.12157.00）引水放空洞及

3、闸室竖井洞身围岩为板岩夹变质砂岩，岩体表层风化强烈，一般强风化层厚4.06.0m，围岩不稳定，围岩类别属类围岩。1.1地形、地质条件引水放空洞及检修竖井位于左坝肩，左坝肩为基岩山坡，山顶高程21652169m，山体自然边坡3048，总体呈上缓下陡，基岩裸露。坝肩上下游发育支沟，上游支沟宽2045m，长约300m；下游支沟宽1020m，长约100m；岸坡基岩裸露。岩性为变质砂岩夹板岩及板岩夹变质砂岩，岩层产状NW280SW82，岩层走向与主沟道走向夹角约18；变质砂岩多呈极薄层状，局部为中层，板岩呈极薄层状；岩体表层风化强烈、破碎，表层风化后呈片板状，强风化层一般厚46m，坝肩顶部岩体强风化层厚

4、约10m。坝肩岸坡稳定，无不良地质现象，仅坡脚地带有少量坡积碎石土分布。1.2主要工程量主要工程量见表1。表1 主要工程量表序号项目单位引水放空洞及闸室竖井备 注1土方开挖m454闸室竖井2石方明挖m2619闸室竖井3石方井挖、洞挖m1761竖井、隧洞4C20喷砼m223竖井、隧洞5锚杆根1265竖井、隧洞6挂网钢筋t4.7竖井、隧洞7钢拱架支护t2.82隧洞进、出口8隧洞混凝土衬砌m650隧洞9固结灌浆m1063竖井、隧洞10回填灌浆m2283隧洞11“652”橡胶止水m177隧洞12聚氧乙烯闭孔泡沫板m290隧洞1350PVC管m172隧洞14环氧砂浆m0.142隧洞二、施工进度计划1、引

5、水放空洞引渠及洞脸土石方开挖、支护：2015年7月15日2015年7月28日。2、引水放空洞石方洞挖、支护：2015年7月29日2015年8月25日。3、竖井平台爆破开挖：2015年7月17日2015年7月18日。4、竖井石方井挖、支护：2015年8月26日2015年9月25日。5、引水放空洞及竖井衬砌：2015年9月26日2015年11月8日。6、引水放空洞及竖井灌浆：2015年10月14日2015年11月30日。三、施工布置及施工程序3.1施工道路引水放空洞进口施工道路从L4路沿基坑上游修筑至工作面，其中在基坑坝横0+40.00+130.0需对左侧山体进行爆破形成4.5m宽施工道路；出口施

6、工道路从L1路沿基坑下游修筑至隧洞出口。除左侧山体爆破形成的道路外，其余道路修筑宽度均为8m，路面铺设30cm碎石后碾压，以满足施工车辆行驶。闸室竖井施工道路利用L1路从左坝肩EL2161修筑支路抵达工作面。3.2施工风、水、电、通风和通讯系统布置1）施工供风：供风对象主要为石方洞挖、支护、灌浆手风钻造孔用风和喷锚支护喷射机用风。在左坝肩EL2161平台布置一台20m3/min空压机，主要负责向引水放空隧洞及闸室竖井开挖面供风；风管采用100高压橡胶管，同时在端部设置风包，单个风包设5个手风钻连接口，采用球形阀控制开关。2）供水：施工用水由布置在左坝肩的蓄水池通过橡胶管引至各工作面，橡胶管端部

7、设置水包，采用球形阀控制开关，满足钻孔、支护及其他用水需要。3）供电：施工用电从左坝肩2#降压站接入。降压站周边设置1.7m高围栏，变压器安装在1.5m1.5m2m的砖砌台阶上，配电柜等基础高度为0.6m，为了满足用电安全要求设置34m彩钢配电房。已开挖完成的隧洞平洞段采用40W节能灯照明，布置间距为10m；掌子面30m范围采用36V低压灯照明。4）通风：为满足洞内环境卫生标准，采用机械供风方式保证洞内新鲜空气的供应。洞内防尘主要采用手风钻通水钻孔，爆破后出渣前后必须进行喷雾、洒水，用水淋湿全部石渣和附近岩壁，同时洞内作业人员佩带防尘面罩。引水放空洞从进口喇叭口段到出口衬砌加强段长107m，采

8、用机械供风自然排烟。其排烟按爆破产生的废气来计算：依据计算公式Q=5CB/C爆破用得最大炸药量B每公斤炸药产生的CO体积，一般采用40L/kgt通风时间其开挖断面为：3.29m3.4m（以B型断面考虑），单循环进尺1.8m，最大爆破装药量为：17.37kg，隧洞的通风时间按45min考虑。其根据上述公式需要的通风量为Q77.23/min。考虑供风损耗，因此在进口布置1台18kw单台通风量为1802503/min的风机进可满足施工要求。通风方式采用由洞口向洞内掌子面压风输送的方法，风筒悬挂于拱顶中部，风筒选用细帆布材料，直径D600mm，单节长10m，沿至掌子面2530m处。洞内风、水、电布置见

9、图1。图1 风水电布置示意图5）施工通讯各工作面通讯采用对讲机，施工区内采用移动电话。3.3弃渣规划引水放空洞洞挖石渣首先用于铺设引水放空工程施工道路，在道路铺设完成后将部分弃渣临时堆放于进口左侧的冲沟内，后期用于大坝上游夯填，同时根据施工情况可将部分弃渣运输至弃渣场。闸室竖井施工过程中溜渣井弃渣利用卷扬机吊出洞口后临时堆放于左坝肩上游，溜渣井贯通后扩挖弃渣通过引水放空洞将弃渣运输至进口左侧渣场。在施工期间内安排机械设备做好渣场堆放区域的平整、运行、维护、管理工作。3.4施工程序施工时首先进行引水放空洞石方洞挖支护施工，同时竖井平台石方爆破开挖穿插进行；在隧洞贯通后进行闸室竖井施工，施工时在竖

10、井左上角首先进行1.2m1.2m溜渣井施工，在溜渣井贯通后进行竖井扩挖和支护。在石方洞挖和井挖完成后进行混凝土衬砌和灌浆施工。四、引水放空洞及闸室竖井开挖施工4.1土方开挖（1）场地清理施工前根据设计图纸使用测量仪器放出作业分区线，撒上白灰标示，严格控制开挖范围。采用人工辅助液压反铲进行开挖区施工场地清理，地表植被清理范围延伸至施工图所示最大开挖边线外侧至少0.5m；并注意保护清理区域附近的天然植被，覆盖层弃渣运输至业主指定的渣场妥善堆存，以防止土壤冲涮流失。（2）测量放线土方开挖施工采用GPS和全站仪作为测量放线仪器，按照设计图纸进行测量放线工作，并做好相关数据记录。采用加密控制和小三角测绘

11、技术建立测量控制网，对开挖体型进行精确放线，施工中测量桩位应加固牢靠,标识清楚，保证放线精度。（3）开挖方法施工中采用人工配合1.6m3液压挖掘机自上而下分层进行开挖，根据设计开挖高程和坡比可一次全断面开挖至中、弱风化基岩。有用弃渣可就近堆放于隧洞进口左侧临时堆放场，其它弃料利用20T自卸汽车拉运至规定的堆渣地点堆存。4.2隧洞石方洞挖和竖井石方井挖开挖施工4.2.1施工作业区划分根据引水放空洞设计尺寸及地质条件，进口喇叭段A型断面采用先按F型断面全断面掘进后，进行二次开挖形成设计体型，隧洞F、闸室段、E、B、C型断面均采用面全断面掘进开挖，D型断面为圆形，考虑到施工出渣需要，根据实际情况采取

12、分上下层开挖或者一次爆破成型后分上下层出渣。闸室竖井开挖采取先进行溜渣井施工后进行扩挖的施工顺序，在EL2157.00平台开挖支护完成进行溜渣井开挖，溜渣井贯通后进行闸室竖井扩挖及支护。4.4.2引水放空石方开挖引水放空石方洞挖前首先进行引渠段和洞脸开挖、支护及锁口施工。引渠段开挖施工根据岩层揭露情况采取分层预裂爆破，开挖至底板高程后进行齿槽开挖，施工中根据设计坡比采取周边预裂，中部“V”形掏槽的爆破方式。（1）引渠、洞脸和竖井平台支护及锁口施工隧洞石方开挖前必须对引渠、洞脸和竖井平台进行支护，同时进行洞口锁口施工。根据设计图纸引渠段、洞脸和竖井平台边坡布置25系统锚杆，系统锚杆长度为3m，按

13、2.0m间排距呈梅花形布置；锚杆外露长度均为10cm，在锚杆施工完成后挂6200200钢筋网片。锚杆外露部分与钢筋网片焊为一体，喷砼厚度10m，分12次喷完，每次喷护厚46cm。锁口部分在洞脸边坡形成后沿洞口开挖断面外轮廓30cm施工锁口锚杆，锁口锚杆采用25钢筋，长度为3m，按30cm间距布置，倾角为仰角5，锚杆外露长度均为10cm，整个洞脸在锚杆施工完成后挂6200200钢筋网片。锚杆外露部分与钢筋网片焊为一体，喷砼厚度10m，分12次喷完，每次喷护厚46cm。竖井开挖前视围岩情况对井口进行安全支护，在开挖线以外施做竖井锁口圈梁，圈梁尺寸为303030cm，圈梁内侧与竖井开挖边线重合，圈梁

14、四角设置4根25主筋，辅筋采用6钢筋按照200mm布置；在圈梁施工前根据设计图纸进行锁口部位系统锚杆施工。引水放空隧洞边坡洞脸开挖、支护见附图1。（2）隧洞开挖施工钻爆平台采用自制简易钻孔平台，钻孔平台采用48钢管制作，高度12m，顶部操作平台采用5cm方木铺设，铺设长度为3m，宽度为2.8m的竹夹板。造孔选用YT-28型手风钻，石方爆破采用非电毫秒微差光面爆破技术，锚喷支护（或加强支护）跟进或紧跟掌子面的施工方法。（3）开挖出渣方式隧洞出渣采用LZ-80扒渣机装车，58t自卸车运输，在弃渣场配备机械平渣，平均运距洞内100m，洞外50100m。溜渣井采用简易龙门架钢架和卷扬机配合吊篮出渣，在

15、溜渣井贯通后检修竖井扩挖弃渣通过溜渣井溜至引水放空洞后采用自卸车配合扒渣机将弃渣外运至临时堆放场。1）洞身开挖施工工艺流程隧洞石方开挖施工工艺流程见图2。2）施工方法施工准备：爆破完成后，立即采用人工配合扒渣机对工作面进行清理，重点清理洞顶和侧墙松动岩块，保证施工安全，同时清理距离满足手风钻钻孔要求，对于欠挖应立即处理，危石及欠挖处理以人工手持钢钎撬挖或人工手持风镐撬挖，严格控制超挖。图2 隧洞洞身开挖施工工艺流程钻孔平台就位：在简易钻孔平台搭设完成后通知测量人员进行施工放线。施工测量：为满足设计断面要求，每个循环钻孔前必须采用全站仪对全掌子面进行全断面测量放样，测出断面开挖轮廓线，用红油漆标在开挖面上，并标记隧洞中心线及中心线水平和垂直两条线及钻孔方向点等施工控制点，测量人员向施工人员进行技术交底，将上一个循环断面的超欠挖情况予以说明。 布孔：爆破工程师根据所揭露的岩石情况、测量技术交底，按爆