编号:NN5-ZSSJ-012 B$g\;$G
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老挝南俄5水电站BOT项目 r
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引水系统、厂房和升压站的土建和相关金结/ RB %+|@c
尾水隧洞(NN5/CW3) v Z9OJrF
开挖与支护施工技术方案 -~]H5er`
WK6,K92
(合同编号: ) Mc,|C)
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中国水利水电第十五工程局有限公司 W_}j~[&
老挝南俄5水电站项目经理部 .aT@'a{F
2009年6月19日 I(*3n"
K;6#v%
I,hw0e
目 录 ;<M}ZL@m
1概述 1 :6Nb,Hh~
1.1工程概况 1 Ikdj?"+O
1.2水位气象条件 1 1%v6d
!
1.3地质概况 2 DO(};R%=
1.4主要工程量 2 H0s*Lb
2施工布置 3 8_}t,BC
2.1施工供风 3 %'1iT!g8
2.2施工通风 3 qKD
2.3施工用水 3 KVOV<uDCj
2.4施工排水 4 vL@<l^`$0
2.5施工用电 4 A^,E~Z!x
2.6混凝土拌合系统 4 _3aE]\O[
2.7施工道路 4 jc"sPr v5
2.8渣场布置 4 Ca0sm
2.9施工营地 5 (}39f
3土石方明挖 5 `$/a-K}
3.1土方明挖 5 3Z";a
3.2石方明挖 5 $bG*f*w
4进洞方案 5 W/,bz",v3
4.1锚喷锁口 6 &<;T$Y
4.2锁口段开挖 6 1O`V_d)
4.3洞口段支护 7 vqN/ crJ@
4.4锁口混凝土 7 Odo)h
5石方洞挖 7 DP@1to@
5.1石方洞挖方案 7 @*eY~
5.2初拟爆破参数 7 J!l/.:`6
5.3测量放线 8 PgA<pfEHE
5.4钻孔作业 8 <W#G)c0
5.5装药、连线、起爆 8 7*PBJt\
5.6通风散烟 9 :Dty([
5.7安全处理 9 nz3*s#k\-
5.8出渣及清底 9 n0lOq
6支护 9 ~s+vJvWz
6.1支护型式及支护参数 9 Ca'BE#q
6.2支护方案 11 )7 & -DI1
6.3锚杆施工 11 44u)F@)
6.4挂网 13
e;`(*
6.5钢支护 13 PRU&y/zZmG
6.6喷射混凝土 13 b,^ "-r
7不良地质地段施工 21 -W9DH^EL<
7.1施工原则 21 TO.b-
;
7.2施工方法 22 WJD2(el
8坚硬围岩地段施工 25 yn\c;Z
8.1加强光面爆破 25 jQV[zcM
8.2导坑+扩挖法 26 Ss%Cf6qdWL
9导流明渠施工 27 p9)YRLOh.
10洞挖施工强度 27 T#qf&Q Z
11施工进度计划安排 28 Q/SO%E`E
12防洪与度汛 29 ,Wd=!if
13施工人员及设备配置 29 lMFo)4&P
14施工质量控制措施 31 @MOQk
14.1开挖质量控制措施 31 K? o p3}f?
14.2支护质量控制措施 31 *F1TZ_GS
15施工安全控制措施 32 |aP`hVm
15.1开挖安全控制措施 32 f5*qlQJFz\
15.2支护安全保证措施 32 j{Px}f(=
ZR\N~.
zb{79Os[B
1概述 C7dq=(p&
1.1工程概况 A M[f
南俄5水电站装机容量2×60MW,由首部枢纽、引水系统和厂区枢纽组成。厂区枢纽包括主副厂房、升压站、尾水洞、运行村等建筑物。 P4#i]7%
尾水洞由两条支洞从主机组引出后,在距厂房外边沿30m处汇合为一条主洞。支洞管径D=1.1m~3.6m,由肘管向上45o升至闸井处;闸井直径7m,高34.655m,地面布置启闭机室。尾水主洞开挖断面为城门型 B×H=5.60×6.25m,喷C25混凝土15cm,衬砌混凝土40~50cm,从闸井至尾水渠427.357m,纵坡为1.5‰,出口底板开挖高程为722.558m。
sm`c9[E
尾水洞出口导流建筑物设计级别为Ⅳ级,使用年限我1.5~3年,采用梯形明渠导流,渠底宽2.0m、深3.7m,边坡比1:1.2,纵坡≥1%,M7.5浆砌石50cm厚。 C>Hdp_Lm
1.2水位气象条件 F- -g?Q^
南俄5水电站所在流域无四季之分,全年分为雨、旱两季,每年的5月至10月为雨季,降雨量占全年的80%~90%,旱季从11月到4月,降水量占年降水量的10%~20%。流域多年平均降雨量2500mm。暴雨大多出现在7~9月,24小时的最大降雨量可达177mm,48小时的最大降雨量为261mm,72小时的最大降雨量为296mm。 3WP\MM
表1 尾水洞出口冲沟洪水标准 W On<;'}M&
频率(%) 0.2 0.5 1 2 5 10 20 8r(awp
重现期(年) 500 200 100 50 20 10 5 59zWB,y(P
流量(m3/s) 82.2 69.8 60.5 51.2 39.4 30.6 22.3 $0 .6No_|
尾水洞距南俄河1KM,洞口高出南俄河较多,洞口以上汇水面积大约1.8Km2,洪水标准见表1,因此只存在所在冲沟防洪问题。 `o{ Z;-OF
1.3地质概况 W^8
尾水主洞Ⅲ类围岩317.649m,局部稳定性差,围岩强度不足,局部会产生塑性变形,不支护可能产生塌方或破坏。Ⅳ类围岩44.708m,不稳定,围岩自稳时间短,规模较大的各种变形和破坏都可能发生。Ⅴ类围岩65.000m,极不稳定,围岩不能自稳,变形破坏严重。尾水主洞围岩类别与衬砌型式见表2。 -|FHv+
表2 尾水主洞围岩类别与衬砌型式表 HTYyX(ya
序号 桩号 长度(m) 围岩类别 衬砌型式 >UCg3uFj
1 W0+000.000~0+060.000 60.000 Ⅲ B X|a{Z*y;r*
2 W0+060.000~0+192.692 132.692 Ⅲ A #//xOL3J
3 W0+192.692~0+242.692 50.000 Ⅴ B :%h1Q>F
4 W0+242.692~0+367.649 124.957 Ⅲ A ]owgsR
5 W0+367.649~0+412.357 44.708 Ⅳ B 9 jjeZc'
6 W0+412.357~0+427.357 15.000 Ⅴ B |yk/iO(
注:A型断面为底板与侧墙混凝土衬砌,B型断面为全断面混凝土衬砌。 nms[No?
1.4主要工程量 )pl5nu#<
尾水洞土石方明挖与支护,石方洞挖与支护,导流明渠工程量见表3。 nod&^%O"
表3 尾水主洞开挖支护与导流明渠工程量 )xy>:2!#Y
序号 项目名称 单位 数量 备注 rNk'W, FU
1 土石方明挖与支护 项 1 2H%lN`
1.1 土石方明挖 m3 33010 含施工路改道 q'8*bu_
1.2 喷C25混凝土 m3 600 ,y]-z8J
1.3 挂φ6@25×25钢筋网 t 22 Rj";?.R*e
1.4 φ20 L=1.0m系统锚杆 根 800 "d)YqQ
续表3 尾水主洞开挖支护与导流明渠工程量 71@eJQ
序号 项目名称 单位 数量 备注 #ELeW3
S}
1.5 φ25 L=3.0m系统锚杆 根 80 #$Zx ].[lc
1.6 φ25 L=4.5m系统锚杆 根 105 b\0>uU
2 石方洞挖与支护 项 1 p? L%'
2.1 石方洞挖 m3 13887 pL,XHR@Iv
2.2 素喷C25混凝土 m3 1065 (e'8>Pv
2.3 挂φ6@25×25钢筋网 t 15 u9 &$`N_G
2.4 φ25 L=4.5m随机锚杆 根 350 2VY7?1Ab(@
3 导流明渠 项 1 1Of(O!
3.1 土石方明挖 m3 4878 <q=Zg7zB
3.2 M7.5浆砌石 m3 1548 %Lh%bqGz
3.3 土方回填 m3 900 <XLaJ;j
2施工布置 le \f:
2.1施工供风 d0)]^4HT|y
在尾水洞口布置1台750XH/21m3中风压(13.5Mpa)油动空气压缩机,用 D150钢管引至工作面30m处,再用D50高压黑胶管引至工作面。 trDw|WA
2.2施工通风 #HgNwM
在尾水洞口布置1台2×37KW轴流式通风机,通风机架设在距洞口10~15m处,用D800mm软风管从隧洞顶部挂设至工作面30m处,并随着开挖延伸。 !Wr<T!T
2.3施工用水 "Vq=
Ph
拟定在上游溪沟用浆砌石筑堰,用D50钢管自流引水至尾水洞,供水管道随开挖延伸工作面30m处。 )l`Ks
2.4施工排水 J>v[5FX+
(1)导流明渠:方案一、施工时在尾水洞出口上游用粘土和石渣堆筑围堰,采用两根D150钢管将沟水引致下游沟道。方案二、先挖深疏通水沟,再进行明渠施工。备用两台3KW污水泵,随时抽排明渠积水。 +A?P 4}
(2)尾水洞:在出口开挖A×B×H=2.0×1.5×1.2m的集水坑,并用浆砌石护边,安装两台3KW污水泵进行排水。 l+6c|([
2.5施工用电 lW?}Ts~'
在尾水洞出口布置C275D5/200 KW柴油发电机1台,在隧洞侧墙2.5m高度,每隔15m设置一个横担,架设三相四线黑胶线引至工作面30m处。每隔20m安装200W防水灯一盏。高压线路接入工地时,采用大网电源。 8e-nzc,]
2.6混凝土拌合系统 q7lC}'2fu
在尾水洞口布置JZC350型混凝土拌合机1台,用于拌合喷射混凝土。浇筑锁口混凝土时,增设1台JZC350型混凝土拌合机。 A8.noV
2.7施工道路 _G'ki.[S7
4月份尾水洞毛基路面即将形成时,开挖揭示的地质情况基本明朗,优化了尾水洞线路,并于月底提供给我部尾水洞土石方明挖支护图,施工道路又进行了改道,现在至尾水洞顶部道路基本完成。剩余的路面须与尾水洞明挖同步施工,并用5#、6#支洞开挖石渣铺筑。 ]t)N3n6Bc
2.8渣场布置 ]B )nN':
根据枢纽总体规划和厂区自然地形条件,按照就近弃渣的原则;将尾水洞弃渣场布置在厂区营地前沿的冲沟处(即5#弃渣场),弃渣时将可利用的石料和废渣分类堆存。 5! );4+
渣场设专人调度指挥,协调组织车辆进场、卸渣、出场及场地平整工作。渣场按自下而上分层堆卸,分层厚度3~5m,从坡面向沟内卸渣,用HP220推土机平场。并及时做好排水沟,防止水土流失。 c?CD;Pk
2.9施工营地 =;-C;gn:w
目前厂区生产、生活营地可以满足施工要求,只需在尾水洞出口对岸和尾水洞顶部的台地修建部分临时住房和水泥库。 Ypzmc$Xfu
3土石方明挖 =Smd/'`_
3.1土方明挖 F{jxs/~
土方明挖按照自上而下分层进行,同一层面开挖按照“先土方,后石方,再边坡支护”顺序施工,使开挖面同步下降。雨天施工时,开挖台阶略向外倾斜,以利于排水。整个土方采用220HP推土机开挖,KAT320反产挖装,25t自卸汽车运输。 _$R=F/88
3.2石方明挖 J+t51B(a
石方明挖采用YT28手风钻钻孔,自上而下梯段爆破,梯段高度2m,孔距1.2m,排距1m,孔径40mm,单位耗药量0.6kg/m3;边坡、马道采用光面爆破,孔深2m,孔距50cm,孔径40mm,线装药量150~300g/m;毫秒导爆管雷管和导爆索爆破网路。出渣与土方开挖相同。 >h8m)Q
4进洞方案 N~flao^
尾水洞出口段为Ⅴ类围岩,初步拟定进行钢支撑、锚杆、挂网,喷混凝土支护;采用C20混凝土锁口长度6.0m,衬砌厚度30cm,锁口混凝土给结构混凝土留出衬砌空间。 c~tl0XU1
4.1锚喷锁口 Nqj@p<y/q
尾水洞口布置Φ25 L=4.5m间排距30cm两排锁口锚杆,将锁口锚杆用2φ20钢筋电焊连接在一起,再用φ20钢筋与洞脸系统锚杆焊接牢固。挂φ6@20cm×20cm钢筋网;喷C25混凝土15cm厚。 ZRf9 'UwS
4.2锁口段开挖 &j:e<{@
锁口段开挖断面B×H=6.50×6.70m,初步拟定按照台阶法或者预留保护层法进行开挖。
`vH|P
(1)台阶法 :O413#8
锁口段按2~3个台阶分层开挖。上半洞掘进3m再进行下一台阶开挖,每次掘进按0.5~1.0m控制;开挖时预留1m厚的保护层,中间部位先进行钻爆拉槽,再光面爆破进行保护层开挖。每个台阶开挖结束后先喷3~5cm混凝土封闭岩面,再进行钢支撑、系统锚杆支护;挂钢筋网,喷混凝土。 Kn->R9Tl
(2)预留保护层法 WkiT,(i
如果隧洞掌子面具有稳定性,可以采用预留保护层法开挖。整个洞口开挖时预留1m厚的保护层,中间部位先进行钻爆拉槽,再光面爆破进行保护层开挖。每次钻爆深度按0.5~1.0m控制,保护层开挖后,先喷3~5cm混凝土封闭岩面,再进行钢拱架、系统锚杆支护,挂钢筋网、喷混凝土。 zd5=W"Y;]
4.3洞口段支护 6agq^wI
尾水洞出口段为Ⅴ类围岩15m,锁口混凝土6m,拟定支护型式、支护参数和施工顺序如下: {A==av
(1)超前锚杆φ25 L=4.5m,锚杆间距30cm; }OEL] 5
(2)采用16号工字钢拱架,拱架间距为50cm,拱架之间用140mm槽钢或φ20钢筋连接。 4wSZ'RTSR
(3)系统锚杆φ25 L=3m间距1.2m,排距与钢拱架同步; i!2k f
(4)挂φ6﹫20×20cm钢筋网; _S{TjGZ&
(5)喷C25混凝土15cm厚; |aLK_]!
4.4锁口混凝土 0 8)f
锁口段混凝土衬砌厚度30cm,配置单层φ20@200主筋和φ12@200分布筋。用D50钢管脚手架和支撑,P3015与P1015钢模板,JZC350型拌合机拌制混凝土,人工配合KAT320D反铲入仓,D50软轴插入式振捣器振捣。 ow \EL
5石方洞挖 \H .Cmm^I
5.1石方洞挖方案 e$s&B!qJ
采用移动平台车,YT28手风钻开挖,光面爆破,ZLC40B装载机装渣,5t自卸车运渣。 [@9S-$Xa
5.2初拟爆破参数 bRu9*4t
开挖循环进尺按1.0~2.5m控制,孔径40mm;光爆孔间距0.4~0.50m,线装药量150~300g/m;辅助孔间距0.7~0.8m,单位耗药量0.7~1.5kg/m3。详见附图:《尾水洞开挖炮孔布置图》。 _{`Z?lt
光面爆破效果应达到以下要求:残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布,炮孔保存率:完整岩石在80%以上,较完整和完整性差的岩石不少于50%,较破碎和破碎岩石不小于20%;相邻两孔间的岩面平整,孔壁不应有明显的爆震裂隙;相邻两茬炮之间的台阶或光面爆破的最大外斜值,不应大于20cm;周边孔应在断面轮廓上均匀分布,沿轮廓线的调整范围和掏槽孔的孔位偏差不应大于5cm,其它炮孔孔位的偏差不得大于10cm。 kqKT>xo4EZ
5.3测量放线 ?+EAp"{j
施工测量采用全站仪进行。测量作业由专业人员实施,每排炮后进行洞室中线、腰线、设计开挖线测放,根据爆破设计参数点布孔位。定期进行洞轴线的全面检查、复测。随洞室开挖、支护进度,每隔50m在洞壁一侧设一桩号标志。洞内测量控制点埋设牢固隐蔽,作好保护,防止机械破坏。 bdWdvd:
5.4钻孔作业 w=XIpWl
由钻工按照测量定出的中线、腰线、开挖轮廓线进行布孔、钻孔作业。各钻工分区、分部位定人定位钻孔。每排炮由值班技术人员按“平、直、齐”的要求进行检查;为了减少超挖,周边孔的外偏角控制在设备所能达到的最小角度。 RK.lzVaY
5.5装药、连线、起爆 X[$h &]
装药前用高压风冲扫炮孔,炮孔检查合格后,进行装药,由爆破员按照爆破设计(爆破参数在实施过程中要不断调整)进行,装药严格遵守爆破安全操作规程。光爆孔用φ25mm药卷和普通导爆索间隔不耦合装药;掏槽孔、辅助孔用φ32mm药卷,药卷聚能穴应超一个方向,装药要密实,堵塞良好,用毫秒微差起爆网路;装药结束后复核检查,确认无误,撤离人员和设备,爆破员负责引爆。 h)Fc<,vwBE
5.6通风散烟 he~8V.$
开挖施工过程中一直启动通风设备通风,利用已形成的通风系统进行排烟除尘,保证炮后在规定时间内将有害气体浓度降到允许范围内。 BX$<5S@
5.7安全处理 (Huvo9
爆破后,清除掌子面及边顶拱上残留的危石及碎块,保证施工人员及设备的安全,岩石破碎段安全处理后,可先喷一层3~5cm厚混凝土,出渣后再次进行安全检查及处理。在施工过程中,经常检查已开挖洞段的围岩稳定情况,清撬可能塌落的松动岩块。 _6fy'%J=U
5.8出渣及清底 ]<<,{IQ
采用ZLC40B装载机装5t自卸车出渣,出渣完毕人工清出工作面积渣,为下一循环钻爆作业做好准备。 ?w(hPUd!2
6支护 ~T;:Tg*
6.1支护型式及支护参数 D\5+2 G
尾水洞施工图纸提供支护参数为:φ25 L=4.0m随机砂浆锚杆,挂φ6﹫25×25cm单层钢筋网,素喷C25混凝土15cm厚。 KD A8x W
尾水主洞坡度小于10%,开挖断面在20~50m2之间;根据水利水电工程施工手册《土石方工程》尾水洞应归为中型断面平洞;中型断面平洞支护型式及支护参数见表4。 1\(
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表4 中型断面平洞支护型式及参数表
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围岩类别 支护型式及参数 [TA.|7&
Ⅰ类 不支护。 79 ;uHR&S