调压井开挖支护工程.docx

1、调压井开挖支护工程施工技术方案申报表(江南2010技案004号)合同名称：蒙江灰洞发电引水系统工程 合同编号：HD-TJ-200902致：贵州黔水监理工程有限责任公司灰洞监理部我方今提交 发电引水系统 工程 调压井开挖施工方案 给贵部。施工组织设计施工措施计划工程测量施测计划和方案施工工法工程放样计划专项试验计划和方案请贵方审批。 承 包 人：江南水利水电工程公司灰洞项目部 项目经理： 日 期： 年 月 日监理机构将另行签发审批意见。 监理机构：(全称及盖章)签 收 人：日 期： 年 月 日说明：本表一式4 份，由承包人填写。监理机构审签后，随同审批意见，承包人、监理机构、发包人、设代机构各1

2、份。蒙江灰洞水电站发电引水系统工程【合同编号：HD-TJ-200902】调压井开挖施工方案批 准： 审 核： 校 核： 编 写： 江南水利水电工程公司灰洞工程项目部2010年12月7日目 录1编制依据 12工程概况 12.1工程简述及施工范围 12.2工程水文及地质条件 12.3 主要工程量 22.4 施工特点 23施工布置 23.1 施工道路布置 23.2 施工风、水、电布置 33.2.1施工供风 33.2.2施工供水 33.2.3施工用电 33.3 施工通信、信号和报警设施 33.4 通风散烟 33.5 洞内排水 44 调压井开挖施工方案 44.1总体开挖施工方案 44.2调压井开挖施工程

3、序 44.3 调压井上室（EL.666m以上）开挖施工方案及钻爆参数 44.3.1调压井上室（EL.666m以上）开挖施工方案 44.3.2调压井上室钻爆破参数 54.4引水洞（引2+585.6432+632.686）开挖施工 64.5调压井竖井（EL.666m以下）开挖施工方案及钻爆参数 64.5.1竖井开挖施工方案 64.5.2竖井导井施工方法及钻爆参数 74.5.3 竖井扩挖施工 85 支护施工 105.1支护主要方法说明 105.1.1 喷混凝土施工 105.1.2 砂浆锚杆施工 106开挖、支护质量及安全保证措施 116.1开挖、支护质量保证措施 116.1.1开挖质量保证措施 11

4、6.1.2支护质量保证措施 126.2安全保证措施 137 机械设备配置及调配 147.1主要机械设备配置 147.2劳动力组合 158调压井开挖施工进度计划及强度分析 158.1调压井上室施工 158.2引水洞（引2+585.4362+632.686m）开挖施及支护施工 168.3 溜渣导洞开挖 168.4调压井扩挖及支护 169危险源辨识与控制 161编制依据1、蒙江灰洞水电站发电引水系统工程招投标文件2、蒙江灰洞水电站发电引水系统工程施工组织设计3、地下洞室开挖有关规范要求4、调压井开挖及一次支护图纸2工程概况2.1工程简述及施工范围灰洞水电站位于贵州省黔南布依族苗族自治州罗甸县境内，地

5、处罗甸县北部董王乡的蒙江主源格凸河上。调压井为圆形阻抗式调压井，最高涌波水位EL.664.15m，最低涌波水位EL.635.63m，正常水位EL.645.216m。调压井顶部高程为EL.676.84m，下平洞顶部高程为EL.631.6m，高45.24 m。根据调压井开挖及一次支护图纸，调压井上室（EL.667.089m高程以上）为三心圆球冠顶盖。顶拱圆弧中心角70，半径15.902m；两侧墙圆弧中心角均为55，半径8.393 m。调压井竖井（EL.667.089m高程以下）开挖断面共分三种尺寸 ：EL.667.089 mEL.655.6 m段半径11.6m，EL.655.6 mEL.643.6

6、 m段半径11.35m，EL.643.6 mEL.631.6 m段半径11.1m。调压井上室采用挂网喷锚联合支护方式（喷10cm厚C20砼、32系统锚杆，间距3.0m，长度9.0m）。竖井采用喷锚支护方式（喷10cm厚C20砼、25系统锚杆，间距2.0m，长度4.5m）。2.2工程水文及地质条件据罗甸气象站历年资料统计，多年平均年降水量1142.4mm。历年实测最大一日降水量336.7mm(1976年5月24日)，降水量0.1mm日数155.9d，降水量10.0mm日数34.3d,降水量25.0mm日数11.7d,降水量50.0mm日数3.3d,年平均水面蒸发量1251.2mm。调压井位置南、

7、北两侧为宽缓山坡，地形坡度3040，西面较大范围内地形较为平缓，东面距格凸河峡谷陡崖边缘约110m。场地内基岩零星出露，出露地层岩性为P2W2灰岩，岩层产状125130 3038。局部覆盖层为残坡积含碎石粘土层，厚02m，岩体强风化层深1015m(含覆盖层厚度)。调压井附近沙沟岸边节理裂隙发育，主要裂隙面有：N3040E/NW61-83、N7580E /SE7178、EW/N72三组陡倾节理裂隙。场区附近无大的断层构造和不利坡体稳定的结构面发育，岩体较完整，未见不稳定岩体和危岩。岩层倾坡内、倾角25左右，自然坡体稳定。调压井出露基岩为硬质岩，岩体较完整，强度高。弱风化至新鲜岩体岩块饱和抗压强度

8、可达40-70MPa，调压井地基岩体承载力为fk=8001000kPa，能满足建筑物荷载要求。2.3 主要工程量土石方明挖支护工程主要工程量见表2.3.1。表2.3.1 调压井工程量表序号项 目单 位工程量备 注1坚井石方开挖m3183002C20喷混凝土（厚10cm）m33853M20水泥砂浆锚杆（L=4.5m，25）根10354M20水泥砂浆锚杆（L=9.0m，32）根15656.5钢筋网片制安t12675排水孔m7792.4 施工特点1、调压井埋藏深度浅、球冠型上室跨距大，开挖施工过程中，易出现掉块和塌方。开挖施工过程中应及时进行支护。上室开挖成型后及时进行结构混凝土衬砌施工。2、在竖井

9、导井开挖过程中，应做好各种防护及应急措施。3施工布置3.1 施工道路布置调压室上室（EL.666.0高程以上）出渣施工道路：调压室竖井（EL.666.0高程以下）出渣施工道路：3.2 施工风、水、电布置3.2.1施工供风洞内用风主要项目有：手风钻、喷混凝土等用风。施工主要结合本工程开挖工作面布置，由2#施工支洞口供风站供风，供风设备为4台20m3空压机。供风量为80m3/min。供风管路沿调压室交通洞进行铺设。供风管采用129钢管，距工作面30m处设风包叉，接40橡胶管到掌子面。3.2.2施工供水施工供水沿用调压室交通洞洞挖施工中布设的管道接引至调压室工作面，供水胶管距掌子面距离不超过30m。

10、所有供水管管路敷设以不妨碍后续工序施工和交通运输为前提，按“短、平、直”原则进行布置，并做好防炮措施。3.2.3施工用电用电设备主要有：空压机、卷扬机、水泵、注浆机、喷混凝土机、水泵、风机及施工照明等。由厂区800KVA变压器供电能够满足开挖高峰期施工用电需要。供电采用三相四线制，交通洞采用节能灯，每20m左右布置一盏。沿洞室右墙拱脚布置，离地面高度不小于2.5m。调压室内采用2盏1000W移动式投影灯照明。线路采用电缆线，随工作面进行布置。局部照明采用36V低压安全灯，数量根据现场需要配置。同时配置1台160 kW移动式柴油发电机，以满足事故用电要求。3.3 施工通信、信号和报警设施洞内通信

11、采用对讲机。洞口设值班室，另外每个管理人员均配有移动电话与外界联系。洞内安装报警器，用于爆破警戒和发生意外情况时报警。3.4 通风散烟调压井上室开挖施工中，在调压室交通洞进口处布置1台237KW的轴流式通风机，接800mm柔性风筒向掘进工作面通风排烟和除尘。竖井导井井内通风由空压机经铺设在井壁上的专用风管压风至工作面，保证施工工作面有足够的新鲜空气。竖井扩挖施工，主要利用竖井导井与2#施工支洞形成自然通风条件及2#支洞口255KW的轴流式通风机通风，排烟和除尘。3.5 洞内排水如遇洞内渗水较大，自流排水困难情况时，根据情况设置12个1m1m1m（长宽深）的集水坑，集水坑处各安装一台2.2kW的

12、潜水泵抽排。排水管为胶质软管，管径为100mm。洞口排水措施主要是修整好顶部截水沟和下面的排水沟，阻止外来水进入洞内。4 调压井开挖施工方案4.1总体开挖施工方案由于调压室埋藏深度不大，岩层地质较差，为保证地下洞室安全，采用YT-28气腿钢钻进行分层、分区开挖。根据工程结构特点和布置方式，调压井分上室（EL.666.0高程以上）和竖井两部分进行开挖，在上室开挖完毕后，立即进行永久性砼衬砌施工，再进行竖井开挖施工。4.2调压井开挖施工程序4.3 调压井上室（EL.666m以上）开挖施工方案及钻爆参数4.3.1调压井上室（EL.666m以上）开挖施工方案上室开挖高度为10.84m，顶部高程为676

13、.84m，上部开挖结构为球冠型（三心圆），上部共分4步进行开挖，采用先中导洞，后顶拱，最后两侧部分，分区开挖方式施工。具体如下。第一步中导洞开挖：沿调压井交通洞轴线方向向调压井内开挖中导洞，中导洞为断面尺寸为5.0m5.0m的城门型导洞，导洞按20%的坡比反坡开挖。在开挖过程中当遇地质条件变差岩石破碎时，局部采取挂钢筋网片喷混凝土支护或打随机锚杆进行临时支护。具体见附图第二步挑顶（区）开挖：中导洞开挖到位后，采用YT-28手风钻从调压室两端靠中间进行挑顶开挖，一次开挖厚度为1.2m至1.5m，开挖到位后及时进行锚杆、喷砼等各种支护施工。区开挖范围为中导洞顶部以上岩层。第三步周边（区、区）扩挖：

14、区开挖支护完成后，采用YT-28手风钻依次进行区、区开挖。在进行区、区开挖时，分为前、后、左、右，又各分8个部分，采用手风钻搭设钻爆平台。以水平下倾30度的夹角向四周逐渐扩挖，最后直到拱角。开挖过程中，挂钢筋网片、喷混凝土支护，系统锚杆及时跟进。区开挖范围为：EL.670.5m以上、区周边至设计边线的岩层。区开挖范围为：EL.666mEL.670.5m岩层（除预留区外）。由于该部分开挖结构为球冠断面，为保证开挖轮廓线，该部分扩挖采用弱爆破、短进尺、光面爆破技术进行控制爆破，每循环孔深为1.0m至1.5m。对于临近开挖线0.7时，要精雕细刻，测量对每循环爆破情况进行检测，随时采用小炮进行欠挖处理

15、，在扩挖施工过程中，对于断层破碎带及时进行随机锚杆、喷砼支护，以确保上室围岩稳定安全。爆破石渣采用3.0m3侧卸式装载机，1.4m3液压反铲配合8t自卸车通过交通洞装运至厂区渣场指定位置。4.3.2调压井上室钻爆破参数上室爆破参数通过现场爆破试验后，选定最佳爆破参数，上室开挖具体爆破参数如下:1、上室中导洞开挖钻爆参数。掏槽孔钻爆参数：楔形掏槽，钻孔孔径D=42mm，孔距0.5m，孔深2.2m，孔斜角度为66度，采用32、2#岩石炸药连续不耦合装药结构，装药长度为1.6m，单孔药量为1.2Kg，堵孔长度为0.6m；崩药孔钻爆参数：钻孔孔径D=42mm，间排距0.7m至1.0m，孔深2.0m，采

16、用32、2#岩石炸药连续不耦合装药结构，装药长度为1.6m至1.2m，单孔药量为0.9Kg，堵孔长度为0.8m。2、上室分层、分区扩挖钻爆参数。利用临空面以水平下倾夹角30度进行前、后、左、右分区扩挖爆破参数：钻孔孔径D=42mm，间排距0.5m至0.6m，孔深0.8m至1.2m，采用光面爆破技术（32 2#岩石炸药间隔不耦合装药结构，导爆索引爆），线装药密度为250g/m至350g/m；上挑扩爆参数：钻孔孔径D=42mm，间距为0.5m至0.6m，深为1.5m至2.0m，单孔药量为0.6至0.8Kg，采用32 2#岩石炸药连续不耦合装药结构，导爆管毫秒微差非电起炸网络起爆；临近开挖边线光面爆

17、破参数：钻孔孔径D=42mm，间距0.6m，孔深0.6m至1.0m，线装药密度为150g/m至180g/m，采用32 2#乳化炸药间隔装药，导爆索引爆。4.4引水洞（引2+585.6432+632.686）开挖施工根据进度安排，在完成调压井溜渣井开挖前，利用2#支洞完成调压井底部引水洞（引2+585.6432+632.686段）开挖施工，以确保在调压井洞段扩挖时，在其底部主洞形成集渣平台。4.5调压井竖井（EL.666m以下）开挖施工方案及钻爆参数4.5.1竖井开挖施工方案完成上室永久衬砌后，进行竖井开挖。由于该调压井竖井长度不大（35.4m），进行竖井开挖时，按以下方法进行施工。第一步竖井顶

18、层EL.666mEL.662m导井开挖：该部位6.0m导井采用YT-28手风钻人工自上而下进行开挖（中心设4个空孔，直线掏槽），反铲挖渣装车运至渣场。第二步竖井井口硬化及防护处理：对竖井井口采用砂浆硬化，周边采用护栏杆及挡板处理。并在合适位置安装12t及6t卷扬机。第三步竖井EL.662 m以下导井开挖：该部位6.0m导井开挖分两步施工，首先采用YT-28手风钻人工自上而下进行2.4m导井开挖（中心设4个空孔，直线掏槽），每向下开挖4m，在导洞洞壁设置一个2m1.5m1.5m（长宽深）安全洞，出渣用卷扬机通过吊篮提升至EL.666m平台，通过调压井交通洞运至渣场。2.4m导井开挖完毕后，再自上

19、而下进行6.0m溜渣导井扩挖，集渣于竖井底部主洞，通过3m3侧翻装载机装15T自卸车从2#施工支洞运至渣场。第四步竖井扩挖：溜渣井扩挖之后，进行竖向分层扩挖（不分区），每2.0m高为一层，具体分层如下：第一层 EL667EL665,层高2.0m； 第二层 EL665EL663,层高2.0m；第三层 EL663EL661,层高2.0m； 第四层EL661EL659,层高2.0m；第五层 EL659EL657,层高2.0m； 第六层 EL657EL655.6,层高1.4m；第七层 EL655.6EL653.6,层高2.0m； 第八层 EL653.6EL651.6,层高2.0m；第九层 EL651.

20、6EL649.6,层高2.0m； 第十层 EL649.6EL647.6,层高2.0m；第十一层 EL647.6EL645.6,层高2.0m；第十二层 EL645.6EL643.6,层高2.0m；第十三层 EL643.6EL641.6,层高2.0m；第十四层 EL641.6EL639.6,层高2.0m；第十五层 EL639.6EL637.6,层高2.0m；第十六层 EL637.6EL635.6,层高2.0m；第十七层 EL635.6EL633.6,层高2.0m；第十八层 EL633.6EL631.6,层高2.0m；采用YT-28手风钻沿溜渣进四周布置环向爆破孔，具体见爆破布置图。为加快翻渣进度，

21、采用人工配合小型反铲联合作业。周边采用光面爆破技术进行爆破，光爆层厚度为0.8m，孔距为0.45m。4.5.2竖井导井施工方法及钻爆参数1、竖井导井开挖流程图竖井开挖施工工艺流程图2、各工序主要施工方法。（1） 测量放样：采用南方全站仪放样，并以放样单的形式进行现场技术交底，现场施工员用油漆标出各钻爆孔位，并立（挂）牌标明本循环的各种钻孔深度、角度、孔距、排距等参数，便于操作。（2）钻孔清孔：按照监理人批准的爆破设计参数及工作面的放样点用YT28钻进行造孔。根据施工规范，造孔采用水钻法，清孔采用高压风冲洗。施工过程中，由技术员旁站监督，并随时检查钻孔质量，发现不合格孔，立即返工，确保钻孔质量符

22、合钻爆设计要求。（3）装药、联网、起爆：装药、联网由人工利用进行，采用孔内非电毫秒雷管分段，电雷管起爆。（4）通风排烟（尘）：2.4m导井开挖爆破后，利用铺设在井壁上的专用风管压风至工作面进行排烟除尘。6.0m导井开挖（由2.4m导井扩挖）爆破后，利用竖井导井与2#施工支洞形成自然通风条件及2#支洞口255KW的轴流式通风机通风，排烟和除尘。（5）安全处理：爆破后，人工站在爆堆上利用钢钎将洞壁上的悬石、破碎体等撬除。（6）集渣、出渣：2.4m导井开挖由人工集渣，装0.81.0m3料斗，利用卷扬机提渣至EL.666平台后直接装10T自卸车运至厂区渣场。提渣时，装渣人员躲入安全洞内，防止坠物造成人

23、身伤害。6.0m导井开挖（由2.4m导井扩挖）采用人工清渣至2.4m导井，集渣于竖井底部主洞，通过3m3侧翻装载机装15T自卸车从2#施工支洞运至渣场。（7）临时支护：为确保导井内施工人员人身安全，进行导井开挖过程中，每向下开挖23个循环需对井壁进行喷砼支护，喷C20砼5cm。3、导井开挖钻爆参数（1）2.4m导井开挖钻爆参数1）掏槽孔：孔径为42mm，直线掏槽，掏槽孔为5个（中心为1个空孔，周边四孔菱形布置），钻孔直径为D=42mm，孔距0.5m，孔深2.0m。采用32 2岩石铵梯炸药，不耦合连续装药结构，装药长度为1.4m，堵塞长度0.6m，单孔装药量为1.4kg。2）崩落孔：孔径D=42

24、mm，间排距0.71.0m, 孔深2.0m。采用32 2岩石铵梯炸药，不耦合连续装药结构，装药长度为1.2m，堵塞长度0.6m，单孔装药量为1.2kg。3）周边孔：孔径D=42mm，间距0.5m, 孔深2.0m。采用32 乳化炸药，间隔不耦合装药结构，堵塞长度0.4m，线密度0.35kg/m。（2）6.0m导井开挖（由2.4m导井扩挖）钻爆参数扩挖钻爆参数：钻孔孔径D=42mm, 孔距0.81.2m，排距0.81.0m,孔深4.0m，采用32 2#岩石炸药连续不耦合装药结构，装药长度为3.0m，单孔装药量为3kg。以上为拟订的爆破参数，施工时根据现场地质条件进行爆破试验后及时调整，确定最终最合

25、理的爆破参数。4.5.3 竖井扩挖施工竖井扩挖方量约为14395m3。开挖自上而下进行，由人工利用安装在井壁的爬梯进入工作面用手风钻造孔，按光面爆破分台阶进行开挖，渣料通过人工由前期开挖的导井溜至底部引水洞主洞内集渣，从进口用3m3侧翻装载机装15T自卸车经2#施工支洞及厂区3#公路运至厂区渣场。1、竖井扩挖流程图：同竖井导井开挖流程图。2、各工序主要施工方法（1）测量放样：同导井开挖。（2）钻孔清孔：按照监理人批准的爆破设计参数及工作面的放样点用手风钻进行钻孔。根据施工规范，造孔采用水钻法，清孔采用高压风冲洗。施工过程中，由技术员旁站监督，并随时检查钻孔质量，发现不合格孔，立即返工，确保钻孔

26、质量符合钻爆设计要求。进行扩挖钻孔时，为确保施工安全，用卷扬机吊预先制作的稍大于导井尺寸的临时平台，将导井暂时封堵，以防止坠落。导井扩挖施工人员进出井内均利用安设在井壁的爬梯，不得用卷扬机吊运。（3）装药、联网、起爆：装药、联网由人工利用进行，采用孔内非电毫秒雷管分段，即发电雷管起爆。（4）通风排烟（尘）：一般利用自然通风散烟，必要时，可利用供风管由空压机压入空气强制排烟；爆破后，人工向爆渣洒水降尘。（5）安全处理：爆破后，人工利用钢钎将洞壁及工作面的悬石、破碎体等撬除。（6）集渣、出渣：为加快翻渣进度，采用人工配合小型反铲联合作业。渣料通过溜渣导井集存在其底部的引水洞内，用3m3侧翻装载机装

27、15T自卸车运至指定位置。出渣过程中，禁止在扩挖工作面进行任何作业，防止坠物对出渣作业的人员设备造成安全事故。（7）竖井支护：支护施工按照施工图纸规定的内容进行施工，每进行一次扩挖之后，立即进行支护施工，支护完成之后，方进行下一循环扩挖施工。3、竖井扩挖钻爆设计（1）光爆孔。孔径42mm，孔深2.0m，孔间距50cm。采用 32mm 乳化炸药间隔不耦合装药结构，堵塞长度0.4m，线装密度0.3kg/m。（2）辅助孔。孔径42mm，孔深2.0m，孔间距80100cm，距相邻光爆孔距离0.8m。采用32mm乳化炸药，连续不耦合装药结构，堵塞长度：0.8m，单孔装药量0.9kg。（3）松动孔。孔径4

28、2mm，孔深2.0m，孔间排距100cm100cm，采用32mm 2岩石铵梯炸药，连续不耦合装药结构，堵塞长度0.8m；炸药单耗1.2kg。以上为拟订的爆破参数，施工时根据现场地质条件进行爆破试验后及时调整，确定最终最合理的爆破参数。5 支护施工调压室球冠顶部采用喷混凝土、32、L=9.0m 33m系统锚杆支护，洞壁采用喷混凝土、25、L=4.5m 22m系统锚杆支护。5.1支护主要方法说明5.1.1 喷混凝土施工调压室喷混凝土采用干喷法进行施工，主要环节是控制好水量和外加剂的用量，选用经验丰富的喷射手，在每一层开挖到设计边线、岩面验收合格后便开始进行混凝土喷护。喷射混凝土分层进行。受喷面清理

29、干净后及时进行混凝土喷射作业，混凝土喷射按自下而上顺序进行螺旋式喷射，所有干拌料应随拌随用，对于掺入速凝剂的混合料应在规定时间内使用。第一次喷射厚度一般控制在5cm左右，后一次喷射在前一层终凝之后进行。为减少回弹量，提高喷射质量，要求喷头保持良好的工作状态，调好风压，控制好水灰比，及时调整供水量，保持喷头与受喷面垂直，喷距控制在0.61.2m范围内，采取正确的螺旋形轨迹喷射施工工艺，喷射过的砼表面应平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。5.1.2 砂浆锚杆施工9.0m长锚杆采用先安装锚杆后注浆的施工方法，自带注浆管和排气管；4.5m长锚杆采用先注浆后安装锚杆的施工方法。1、锚杆施工程序(1)

30、 先插锚杆后注浆施工程序：(2) 先注浆后插锚杆施工程序：工序说明如下：1) 混凝土初喷：主要目的是封闭开挖断面岩石裂隙，阻挡围岩松动掉块，使岩面形成具有一定强度的支撑，保证锚杆钻孔安全。2) 测量定孔位：由技术人员和钻工配合完成，按设计孔位用红油漆标出。3) 钻孔：采用手风钻钻孔，孔位误差、孔深误差、钻孔偏差、角度等按规范要求进行控制。4) 采用先安装锚杆后注浆的施工程序施工，钻头直径应大于锚杆直径的25mm以上。5) 采用先注浆后安装锚杆的施工程序施工，钻头直径应大于锚杆直径的15mm以上。6) 清理钻孔：钻孔结束后，用压力风、水将孔壁清理干净，在监理人验收合格后方可进入下一道工序。2、 锚杆安装和注浆：(1)先安装锚杆后注浆：安装锚杆前将注浆管和排气管事先绑与锚杆上，然后将锚杆插入孔底，采用楔子在孔口将锚杆固定。锚杆安装结束口用干性砂浆将孔口封堵好，最后将拌制合格的砂浆用ZJB-1.8型注浆机注入锚杆孔内，全孔注满。注浆时，要注意排气管保持畅通，当排气管流出水或稀浆时继续灌注，直至排出浆液与注入浆液浓度相同时停止注浆。注浆后的锚杆在砂浆凝固前不得敲击、碰撞、拉拔等任何方式的扰动。(2）孔口处理：采用掺加速凝剂的砂浆将孔口锚杆同孔壁之间空隙填实。(3）