水利隧道豎井施工方案一、工程概況1.1工程基本參數(shù)本水利隧道豎井設(shè)計深度86.5米，采用"初期支護(hù)+二次襯砌"復(fù)合式結(jié)構(gòu)，井口尺寸為23m×18m的長方形斷面，井底通過18米長橫通道與隧道主洞連接，橫通道設(shè)計坡度4.5%，凈空尺寸4.8m×5.2m（寬×高）。井身結(jié)構(gòu)自上而下分為鎖口圈（C30鋼筋混凝土，厚1.2m）、井頸段（深度0-12m）、標(biāo)準(zhǔn)段（12-80m）及井底段（80-86.5m），其中標(biāo)準(zhǔn)段采用I18工字鋼鋼拱架+25cm厚C25噴射混凝土初期支護(hù)，二次襯砌為50cm厚C35防水鋼筋混凝土，抗?jié)B等級S10。1.2地質(zhì)與水文條件豎井穿越地層依次為：雜填土層（0-3.5m）：松散結(jié)構(gòu)，含建筑垃圾及生活垃圾，層厚2.8-3.5m粉質(zhì)黏土層（3.5-11.2m）：可塑狀態(tài)，γ=19.2kN/m3，c=28kPa，φ=16°，層厚7.7m強(qiáng)風(fēng)化砂巖（11.2-25.6m）：中風(fēng)化帶過渡層，巖體破碎，單軸抗壓強(qiáng)度12-25MPa，層厚14.4m中風(fēng)化砂巖（25.6-86.5m）：中粗粒結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，RQD=65-80%，單軸抗壓強(qiáng)度35-55MPa地下水位埋深6.8m，主要為孔隙潛水及基巖裂隙水，滲透系數(shù)k=1.5×10?3m/s，對混凝土具弱腐蝕性（SO?2?含量320mg/L）。根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，豎井段存在3處明顯巖溶通道，其中K2+300處溶洞體積約80m3，需采取超前地質(zhì)預(yù)報和預(yù)處理措施。1.3周邊環(huán)境條件豎井位于城市主干道交叉口東北側(cè)綠化帶內(nèi)，周邊環(huán)境敏感點(diǎn)包括：北側(cè)：15m處為6層磚混結(jié)構(gòu)居民樓（基礎(chǔ)形式為條形基礎(chǔ)，埋深1.8m）東側(cè)：22m處有Φ800給水管（壓力0.4MPa）及Φ300燃?xì)夤埽▔毫?.2MPa）南側(cè)：35m處為地鐵3號線區(qū)間隧道（埋深12m，盾構(gòu)法施工）西側(cè)：18m處有10kV高壓電纜溝及通信管線群施工期間需對周邊建構(gòu)筑物及管線進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，控制最大沉降量≤30mm，差異沉降≤2‰。二、施工總體安排2.1施工方案概述本豎井采用明挖逆筑法施工，同步作為隧道礦山法施工工作面和盾構(gòu)始發(fā)井。針對非基巖段和基巖段不同地質(zhì)條件，采用差異化支護(hù)方案：非基巖段采用Φ1000@100cm鉆孔灌注樁圍護(hù)+Φ80cm旋噴樁止水帷幕，鉆孔樁伸入弱風(fēng)化巖層不少于2米，旋噴樁伸入弱風(fēng)化巖層不少于1米；基巖地段采用噴錨支護(hù)，確保施工安全。2.2施工組織架構(gòu)成立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長的豎井施工領(lǐng)導(dǎo)小組，下設(shè)：技術(shù)組：負(fù)責(zé)施工技術(shù)方案制定、技術(shù)交底、測量控制施工組：負(fù)責(zé)現(xiàn)場施工組織、工序銜接、資源調(diào)配安全組：負(fù)責(zé)施工安全管理、隱患排查、應(yīng)急處置質(zhì)量組：負(fù)責(zé)原材料檢驗(yàn)、工序質(zhì)量控制、驗(yàn)收評定物資設(shè)備組：負(fù)責(zé)材料采購、設(shè)備管理、物資供應(yīng)2.3施工進(jìn)度計劃本工程總工期242天，具體進(jìn)度安排如下：施工準(zhǔn)備階段（30天）：完成場地平整、測量放線、臨時設(shè)施搭建圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工階段（52天）：鉆孔灌注樁及旋噴樁止水帷幕施工土方開挖及初期支護(hù)階段（100天）：分層開挖并同步施作支護(hù)結(jié)構(gòu)二次襯砌施工階段（40天）：鋼筋綁扎、模板安裝及混凝土澆筑設(shè)備安裝及調(diào)試階段（15天）：提升系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)安裝調(diào)試驗(yàn)收及交付階段（5天）：組織竣工驗(yàn)收并交付使用2.4施工平面布置2.4.1場地劃分材料堆放區(qū)：設(shè)置鋼筋加工區(qū)（30m×20m）、模板堆放區(qū)（20m×15m）、砂石料倉（15m×10m×3個）機(jī)械設(shè)備區(qū)：布置龍門吊（跨度25m）、混凝土攪拌站（HZS50型）、空壓機(jī)站（20m3）辦公生活區(qū)：采用彩鋼房搭建，占地面積500m2，包含辦公室、宿舍、食堂等設(shè)施棄土區(qū)：距離井口500m處設(shè)置臨時棄土場，容量8000m32.4.2臨時設(shè)施施工便道：按四級公路標(biāo)準(zhǔn)修建，寬4.5m，長300m，采用20cm厚C20混凝土硬化供電系統(tǒng)：設(shè)置500KVA變壓器一臺，雙回路供電，配備200KW柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源供水系統(tǒng)：接入市政自來水，設(shè)置50m3蓄水池一座，安裝Φ100供水管網(wǎng)排水系統(tǒng)：場地周邊設(shè)置排水溝，配備4臺Φ150污水泵（揚(yáng)程100m）三、施工方法3.1施工準(zhǔn)備3.1.1技術(shù)準(zhǔn)備組織技術(shù)人員進(jìn)行圖紙會審，編制詳細(xì)的施工技術(shù)交底文件，對測量控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，建立施工控制網(wǎng)。針對本工程地質(zhì)條件，編制專項(xiàng)施工方案，包括：深基坑支護(hù)方案、降水方案、爆破施工方案、防排水方案等，并組織專家論證。3.1.2資源準(zhǔn)備主要材料：提前儲備鋼筋（HRB400EΦ20、Φ16、Φ10）、水泥（P.O42.5）、砂石料、鋼拱架（I18工字鋼）、防水材料（300g/m2土工布+1.5mm厚EVA防水板）施工設(shè)備：配置反循環(huán)鉆機(jī)（2臺）、旋噴樁機(jī)（1臺）、挖掘機(jī)（2臺，1m3）、裝載機(jī)（1臺）、龍門吊（1臺，10t）、混凝土輸送泵（2臺）、噴射混凝土機(jī)（2臺）、通風(fēng)機(jī)（2臺，2×11kW）安全防護(hù)用品：安全帽、安全帶、安全網(wǎng)、防塵口罩、防爆燈具等3.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工3.2.1鉆孔灌注樁施工施工工藝：采用泥漿護(hù)壁成孔工藝，鉆機(jī)就位后調(diào)整垂直度，鉆孔至設(shè)計深度，清孔后下放鋼筋籠，澆筑水下混凝土。技術(shù)參數(shù)：樁徑1000mm，樁間距1000mm，有效樁長25m，混凝土強(qiáng)度等級C30，鋼筋籠主筋為Φ22@150，箍筋Φ8@200，保護(hù)層厚度70mm。質(zhì)量控制：成孔垂直度偏差≤1/300，樁位偏差≤50mm，混凝土坍落度控制在180-220mm，導(dǎo)管埋深控制在2-6m。3.2.2旋噴樁止水帷幕施工施工工藝：采用三重管旋噴法，鉆孔至設(shè)計深度后，由下而上進(jìn)行旋噴作業(yè)，高壓水（30MPa）、壓縮空氣（0.7MPa）和水泥漿（水灰比1:1）同時噴射，形成直徑800mm的柱狀加固體。技術(shù)參數(shù)：樁間距600mm，搭接長度200mm，水泥用量300kg/m，提升速度15-20cm/min，旋轉(zhuǎn)速度20-25r/min。質(zhì)量要求：28天加固體強(qiáng)度≥1MPa，滲透系數(shù)≤10??m/s，樁體垂直度偏差≤1/200。3.3豎井開挖與支護(hù)3.3.1土方開挖開挖方式：采用分層分段開挖，每層開挖深度2.5m，分區(qū)分段長度3m，遵循"先中間后周邊、分層開挖、及時支護(hù)"的原則。開挖工藝：0-12m（非基巖段）：采用挖掘機(jī)開挖，預(yù)留30cm人工修整12-86.5m（基巖段）：采用光面爆破開挖，炮孔直徑42mm，裝藥集中度0.3kg/m出碴系統(tǒng)：采用抓斗挖掘機(jī)裝碴，通過龍門吊提升至地面，自卸汽車運(yùn)至棄土場。3.3.2初期支護(hù)非基巖段支護(hù)：噴射混凝土：10cm厚C25噴射混凝土，分兩層施作，第一層5cm封閉圍巖，第二層5cm找平鋼筋網(wǎng)：Φ10mm鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距15cm×15cm，搭接長度30d錨桿：Φ20mm砂漿錨桿，長度2.5m，間距1.5m×1.5m，與水平面夾角12°基巖段支護(hù)：噴射混凝土：25cm厚C25噴射混凝土，摻入速凝劑（摻量3-5%）鋼拱架：I18工字鋼，間距1.0m，連接板采用10mm厚鋼板，螺栓連接錨桿：系統(tǒng)錨桿采用Φ22mm中空注漿錨桿，長度3.5m，間距1.2m×1.2m；側(cè)墻開洞側(cè)采用Φ20mm玻璃纖維錨桿，長度3.0m，間距1.0m×1.0m鋼筋網(wǎng)：雙層Φ8mm鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距15cm×15cm，層間距10cm3.3.3特殊地質(zhì)段處理巖溶發(fā)育區(qū)：采用超前地質(zhì)預(yù)報（地質(zhì)雷達(dá)+超前鉆探），發(fā)現(xiàn)溶洞后，根據(jù)溶洞大小采取填充處理（小溶洞采用C20混凝土填充，大溶洞采用漿砌片石+混凝土填充）斷層破碎帶：采用管棚支護(hù)（Φ108mm鋼管，長度10m，環(huán)向間距30cm）+注漿加固（水泥-水玻璃雙液漿，注漿壓力0.5-1.0MPa）涌水段處理：設(shè)置排水孔（Φ50mm，間距2m×2m），采用局部注漿止水，必要時采用井點(diǎn)降水3.4二次襯砌施工3.4.1防水層施工基面處理：對初期支護(hù)表面進(jìn)行找平處理，切除外露錨桿頭，用砂漿填補(bǔ)凹坑防水層鋪設(shè)：采用300g/m2土工布+1.5mm厚EVA防水板，自上而下鋪設(shè)，搭接寬度10cm，采用熱合機(jī)雙縫焊接，焊縫寬度≥10mm止水帶安裝：施工縫處設(shè)置中埋式鋼邊止水帶（300mm寬），變形縫處設(shè)置背貼式止水帶+中埋式止水帶雙重防水3.4.2鋼筋工程鋼筋加工：在地面加工場集中加工，嚴(yán)格控制鋼筋保護(hù)層厚度（50mm），采用專用墊塊固定鋼筋綁扎：由下而上分層綁扎，豎筋采用機(jī)械連接（直螺紋套筒），水平筋采用綁扎連接（搭接長度35d），梅花形布置綁扎點(diǎn)鋼筋保護(hù)層：采用C35細(xì)石混凝土墊塊，強(qiáng)度等級不低于構(gòu)件混凝土強(qiáng)度，每m2布置4個3.4.3模板工程模板選型：采用1.5m×3m組合鋼模板，面板厚度5mm，背楞采用雙拼Φ48×3.5mm鋼管模板安裝：采用滿堂腳手架支撐，立桿間距60cm×60cm，橫桿步距120cm，模板接縫處加設(shè)海綿條防止漏漿模板拆除：側(cè)模在混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后拆除，底模在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度100%后拆除3.4.4混凝土工程混凝土配合比：C35防水混凝土，抗?jié)B等級S10，摻加粉煤灰（摻量20%）和聚羧酸減水劑（摻量1%），坍落度控制在160-180mm混凝土澆筑：采用泵送混凝土，分層澆筑，每層厚度不超過50cm，振搗采用插入式振搗器，振搗時間30-40s，直至混凝土表面泛漿、不再下沉混凝土養(yǎng)護(hù)：澆筑完成后12h內(nèi)覆蓋保濕，養(yǎng)護(hù)時間不少于14天，采用灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤3.5垂直運(yùn)輸系統(tǒng)提升設(shè)備：選用2臺10t龍門吊（跨度25m，起升高度90m），配備雙吊籠（載重3t/個），設(shè)置防墜器、限位器等安全裝置運(yùn)輸方式：人員上下采用專用吊籠（定員10人），材料運(yùn)輸采用料斗（容量2m3），渣土運(yùn)輸采用渣桶（容量3m3）安全控制：提升系統(tǒng)設(shè)置聲光信號裝置，制定嚴(yán)格的提升作業(yè)規(guī)程，操作人員持證上崗，定期進(jìn)行設(shè)備檢查和維護(hù)3.6排水系統(tǒng)降水系統(tǒng)：在豎井周邊布置8口管井（井深35m，管徑Φ200mm），配備Φ150潛水泵（揚(yáng)程40m，流量50m3/h），將地下水位降至開挖面以下1m井內(nèi)排水：在井底設(shè)置4個集水坑（2m×2m×1.5m），配備Φ100污水泵（揚(yáng)程100m，流量30m3/h），及時排出井內(nèi)積水排水管路：采用Φ150無縫鋼管沿井壁固定，每50m設(shè)置伸縮節(jié)，確保排水暢通四、施工安全保證措施4.1一般安全規(guī)定建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各崗位安全職責(zé)，實(shí)行安全目標(biāo)管理所有施工人員必須經(jīng)過三級安全教育培訓(xùn)，特種作業(yè)人員持證上崗制定安全生產(chǎn)檢查制度，每日進(jìn)行班前安全檢查，每周進(jìn)行安全大檢查，每月進(jìn)行安全評比配備專職安全員（3名），負(fù)責(zé)現(xiàn)場安全監(jiān)督和隱患排查4.2深基坑施工安全措施基坑監(jiān)測：設(shè)置位移觀測點(diǎn)（沿基坑周邊每10m設(shè)置1個）和沉降觀測點(diǎn)（周邊建筑物及管線），監(jiān)測頻率：開挖期間1次/天，支護(hù)完成后1次/3天，監(jiān)測數(shù)據(jù)及時分析反饋邊坡防護(hù)：基坑周邊設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，掛密目安全網(wǎng)，設(shè)置警示標(biāo)志土方開挖：嚴(yán)格按照分層分段開挖原則，嚴(yán)禁超挖，開挖坡度控制在1:0.5-1:1.0支護(hù)施工：初期支護(hù)必須緊跟開挖面，滯后距離不超過2m，確保開挖面穩(wěn)定4.3高處作業(yè)安全措施作業(yè)人員必須佩戴安全帽、安全帶，安全帶高掛低用設(shè)置作業(yè)平臺（寬度不小于1.2m），鋪設(shè)腳手板并固定牢固，臨邊設(shè)置防護(hù)欄桿垂直運(yùn)輸設(shè)備設(shè)置安全停靠裝置，吊籠門設(shè)置聯(lián)鎖裝置，嚴(yán)禁超載運(yùn)行遇有六級及以上大風(fēng)、雨雪、大霧等惡劣天氣，停止高處作業(yè)4.4爆破作業(yè)安全措施爆破設(shè)計：編制詳細(xì)的爆破施工方案，確定合理的爆破參數(shù)（炮孔深度、裝藥量、起爆方式等），并經(jīng)專家論證爆破作業(yè)：嚴(yán)格執(zhí)行爆破作業(yè)規(guī)程，爆破前清理作業(yè)面，設(shè)置警戒區(qū)（半徑50m），爆破時發(fā)出聲光信號爆破監(jiān)測：進(jìn)行振動監(jiān)測（周邊建筑物振動速度≤2.5cm/s）、飛石監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整爆破參數(shù)啞炮處理：發(fā)現(xiàn)啞炮立即停止作業(yè)，查明原因，采用安全方法處理，嚴(yán)禁盲目操作4.5防水防火安全措施防水措施：施工現(xiàn)場設(shè)置消防通道（寬度≥4m），配備足夠的消防器材（滅火器、消防砂、消防水帶等）用電安全：臨時用電采用TN-S系統(tǒng)，實(shí)行"三級配電、兩級保護(hù)"，配電箱加鎖并設(shè)防雨措施動火管理：嚴(yán)格執(zhí)行動火審批制度，動火作業(yè)配備消防器材，設(shè)專人監(jiān)護(hù)易燃易爆品管理：炸藥、雷管等危險品單獨(dú)存放，遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場，設(shè)專人看管，嚴(yán)格執(zhí)行領(lǐng)用登記制度4.6應(yīng)急預(yù)案應(yīng)急組織：成立應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組，組建應(yīng)急搶險隊(duì)（20人），配備應(yīng)急物資（擔(dān)架、急救箱、應(yīng)急燈等）應(yīng)急演練：每月組織1次應(yīng)急演練，提高應(yīng)急處置能力常見險情處置：坍塌事故：立即停止作業(yè)，組織人員疏散，采用鋼管支撐加固，必要時回填反壓涌水事故：立即啟動排水系統(tǒng)，采用速凝混凝土封堵，必要時注漿止水高處墜落：立即停止作業(yè)，組織搶救傷員，設(shè)置警戒區(qū)，查明事故原因火災(zāi)事故：立即切斷電源，組織滅火，疏散人員，撥打119報警五、質(zhì)量保證措施5.1原材料質(zhì)量控制材料進(jìn)場必須有出廠合格證、質(zhì)保單，并按規(guī)定進(jìn)行取樣復(fù)試，合格后方可使用鋼筋、水泥、防水材料等主要材料建立臺賬，跟蹤管理砂石料嚴(yán)格控制級配、含泥量，不符合要求的材料嚴(yán)禁使用5.2施工過程質(zhì)量控制測量控制：建立施工控制網(wǎng)，定期復(fù)核，確保豎井中心偏差≤50mm，垂直度偏差≤1/300鋼筋工程：嚴(yán)格控制鋼筋規(guī)格、數(shù)量、間距，鋼筋連接符合設(shè)計要求，保護(hù)層厚度滿足規(guī)范規(guī)定模板工程：模板安裝牢固，拼縫嚴(yán)密，尺寸偏差符合要求，模板拆除嚴(yán)格控制混凝土強(qiáng)度混凝土工程：嚴(yán)格控制配合比、坍落度，澆筑過程中加強(qiáng)振搗，確?；炷撩軐?shí)，做好養(yǎng)護(hù)工作5.3質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收實(shí)行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢），上道工序不合格不得進(jìn)入下道工序隱蔽工程驗(yàn)收必須有監(jiān)理工程師參加，驗(yàn)收