水電站調(diào)壓室施工方案一、工程概況1.1工程結(jié)構(gòu)特征本工程為地下埋藏式阻抗型調(diào)壓室，由上室、豎井及連接管三部分組成。豎井總高度122.1m，主井段內(nèi)徑10m、高度93.3m，采用C30鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度80-100cm；連接管內(nèi)徑4.2m，高30.8m，與壓力管道采用45°彎管連接；上室長(zhǎng)113m，橫斷面從1.0×1.0m漸變至1.0×5.8m，底板高程1371.0-1372.2m。調(diào)壓室穹頂水平埋深90m，垂直埋深100m，地質(zhì)勘察顯示洞室主要穿越中生代中粗?；◢弾r，巖體整體完整性較好，但存在F382斷層及HL組緩傾角裂隙，局部透水性較強(qiáng)，需采取專項(xiàng)支護(hù)措施。1.2水文地質(zhì)條件工程區(qū)域地下水主要為基巖裂隙水，化學(xué)類型為重碳酸氯化鉀鈉型，呈弱堿性，對(duì)混凝土無侵蝕性?；◢弾r體透水性以極微透水為主，斷層破碎帶及裂隙密集段存在微-弱滲水，需在施工期間設(shè)置排水系統(tǒng)。根據(jù)地應(yīng)力測(cè)試結(jié)果，洞室最大水平主應(yīng)力為12MPa，屬中等地應(yīng)力區(qū)，開挖過程中需警惕巖爆發(fā)生。1.3主要工程量項(xiàng)目名稱單位工程量技術(shù)要求石方洞挖m315200Ⅲ-Ⅳ類圍巖，光面爆破豎井開挖m38900直徑10m，深度93.3m噴混凝土m3680C25，厚度15cm，摻聚丙烯纖維錨桿支護(hù)根1260Φ25，L=6m，間排距1.5×1.5m鋼筋混凝土m37900C30，抗?jié)B等級(jí)W6回填灌漿m23200壓力0.3-0.5MPa固結(jié)灌漿m2800孔深8m，間距3m二、施工總體布置2.1施工交通場(chǎng)內(nèi)道路：利用發(fā)包人提供的進(jìn)場(chǎng)公路，從7#支洞口修建施工便道至調(diào)壓室交通洞口，道路全長(zhǎng)210m，寬6m，采用泥結(jié)石路面，最大縱坡控制在8%以內(nèi)。在洞口設(shè)置回車場(chǎng)及材料堆放區(qū)，面積約300m2。洞內(nèi)運(yùn)輸：調(diào)壓室開挖出渣采用5t自卸汽車通過7#支洞運(yùn)輸至指定棄渣場(chǎng)，運(yùn)距1.5km?；炷良颁摻畹炔牧贤ㄟ^有軌運(yùn)輸臺(tái)車送入工作面，軌道采用24kg/m鋼軌，鋪設(shè)長(zhǎng)度350m。2.2風(fēng)、水、電系統(tǒng)供風(fēng)系統(tǒng)：在7#支洞口附近設(shè)置2#空壓站，配置4臺(tái)LWJ-20/7型電動(dòng)空壓機(jī)，總供風(fēng)量120m3/min，主管采用Φ129mm無縫鋼管，支管選用Φ89mm和Φ50mm鋼管，距工作面30m處設(shè)置風(fēng)包，確保風(fēng)壓穩(wěn)定在0.7MPa以上。供水系統(tǒng)：從尾水施工支洞主供水管接引Φ75mm鋼管至空壓機(jī)站旁水箱（2×2×1.5m），經(jīng)加壓泵（揚(yáng)程150m）輸送至各工作面，支管采用Φ50mm塑料管，在掌子面設(shè)置分水器，滿足鉆孔、除塵及混凝土養(yǎng)護(hù)用水需求。供電系統(tǒng)：由主變上支洞1250KVA變壓器接引10kV線路，在洞口設(shè)置臨時(shí)配電室，配置2臺(tái)315KVA降壓變壓器，分別供給施工動(dòng)力及照明系統(tǒng)。洞內(nèi)照明采用500W白熾燈，每8m布置一盞，掌子面采用2盞1kW投光燈局部照明，電壓等級(jí)為36V安全電壓。2.3施工通風(fēng)與排水通風(fēng)系統(tǒng)：采用混合式通風(fēng)方式，在7#支洞與交通洞交叉口布置1臺(tái)2×55kW軸流式通風(fēng)機(jī)壓入新鮮空氣，在調(diào)壓室頂部設(shè)置2臺(tái)2×37kW吸出式通風(fēng)機(jī)，形成貫穿風(fēng)流。風(fēng)管選用Φ1500mm阻燃風(fēng)筒，風(fēng)筒百米漏風(fēng)率控制在10%以內(nèi)，確保洞內(nèi)粉塵濃度≤2mg/m3。排水系統(tǒng)：在調(diào)壓室底部設(shè)置集水井（3×2×1.5m），配置2臺(tái)15kW潛水泵（一用一備），揚(yáng)程120m，通過Φ100mm鋼管排至洞外污水處理池。對(duì)斷層滲水段采用局部埋管引流，管徑Φ50mm，間距3-5m。2.4混凝土系統(tǒng)在施工生產(chǎn)區(qū)4布置HZS60攪拌站一座，配備2臺(tái)JS1000強(qiáng)制式攪拌機(jī)，生產(chǎn)能力60m3/h。骨料倉(cāng)分三倉(cāng)布置，容積80m3×3，水泥罐容量100t×2，粉煤灰罐50t×1?；炷吝\(yùn)輸采用6m3罐車經(jīng)7#支洞運(yùn)至洞內(nèi)，再轉(zhuǎn)至針梁臺(tái)車受料斗，入倉(cāng)采用泵送方式，選用HBT60型混凝土泵，最大水平輸送距離300m。三、開挖與支護(hù)施工3.1開挖施工方案開挖順序：采用"先上后下、分層開挖"的原則，首先開挖上室交通通氣洞（10m×8m）作為施工通道，然后進(jìn)行豎井導(dǎo)井開挖，最后自上而下分層擴(kuò)挖。具體流程為：交通洞開挖→導(dǎo)井施工→豎井?dāng)U挖→上室開挖→連接管開挖。導(dǎo)井施工：豎井導(dǎo)井采用反井鉆施工，直徑2.5m，從下往上鉆進(jìn)，鉆具選用Φ250mm牙輪鉆頭，先導(dǎo)孔完成后更換擴(kuò)孔鉆頭。導(dǎo)井貫通后作為溜渣通道，可有效提高出渣效率。分層開挖參數(shù)：上室開挖：分3層進(jìn)行，層高5m，采用YT-28手風(fēng)鉆鉆孔，周邊孔間距45cm，抵抗線60cm，單響藥量控制在30kg以內(nèi)。豎井開挖：自上而下分12層，每層高度8m，采用環(huán)形開挖預(yù)留核心土法，周邊孔采用Φ42mm鉆頭，孔深3.5m，光爆層厚度80cm。連接管開挖：斷面為4.2m圓形，采用全斷面開挖，循環(huán)進(jìn)尺2.5m，斷層段縮短至1.5m，及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)。3.2支護(hù)施工工藝初期支護(hù)：噴混凝土：開挖完成后立即進(jìn)行，分兩層施工，第一層5cm厚封閉圍巖，第二層10cm厚增強(qiáng)支護(hù)，采用濕噴工藝，速凝劑摻量3%，初凝時(shí)間控制在5min以內(nèi)。錨桿施工：采用MQT-120氣動(dòng)錨桿機(jī)鉆孔，鉆孔直徑Φ42mm，安裝Φ25螺紋鋼錨桿，注漿材料為水泥漿（水灰比0.5），注漿壓力0.6MPa，確保飽滿度達(dá)90%以上。鋼拱架：斷層破碎段采用I20a工字鋼拱架，間距0.8m，拱架間采用Φ22縱向連接筋焊接，形成整體結(jié)構(gòu)，拱腳設(shè)置20cm厚C25混凝土墊塊。二次襯砌：鋼筋工程：鋼筋在加工廠集中制作，洞內(nèi)綁扎安裝，主筋采用Φ28螺紋鋼，間距20cm，保護(hù)層厚度8cm，采用專用墊塊固定。鋼筋接頭采用直螺紋連接，同一截面接頭率不超過50%。模板工程：豎井襯砌采用液壓滑模系統(tǒng)，模體高度3.2m，配置32個(gè)GYD-60滾珠式千斤頂，提升速度控制在1.5-2m/h。上室采用針梁鋼模，長(zhǎng)度12m，一次澆筑成型?；炷凉こ蹋翰捎梅謱訚仓?，厚度50cm，插入式振搗器振搗，振搗時(shí)間20-30s，直至混凝土表面泛漿且不再下沉?；Ｊ┕r(shí)嚴(yán)格控制混凝土坍落度在120±20mm，確保脫模強(qiáng)度達(dá)到0.5MPa。3.3特殊地質(zhì)段處理斷層破碎帶：對(duì)F382斷層穿越段（長(zhǎng)度約15m）采用"管棚+小導(dǎo)管"超前支護(hù)，管棚選用Φ108mm無縫鋼管，長(zhǎng)10m，環(huán)向間距30cm，注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿，初凝時(shí)間控制在30-60s。巖爆預(yù)防：針對(duì)中等地應(yīng)力區(qū)可能出現(xiàn)的巖爆，采取以下措施：①采用光面爆破減少對(duì)圍巖擾動(dòng)；②縮短循環(huán)作業(yè)時(shí)間，開挖后4h內(nèi)完成初期支護(hù)；③在高應(yīng)力段布置應(yīng)力釋放孔，孔徑Φ50mm，孔深5m，間距2m；④配備巖爆監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)振動(dòng)速度及聲發(fā)射信號(hào)。涌水處理：對(duì)滲水點(diǎn)采用"以排為主、堵排結(jié)合"的原則，局部集中涌水處設(shè)置Φ100mm排水孔，配合速凝混凝土封堵，涌水量較大時(shí)采用注漿堵水，漿液選用水泥-水玻璃雙液漿，注漿壓力1.0-1.5MPa。四、混凝土施工4.1滑模系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝模體結(jié)構(gòu)：采用多節(jié)組裝式滑模，總高度4.5m，分為頂模、側(cè)模和底模三部分，面板采用6mm厚鋼板，背楞為[10槽鋼，間距50cm。模體設(shè)置4個(gè)工作平臺(tái)，分別用于鋼筋綁扎、混凝土澆筑和表面抹光。液壓系統(tǒng)：配置HBMD-15型液壓控制臺(tái)，油路采用環(huán)形布置，32個(gè)千斤頂同步提升，通過PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)，同步誤差控制在±2mm以內(nèi)。千斤頂額定起重量60kN，安全系數(shù)不小于2.5。安裝調(diào)試：滑模安裝前進(jìn)行場(chǎng)地平整，利用全站儀精確放樣，安裝偏差控制在：中心線偏差≤5mm，半徑偏差≤3mm。試運(yùn)行時(shí)進(jìn)行3次全程滑升試驗(yàn)，檢查液壓系統(tǒng)密封性、千斤頂同步性及模體穩(wěn)定性，確認(rèn)無誤后方可投入使用。4.2混凝土施工工藝配合比設(shè)計(jì)：C30混凝土配合比為水泥:砂:石:水:粉煤灰=1:1.85:2.78:0.42:0.2，摻加高效減水劑（摻量0.8%）和引氣劑（摻量0.01%），初凝時(shí)間6-8h，終凝時(shí)間12-14h，滿足滑模施工要求。澆筑作業(yè)：入倉(cāng)方式：采用Φ150mm混凝土輸送管從滑模平臺(tái)布料口入倉(cāng)，分4個(gè)對(duì)稱下料點(diǎn)均勻布料，防止模體偏移。分層厚度：每層澆筑高度50cm，沿圓周方向分區(qū)分段澆筑，每段長(zhǎng)度不超過3m，相鄰段澆筑間隔時(shí)間控制在2h以內(nèi)。振搗工藝：采用Φ50插入式振搗器，振搗深度至下層混凝土5cm，振搗間距30cm，避免觸碰鋼筋和模板?；Ｌ嵘^程中停止振搗，防止出現(xiàn)蜂窩麻面。養(yǎng)護(hù)措施：脫模后立即采用噴水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。高溫季節(jié)在模板外側(cè)設(shè)置噴霧降溫系統(tǒng)，確?；炷羶?nèi)外溫差不超過25℃。4.3特殊部位施工穹頂施工：采用"扇形分段、對(duì)稱澆筑"法，分6個(gè)扇形區(qū)，每個(gè)區(qū)配置2個(gè)下料點(diǎn)，混凝土從周邊向中心推進(jìn)，振搗采用Φ30微型振搗器，確保頂部密實(shí)。連接管彎段：采用定制鋼模板，分3次澆筑成型，第一次澆筑至彎起點(diǎn)以下1m，第二次澆筑彎段圓弧部分，第三次澆筑上部直管段，施工縫處設(shè)置30cm寬止水銅片。門槽施工：創(chuàng)新性采用"滑模+門槽云車軌道一次成型技術(shù)"，在滑模上預(yù)設(shè)門槽模板，與主體混凝土同步澆筑，省去二期施工工序，門槽垂直度偏差控制在1mm/m以內(nèi)。五、灌漿工程5.1回填灌漿鉆孔布置：在混凝土襯砌完成后進(jìn)行，孔位按梅花形布置，間距2m，孔深深入圍巖10cm，孔徑Φ50mm，每個(gè)灌漿區(qū)設(shè)置不少于2個(gè)排氣孔。灌漿參數(shù)：采用水泥漿，水灰比1:1、0.8:1、0.5:1三個(gè)比級(jí)，灌漿壓力0.3-0.5MPa，結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為當(dāng)注入率小于0.4L/min時(shí)，繼續(xù)灌注30min即可結(jié)束。質(zhì)量檢查：灌漿完成7d后進(jìn)行鉆孔檢查，檢查孔數(shù)量為總孔數(shù)的5%，壓水試驗(yàn)透水率q≤1Lu為合格，不合格孔需進(jìn)行補(bǔ)灌。5.2固結(jié)灌漿施工順序：分兩序進(jìn)行，Ⅰ序孔間距3m，Ⅱ序孔位于Ⅰ序孔中間，形成三角布置。斷層破碎帶加密至1.5m，孔深8m，采用金剛石鉆頭鉆進(jìn)，取芯率不低于80%。灌漿工藝：采用自上而下分段灌漿法，段長(zhǎng)2m，漿液水灰比5:1至0.5:1逐級(jí)變換，灌漿壓力1.0-1.5MPa，當(dāng)某一級(jí)漿液注入量達(dá)300L且壓力無明顯上升時(shí)，改濃一級(jí)水灰比。效果評(píng)價(jià)：通過聲波測(cè)試對(duì)比灌漿前后巖體波速，要求波速提高≥30%，同時(shí)結(jié)合壓水試驗(yàn)成果，綜合評(píng)價(jià)灌漿效果。六、施工進(jìn)度計(jì)劃6.1關(guān)鍵線路施工準(zhǔn)備（30d）→交通洞開挖（45d）→導(dǎo)井施工（60d）→豎井開挖支護(hù)（150d）→混凝土襯砌（120d）→灌漿工程（60d）→竣工驗(yàn)收（30d），總工期59日歷天。6.2進(jìn)度保障措施資源配置：投入2個(gè)開挖作業(yè)面，配置3臺(tái)YT-28鑿巖機(jī)、2臺(tái)裝載機(jī)、5臺(tái)自卸汽車，確保日開挖強(qiáng)度達(dá)到80m3?；炷潦┕づ渲?套滑模系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)。技術(shù)保障：成立專項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)小組，針對(duì)斷層處理、巖爆預(yù)防等關(guān)鍵技術(shù)難題制定專項(xiàng)方案。采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬，優(yōu)化施工工序，減少交叉作業(yè)干擾。應(yīng)急預(yù)案：儲(chǔ)備足夠的應(yīng)急物資，包括備用發(fā)電機(jī)、抽水設(shè)備、支護(hù)材料等。制定停電、涌水、巖爆等突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案，定期組織演練，確保能快速響應(yīng)。七、安全保障措施7.1高空作業(yè)安全提升系統(tǒng)：采用10t雙筒纏繞式絞車，配備防墜器、深度指示器和過速保護(hù)裝置。鋼絲繩選用Φ32mm（6×37s+FC），安全系數(shù)不小于9，每周進(jìn)行一次拉力試驗(yàn)。作業(yè)平臺(tái)：井口設(shè)置鋼木結(jié)構(gòu)平臺(tái)，周邊安裝1.2m高防護(hù)欄桿和30cm高踢腳板，平臺(tái)承重能力按5kN/m2設(shè)計(jì)，使用前進(jìn)行1.2倍荷載試驗(yàn)。交叉作業(yè)：上下層作業(yè)設(shè)置隔離防護(hù)層，采用Φ20mm鋼筋網(wǎng)+5cm厚木板搭設(shè)，嚴(yán)禁在同一垂直面內(nèi)同時(shí)作業(yè)，必要時(shí)設(shè)置警示燈和專職安全員監(jiān)護(hù)。7.2地下施工安全通風(fēng)防塵：確保洞內(nèi)風(fēng)量每人每分鐘不少于3m3，粉塵濃度控制在2mg/m3以下。爆破后采用高壓噴霧降塵，作業(yè)人員佩戴自吸式防塵口罩。防排水措施：掌子面積水及時(shí)排除，設(shè)置臨時(shí)排水溝，坡度3‰。斷層滲水段采用管棚注漿堵水，配備2臺(tái)備用抽水設(shè)備，確保排水能力大于涌水量1.5倍。電氣安全：洞內(nèi)供電采用TN-S系統(tǒng)，設(shè)置三級(jí)配電兩級(jí)保護(hù)，配電箱加裝防雨罩，電纜采用絕緣導(dǎo)線沿側(cè)壁架空敷設(shè)，高度不低于2.5m。7.3監(jiān)測(cè)監(jiān)控圍巖監(jiān)測(cè)：布置12個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，每個(gè)斷面設(shè)置5個(gè)位移計(jì)，監(jiān)測(cè)頻率為開挖后1-7d每天1次，8-14d每2天1次，15-30d每周1次，直至變形穩(wěn)定（日變形量＜0.1mm）。結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)：在混凝土襯砌內(nèi)埋設(shè)應(yīng)力計(jì)和應(yīng)變計(jì)，監(jiān)測(cè)混凝土溫度應(yīng)力及結(jié)構(gòu)受力情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)。預(yù)警系統(tǒng)：建立地質(zhì)雷達(dá)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)，每次開挖前預(yù)報(bào)前方30m地質(zhì)情況。配備巖爆監(jiān)測(cè)儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)振動(dòng)信號(hào)，當(dāng)能量達(dá)到預(yù)警值時(shí)立即撤離人員。八、質(zhì)量控制措施8.1原材料控制水泥：選用P.O42.5級(jí)水泥，進(jìn)場(chǎng)時(shí)需提供出廠合格證和檢驗(yàn)報(bào)告，每200t進(jìn)行一次抽樣檢驗(yàn)，主要檢測(cè)強(qiáng)度、安定性和凝結(jié)時(shí)間。鋼筋：采用HRB400E級(jí)鋼筋，進(jìn)場(chǎng)后按批次進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，焊接接頭每300個(gè)為一組進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，合格率需達(dá)到100%。骨料：砂選用中砂，細(xì)度模數(shù)2.6-3.0，含泥量≤3%；石子采用5-31.5mm連續(xù)級(jí)配，壓碎值≤10%，針片狀顆粒含量≤15%。8.2施工過程控制測(cè)量控制：建立三級(jí)測(cè)量復(fù)核制度，采用全站儀進(jìn)行洞口定位和洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量，每50m設(shè)置一個(gè)控制點(diǎn)，精度達(dá)到±15mm。混凝土質(zhì)量：嚴(yán)格控制坍落度，每工作班測(cè)試不少于3次。制作混凝土試塊，每組3個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，