引水隧道实施性施工组织设计.docx

1、引水隧道实施性施工组织设计1.概 述1.1 施组编制依据1、*水电站工程发电引水隧洞SD1+350.000SD3+550m段施工招标（文件合同编号：*）和补疑资料。2、工程自然条件及业主提供的条件。3、国家及水利部及行业现行的施工规程、规范等技术标准。4、现场实地考察情况。5、我集团公司的现有施工实力及积累的成熟施工技术和施工经验。6、我集团公司可调用到本合同的各类施工资源。7、国内地下工程中的施工新设备、新材料和新工艺等。1.2 工程概况*（*一级）水电站位于*省*下游河段的*县*村下游约1.5km处，电站距*县100km，距*公路里程177km，是*市*干流水能规划中推荐的8级开发方案的第

2、六级水电站。本电站工程水库校核洪水位1089.37m，正常蓄水位1090.0m，设计总库容0.0941亿m3，引水式电站装机容量102MW。本工程等别属等，工程规模为中型。各类建筑物防洪标准：挡水坝、泄水闸、冲沙闸、发电引水建筑物进口按50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核；土石坝按50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核；厂房按50年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核；下游消能防冲建筑物按50年一遇洪水标准设计。电站工程区地震动峰值加速度为0.2g，地震基本烈度为度，设计烈度为度。*水电站坝址以上集水面积为11240km2，占*流域面积的95.7%，坝址距汇合口距离为42.7km。本工程

3、枢纽主要由首部枢纽和引水发电系统组成，首部枢纽选定坝址位于*县*村下游约1.5km处，首部枢纽建筑物包括泄水闸、冲沙泄洪底孔、挡水坝段；引水发电系统包括进水口、引水隧洞、调压井、厂房和变电站等建筑物，发电厂房位于坝址下游约4.0km处。引水建筑物由岸塔式进水口、引水隧洞、调压室和压力水管等组成，为一洞二机引水方式。进口底板高程1076m，引水隧洞内径6.5m，引水线路全长约3.80km。窑洞式厂房位于坝轴线下游约4.1km处，内设2台混流式水轮发电机组。本合同主要工程量有：明挖方约13.6万m3，回填约13.6万m3，石方洞挖约27万m3 ，混凝土浇筑总量约为21270m3，其中喷砼约6409

4、 m3，结构混凝土约为14861 m3。1.3 水文气象条件 *流域地处低纬亚热带高原湿润季风气候区，具有“立体气候”的特点。坝址附近多年平均气温15.7，极端最高气温在33.6，极端最低气温-4.5，最高月（6月）平均气温21.6，最低月（12月）平均气温7.6；相对湿度平均为74 %；年平均日照1949h；平均无霜期301d；多年平均风速1.9m/s，多年平均最大风速15.0 m/s，常年风向西南风偏多；多年平均降水日数171d，多年平均蒸发量（20cm）1961mm。*流域多年平均降水量约1000mm，降水总体变化趋势上游小下游大，存在局部暴雨区。降水的年内分配不均匀，5月10月降水量占

5、年降水量87.9%，暴雨主要集中在7、8月发生。施工洪水分为四个时期：12-5月为枯水期，6月为汛前期，6月-10月为主汛期，11月为汛后期。*流域地处低纬亚热带高原湿润季风气候区。1.4 地质地形情况引水隧洞进口段（0100m）岩体完整性一般，属类围岩，成洞条件较好。第段（100m2885m）洞线在*中支断裂（F1）东面，穿越较完整雄厚山体，洞身前段（100450m）处于灰质白云岩中，后段（4502885m）处于粉砂岩中，岩层产状1030/NW535，岩层走向与洞向近平行或小角度相交，对洞身的开挖不利。上覆岩体厚度大，洞室埋深大，岩体较完整，属类围岩，成洞条件较好，上覆崩坡积碎石、碎石土厚度

6、相对较小，对硐身不构成影响。建议f=45， K0=30004000MN/m3，但需注意施工中产生的岩爆或局部涌水现象。 第段（2885m3120m）洞线穿越贵城沟，工程地质条件复杂。贵城沟处地面高程约为1072m，覆盖层厚度约15m，而此处洞顶高程约为1068m，亦即洞身处于覆盖层中，洞身洞顶全部为块石、碎石，洞身稳定性差。贵城沟两侧覆盖层水平向厚度各约40m。此段设计上作为外包混凝土钢管，长度约130m。受*断裂及贵城断裂影响，本段小断层较发育，在zk45孔高程1065.981070.78m处揭露的断层正处于洞身及洞顶处，对洞身的稳定非常不利。覆盖层及断层影响处围岩分类属类，建议f=0.5，

7、 K0=300500MN/m3，其余围岩分类属类，建议f=11.5， K0=5001000MN/m3 。管段施工须注意边坡的稳定问题，可采用削坡、喷锚、挂网等处理。洞身段由于稳定性差，施工过程中必须加强洞室的衬砌，同时应注意局部出现的涌水现象。第段（3120m3900m）位于*中支断裂东侧（上盘），穿越较完整山体，顶部覆盖层厚度一般小于5米，对洞身不构成影响，洞身上覆围岩厚度较大，一般大于5倍洞身直径，洞身前部约300m处于灰岩中，岩质坚硬，后部处于粉砂岩中，岩质相对稍软，成洞条件及围岩稳定性较好，但洞身离岸坡较近，受*断裂及卸荷影响，裂隙多呈张开状，局部岩体完整性较差。围岩分类属类，建议f=

8、34， K0=20003000MN/m3。本段地下水位较高，地表可见多处地下水出露，洞身局部涌水的可能性较大。出口段（4000m出口）洞身处于灰岩、泥质粉砂岩中，岩体较完整，喀斯特不发育，岩质较坚硬，属类围岩，成洞条件较好。建议f=23， K0=20003000MN/m3。局部穿越断层段围岩属类，成洞条件差，建议f=1， K0=300500MN/m3，施工期应及时支护。同时加强衬砌。1.5 交通概况(1) 公路情况*经*县城、*县城、*乡、*乡至*水电站公路里程为177km，*电站至*水电站坝址处左岸公路里程为2km，坝址至厂址公路里程为4km，为等外公路。(2) 铁路情况施工期间，电站的施工

9、机械、发电设备、金属结构等设备物资可以经铁路运至*，然后自*通过公路运至电站工地。(3) 工区内道路设置情况本合同段4#施工支洞洞口距大坝约2300m。但现在修的便道，路基上边坡的危石多，车辆通行时存在被落石砸伤的隐患。路面情况不好。雨季时会出现多处塌方和多点位落石现象，材料的运输会受到一定的阻力。但为了方便雨季施工不受材料运输问题的制约，我们已经启动了雨季前储备必要材料的计划。在雨季正常施工时基本不会出现由于材料短缺而停工的现象。主要是柴油、火工品的雨季供应需要发包人给予大力协助。1.6 施工用电施工用电，发包人已在枢纽区建成35kV中心变电站一座，承包人负责设计、施工、采购、安装、调试、维

10、修由发包人指定的35kV中心变电站（施工变压器输出端）至所有施工区和生活区的输电线路、电杆、变压器、配电所及其全部配电装置和功率补偿装置。发包人在35kV中心变电站出线端进行计量，承包人负责安装计量装置。电价为0.32元/ kW.h。35kV中心变电站位于C1标段，设置10KVA变压器一台，本标段生产与生活用电由此接取，至用电点后再以变压器调压至4000V、220V或36V使用电压，提供各方面需要。生活用电除提供本项目人员使用外，还应提拱监理与业主驻地人员使用。为保证生产不因停电而中断，本项目在4支洞口、埋管段和砂石料系统加工场各设置一台柴油发电机，发电机与洞口及拌合站的箱式变压器备用端口连接

11、，并设置断电自动接驳装置，主线停电时可立即起动。1.7 施工用风 本工程施工用风部位主要为施工支洞与引水隧洞工作面，主要供风设备为洞外空压机，主要用风设备为凿岩钻机、干喷锚机，最大用风量为85m3/min。在4支洞与埋管段布置空压站，每座空压站中设置固定式电动空压机3台，每台供风能力为20 m3/min；另辅助布置2台移动式油动空压机，每台供风能力为12 m3/min。每站供风能力为84 m3/min,总供风能力为168 m3/min。施工供风主输送管路采用108mm钢管，到达各工作面的分支管采用2550mm橡胶软管。供风管线跨公路时采用埋设，其余均采用地表或沿洞壁走向架空敷设。具体设置情况详

12、见附图集。1.8 施工用水从4洞南侧瀑布与埋管段所在的*沟引水，在4支洞洞口陡坎和埋管段主洞洞口边坡顶部各布置1个50m3水池，供给一工区（4支洞）生产用水及施工辅助用水。在埋管段砂石料加工场设置1个50 m3水池，由瀑布引水注池，主供混凝土拌合站用水。项目经理部、一工区生活营地、二工区生活营地设置20T蓄水罐一个，从别从附近清泉选汲取净水注罐。1.9 施工通风分别4施工支洞洞口与埋管段主洞洞口各设置两台通风机，其中4支洞口两侧各设置轴流风机，在进入引水隧洞后各向上、下游分流一支风管；在埋管段两主洞洞口各设置一台通风机，直接向上、下游实施供风。风管在直线洞段采用软管，在转弯洞段采用钢制硬管，软

13、管以悬置钢索加于固定，硬管以型钢支架加于固定。在各出风口定期进行风压和风速的检测，如出风口风压风速不能满足使用要求时，应在支洞口更换更大功率的风机，或在洞内设置多级风机。具体设置情况详见附图集。1.10 合同控制工期本合同工程招标文件施工工期15个月（开工日期以总监理工程师发布的开工令为准），预计工程开工时间为2008-6-1，竣时间2009-8-31。1.11 主要工程目标1.11.1工程质量目标（1）工程优良率：单元工程合格率100%；单位工程优良率85%；（2）工程质量符合水电工程达标投产考核办法（2001版）要求；（3）不发生重大工程质量责任事故；（4）确保工程质量达到省部级优质工程标

14、准，争创省部优良工程奖。1.11.2施工进度目标我集团公司在本项目工程的施工进度目标：完成施工任务并达到过水条件，提前招标文件规定10天；当业要求加快施工进度不超过1个月的情况下，不计赶工增加费用。1.11.3安全施工目标秉成我集团公司“*”的理念，本合同安全管理目标为：杜绝人身死亡、重大设备损坏和财产损失和其它重大安全事故，一般安全事故的发生率及损失控制在国家相关标准范围内。在施工过程中，坚持不懈地对职工进行安全教育，强化每一位职工的安全生产意识，端正“预防为主，安全第一”的安全生产思想。达到生产过程中“四无一杜绝”和“一创建”的安全生产目标，即无工伤死亡事故，负伤率在3以下，无重大机械设备

15、事故，无交通死亡事故，无火灾、洪灾事故；杜绝重伤事故和职业病，创建安全文明工地。推行质量事故、安全事故“双零”目标管理方式，以安全生产促进施工进度、质量、成本管理。1.11.4工程环保和文明施工目标本合同环保和文明施工目标为：体现企业文化，紧跟时代潮流，争创环保、文明施工工地。以“均衡生产、文明施工、科学管理”为指导思想，在合同实施过程中，场地布置合理布置有序、机械设备整洁、料物堆放规范，完工后做到工完料尽场地清，具备文明施工达标现场条件。2. 施工技术规划2.1 设计概况*水电站引水隧洞C2标段工程布置在*左岸，由主体引水隧洞和施工支洞组成。1）引水隧洞断面形式为圆形，开挖洞径7.7m，衬砌

16、厚度500、600不等，隧洞过水面积35.24平米，隧洞底坡为3.5，标段内总长2200米，设计图见下图。D型衬砌：全断面用C20钢筋砼衬砌，衬砌厚度0.6m，衬砌后过水断面直径为6.5m。适用于类围岩。C型衬砌：全断面用C20钢筋砼衬砌，衬砌厚度0.5m，衬砌后过水断面直径为6.7m。适用于类围岩。B型衬砌：全断面用锚杆直径为25mm、间距2m、长度3m，挂网12150mm，0.12m厚C20喷砼支护。衬砌后过水断面直径为7.46m。适用于类围岩。A型衬砌：全断面用0.1m厚C20喷砼支护。衬砌后过水断面直径为7.5m。适用于类围岩。2）4支洞断面型式采用城门洞形，5.36.1m（宽高）洞径

17、，衬砌厚度400mm，4支洞主轴线正交于主洞轴线桩号1+999.048处，与主洞交点高程为1093.353mm，长度为272m;向洞口排水坡度i=1%。设计图见下图2-2：2.2 施工技术总体规划原则针对本工程的特点和施工重点、难点以及施工总目标的要求，我集团公司将以科学的施工技术措施为先导，制订并不断优化施工总体方案。研究优化施工通道布置、施工程序安排，解决施工通风问题，制定有针对性的、科学的施工方案，配置充足的施工资源。重点围绕控制性关键工程引水隧洞施工这一主线，应用先进高效的项目法施工管理，组织有丰富地下工程施工经验的精兵强将和成龙配套的施工机械进行施工，确保合同目标的实现。为此，我集团

18、公司对*水电站引水隧洞土建施工制定了如下施工技术总体规划原则：1）认真研究制定切实可行的施工总体方案，并在施工过程中不断优化，积极采用先进的施工技术和优选施工工艺；2） 制定单项工程和分部工程施工组织措施时，应满足标书合同要求的质量、安全和工期要求，并保障各阶段工程形象进度如期顺利实现，满足总体工序的合理搭接，使工程进展顺利；3）施工总布置设计充分利用业主提供的设施、社会资源及当地的自然条件，因地制宜，在满足施工要求前提下，节约用地，合理布局；4）施工规划要统筹兼顾，紧紧围绕引水隧洞的施工，分清主次，形成“平面多工序，立体多层次，多工作面交叉作业”的局面。各工作面开挖阶段组织开挖、支护及排水孔

19、施工的平行交叉作业，混凝土施工阶段则以满足引水隧洞按期过流目标要求为原则，服从协调，处理好混凝土与开挖支护、灌浆施工、金结及机电埋件的安装使用之间的关系问题。5） 施工中积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料等先进施工技术，机械化施工作业，以达到提高施工质量和经济效益，确保安全，加快施工进度，保证工期目标实现。6） 按“新奥法”原则组织引水隧洞的开挖支护施工，及时向设计、监理人、发包人通报现场情况、围岩原型观测和超前勘探成果等施工信息，快速反应、应急应变，确保安全。7） 制定切实可行的措施和制度，确保各项劳动保护、安全文明施工和环境保护的法律法规贯彻执行，改善劳动条件，保障作业人员的健康和安全

20、，创建文明工区；8） 统筹安排，合理计划，科学组织，做好人力、物力的综合平衡，实现均衡生产；9）采用先进的成龙配套设备，组织高强度机械化施工，特别是骨干施工设备，选用性能优良的洞口设备，部分辅助设备选用性能良好的国产设备。另外还将按各单项工程高峰期的平均施工强度需要配置外，还要考虑一定数量的备用设备，施工过程中认真做好各种设备的定期维护、保养工作，保证设备的出勤率和完好率，确保本合同优质安全按期建成；10） 开挖施工中首先创造条件应尽早打通施工支洞，其次，尽快完成引水洞进洞口的明挖施工，形成多工作面，以加快施工进度；11）为确保引水隧洞按期过流目标实现，顾全大局，服从发包人、监理人的统一协调指

21、挥，处理好本标工程与其它标段施工之间的关系，发掘内部潜力消化施工干扰，并尽力为他人提供方便，充分发扬互助互让、团结协作的精神，共同努力把*水电站建成行业“窗口工程”。2.3 工程施工难点、重点及对策2.3.1 施工重点、难点我们认为主要有以下几个方面的重点和难点：1）*水电站左岸引水隧洞过流断面尺寸D=6.7m，开挖断面D=7.7m，隧洞总长2200m，采用部分断面衬砌的衬砌施工方式，按招标文件要求，施工期从接到监理工程师开工指令起，15个月须具备过水条件。由于引水隧洞的断面特点，大型机械配套的施工方式难以展开，只可用中小型配套机械，致使施工效率较低，施工成本较大。不良地质隧洞分布较多，为施工

22、造成困难，在施工工期紧、施工强度高的条件下，施工中应加强施工工作面管理，提高工作面的效率，增加施工配套机械设备的投入与管理是本标段的关键。2）本合同工程经由的路线里程中，全段的2/3地质为、类，岩性基本为粉砂岩和灰岩，并且经过二到三处断层。全段中松散围岩分布较广，山体大小冲沟较多，并存在溶洞地质。地下水主要为岩溶裂隙水和基岩裂隙水，埋藏充沛，隧洞沿线大部分洞段地下水位高于洞顶。施工时容易引发隧洞塌方及涌水等地质问题。故开挖时应高度重视初期支护，加强对不良地质的处理和地下水防护措施，同时加强施工期的变形观察，以便了解隧洞围岩变形情况，及时采取有效的加固措施。3）4施工支洞位于*左岸陡坡上，为方便

23、施工须在洞口进行施工临建和施工设备的布置，施工过程中应采取措合理有效利用洞口场地，以减小干扰，确保安全、优质、快速地进行本标的施工。4）施工支洞洞口段坡度较陡，约60度，多陡崖峭壁。地质构造复杂、岩石风化破碎，重力作用突出，因而导致在*河谷及其支流地带常有滑坡产生。应加强边坡支护及施工道路旁的危石处理。5）本标段施工道路主要为布置在左岸的泥结石公路，路况较差，且在汛期常受库区崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害影响，对外交通难度较大，应引起重视。在雨季前及时做好必要工程用材料与资料的储备，以免因断路而影响工程进度。6）本合同引水隧洞全部为有压隧洞，正常过水投入使用后，对洞身钢筋砼质量的要求较高，施工中

24、应采取有效措施，加强隧洞衬砌的抗渗质量管理。7）为确保隧道总体施工质量，有效控制工期和成本，是否能控制好光面爆破的施工质量成为本合同施工的关键，所以要对光爆的施工方案、机械配套、队伍优选问题下大气力来抓。8）本合同工程初期支护工作量较大，工序较多，如何提高喷锚支护的施工节奏，缩短支护循环周期，成为提高施工进度，有效避免安全事故的关键环节，应在机械和队伍配备上引起重视。9）本合同支护工程、爆破工程和灌浆工程均要须进行钻岩施工，钻岩工作量很大，周详的施工方案、先进的机械配备以及高素质的施工队伍是重点考虑的问题。10）隧道衬砌表观质量与施工进度是本合同的重点质量保证对象，所以应选择好衬砌模板台车，安

25、排好台车作业周期和工作面。11）本合同主要建筑材料均为业主统供，包括钢材、砂石料、油料、水泥、锚杆等，施工期间项目部要调整施工组织，有针对性地组织好材料的进、销、存和二次搬运，加强材料台账的公开化管理，定期与业主做好对账工作。12）本合同埋管段总长110m范围，集中了12.9万方明挖和13.6万方填方，前期和后期工作量很大，前期须完成明挖和管基工程，引水洞施工才能开始，前期后期工作均为关键线路工作，是项目工期的重点，须加各项生产要素，优化施工方案确保进度目标。14）埋管段110m压力钢管敷设工程，为质量要求较高的关键工作，根据招标文件要求，压力钢管为发包人提供至现场，承包人负责安装，工程的协调

26、配合与技术管理是重点工作。2.3.2 工程施工对策针对*水电站左岸引水隧洞标的施工难点和重点，我集团公司有针对性地组织了充分而深入的分析研究，制定出相应的施工对策如下：1）我集团充分认识到*水电站左岸引水隧洞按期完成任务的重要性，我们将从战略的高度上组织本项目施工，首先，发挥我公司人才的优势，选调高素质、有丰富施工经验的技术、管理人员组成强有力的项目部，高效地组织领导本标工程项目施工。其次，施工所需各专业施工队伍，从我公司抽调精兵强将组成，确保本合同持续、优质、高强度的施工生产，顺利地完成。2）隧洞开挖中4施工支洞展开的两个工作面和埋管段展开的两个工作面，投入二臂钻、液压钻、TK961喷车、挖

27、掘装载机、液压反铲、自卸汽车等成龙配套的大型地下洞室开挖支护设备，精心组织，精心施工，进行全断面开挖，形成钻孔爆破、出碴、喷锚支护多工序的交叉平行作业，以确保施工进度。3）隧洞混凝土衬砌一次整体浇注成形的施工方法，采用整体钢模台车，配置足够的混凝土运输、浇筑设备及周转性材料，确保多个工作面同时展开施工。同时，隧洞灌浆滞后混凝土衬砌跟进，以确保施工进度。4）针对本合同工程支洞与引水洞的断面特点，我们要精心选配中小型配套机械，安排全面机械化作业，推行标准化施工，能起用的标准化机械尽量使用，标准机械型号不能适应洞体尺寸的，要通过改装或自制来达到目的，通过提高生产效率，确保质量和进度。5）隧洞地质条件

28、差洞身部分，在开挖施工中必须严格按照“新奥法”工艺施工，强调“超前探测、超前支护、短进尺、弱爆破、少干扰、紧封闭、强支护、勤量测”的工艺施工。根据围岩的实际情况采取如下措施：a、地质勘探：在开挖过程中，加强地质跟踪及预测，采取钻孔超前勘探或探洞以摸清围岩性状。必要时请专业单位以雷达对地质进行扫描，实施超前预报。b、开挖钻进坚持“短进尺、弱爆破、少扰动、强支护、勤观察”的原则施工，分部开挖时，类围岩每循环只安提进尺1.01.50m，周边采用密孔隔孔装药无损光面爆破。c、一期支护：开挖后立即进行喷砼施工，厚度不小于50mm，以确保围岩的稳定。出完碴后，必要时采用砂浆锚杆进行支护。当存在不良地质的情

29、况下，爆破后立即实施一期支护，采用砂浆锚杆，钢支撑、挂网喷砼等支护手段，及时形成一期封闭环，确保围岩稳定。对于探明的不良地质还须采取超前小导管注浆，或采取超前小管棚等措施。d、施工监测：成洞后按设计图纸要求及时埋设各种观测仪器，并开始进行观测，三倍洞径以内每次爆破后测量12次，十倍洞径距离后，可适当延长量测时间间隔。及时反馈信息，确保成洞稳定和施工安全。e、砼跟进衬砌：通过观测，若发现局部围岩变形速率突增，采用一期支护后尚不能满足要求时，须及时采取砼衬砌手段进行加固。6）施工支洞洞脸边坡多为陡坡及松散堆集体，在开挖施工中坚持先处理边坡危石及断层处理，然后再自上而下分层进行开挖施工，采取中、小台

30、阶开挖方式，开挖一层迅速组织边坡支护；支护一层稳定一层，再向下开挖一层，严格控制爆破震动对边坡支护的不利影响。在洞脸边坡支护完成后方能进洞开挖，以确保施工安全。洞脸施工完成后，还应在洞脸上方设置多级防滑护栏与壕沟联合防护，以防范洞顶山坡滚石和泥石流，保证洞口工作人员与设备的安全。7）针对进场道路情况较差，在汛期沿路多有崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害发生，我集团公司将加大投入，多备机械设备的零部件和施工原材料，组织机械对施工便道进行维护，以避免交通问题影响施工生产，确保施工进度。8）针对引水隧道为有压洞，主体结构存在抗内渗与外渗的要求，我们将从以下几方面制定解决方案。a. 加强隧洞衬砌混凝土浇注质

31、量，提高砼密实度，浇注砼采用集中拌制，砼运输车辆运输，砼输送泵浇注的方法。砼的振捣采取插入式与附着式联合振捣的方式。b. 采用专门订制的整体式衬砌钢模台车，台车由模板系统、支撑系统、框架系统、液压支脱模系统、行走系统、倾正平衡系统、机电系统和清洗系统。模板台车全部采用钢模，可一次性浇注除底板以外的整个拱圈，以保证衬砌砼的整体性，减少施工缝，从而提高施工效率，提高施工的标准化、机械化程度，保证砼结构内实外美。c. 衬砌拱圈与底板的施工缝，应在底板浇注时将接头做成槽形断面，槽内安置膨胀止水条。或做成马口铁构造止水带的形式。浇注拱圈前要对底板施工缝接头进行清洗凿毛涂刷净水泥浆的处理，以保证施工缝的抗渗质量。d. 衬砌浇注完成后的回填灌浆与固结灌浆是确保隧洞抗渗的重要工序，施工时应严格按施工工艺仔细实施，杜绝灌浆孔漏埋、漏钻、漏注的问题出现。9）采取优选的钻爆布置方案，采用最先进行的钻岩机械，上马最有经