新工程引水洞施工方案設(shè)計一、工程概述1.1工程概況本引水洞工程位于西南某水利樞紐工程右岸，采用單洞單機(jī)供水方式，由進(jìn)水口段、閘門井段、引水隧洞段及壓力鋼管段四部分組成。隧洞全長2850m，設(shè)計為圓形斷面，開挖直徑8.0m，襯砌后內(nèi)徑6.5m，縱坡i=0.3%，設(shè)計最大引水流量35m3/s。工程區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，穿越3條斷層破碎帶（F2、F5、F8），其中F5斷層富水性強(qiáng)，最大涌水量可達(dá)3200m3/d。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，隧洞圍巖類別分布為：Ⅱ類圍巖占比55%，Ⅲ類圍巖占比30%，Ⅳ類及以上不良地質(zhì)段占比15%。主要工程量包括：石方洞挖22萬m3，C25混凝土襯砌1.8萬m3，鋼筋制安1200t，回填灌漿2.5萬m2，固結(jié)灌漿1.2萬m。1.2水文地質(zhì)條件隧洞穿越地層主要為砂巖、灰?guī)r及板巖互層結(jié)構(gòu)，地下水類型為基巖裂隙水，局部具承壓性。進(jìn)口段0+000~0+300為第四系松散堆積層，滲透系數(shù)2.8×10?2m/s；洞身中段1+200~1+500穿越F5斷層破碎帶，巖體完整性系數(shù)Kv<0.3，節(jié)理裂隙發(fā)育，存在涌水突泥風(fēng)險；出口段2+500~2+850為厚層灰?guī)r，巖溶發(fā)育，需采取超前地質(zhì)預(yù)報措施。施工期間需應(yīng)對最大水頭28m的地下水壓力，正常涌水量1800m3/d，雨季最大涌水量達(dá)3500m3/d。1.3工程重難點不良地質(zhì)段處理：F5斷層破碎帶長度約300m，需采用管棚支護(hù)+超前注漿的聯(lián)合加固措施涌水處理：斷層段單點涌水量達(dá)60m3/h，需建立三級排水系統(tǒng)長距離通風(fēng)：獨頭掘進(jìn)最長達(dá)1400m，需配置高效通風(fēng)系統(tǒng)混凝土溫控：高地溫段（洞身段局部溫度32℃）需采取預(yù)冷骨料、通水冷卻等溫控措施交叉作業(yè)協(xié)調(diào)：與壓力鋼管安裝、灌漿工程存在多工序交叉作業(yè)二、施工總體布置2.1施工分區(qū)根據(jù)地形條件及支洞布置，將工程劃分為三個施工區(qū)：Ⅰ區(qū)（0+000~0+950）：進(jìn)口段至1#支洞，含漸變段及閘門井Ⅱ區(qū)（0+950~2+100）：1#支洞至2#支洞，含F(xiàn)5斷層核心段Ⅲ區(qū)（2+100~2+850）：2#支洞至出口段，含巖溶發(fā)育段2.2施工道路布置對外交通：利用既有國道G318改建施工便道3.5km，路面寬6m，設(shè)計荷載20t洞內(nèi)運輸：主洞采用雙車道布置，路面澆筑20cm厚C20混凝土，設(shè)置錯車道（每300m一處），轉(zhuǎn)彎半徑≥15m支洞連接：1#、2#施工支洞均采用3m×4m城門洞形斷面，與主洞交角60°，坡度≤10%2.3風(fēng)水電系統(tǒng)供水系統(tǒng)：洞外設(shè)置300m3高位水池，采用Φ150mm鋼管輸水至各工作面，支管采用Φ80mm膠管，供水壓力≥0.4MPa供電系統(tǒng)：在1#、2#支洞口各設(shè)置800kVA變壓器一臺，洞內(nèi)采用雙回路供電，主線選用YJV-3×120mm2電纜，照明采用36V安全電壓供風(fēng)系統(tǒng)：洞外布置2臺20m3/min電動空壓機(jī)，通過Φ200mm鋼管送至各開挖面，支管采用Φ100mm膠管，風(fēng)壓保持0.7~0.8MPa2.4排水系統(tǒng)一級排水：工作面設(shè)置集水井（1.5m×1.5m×2m），配置2臺Φ150mm潛水泵（一用一備）二級排水：在支洞與主洞交叉口設(shè)置集水池（容積50m3），安裝3臺Φ200mm離心水泵三級排水：洞外設(shè)置污水處理站，處理后廢水排放至指定河道，處理能力500m3/d2.5混凝土系統(tǒng)拌合站：在1#支洞口布置HZS90拌合站一座，配置2個100t水泥罐、1個50t粉煤灰罐，骨料倉分設(shè)砂、小石、中石、大石四倉，采用電子計量系統(tǒng)運輸線路：混凝土由罐車經(jīng)施工便道運至支洞口，再通過洞內(nèi)軌道車轉(zhuǎn)運至澆筑工作面布料設(shè)備：配置2臺HBT60混凝土泵，最大輸送距離300m，另備用1臺柴油泵應(yīng)對停電情況三、開挖與支護(hù)施工3.1開挖施工開挖方法：Ⅱ、Ⅲ類圍巖：全斷面鉆爆法，循環(huán)進(jìn)尺3.5mⅣ類圍巖：臺階法開挖，上臺階高度4m，循環(huán)進(jìn)尺2.5mⅤ類圍巖及斷層段：CRD工法，分4個導(dǎo)洞開挖，單循環(huán)進(jìn)尺1.0m鉆爆設(shè)計：掏槽方式：采用楔形掏槽，掏槽孔深度4.0m，裝藥集中度0.8kg/m周邊孔：間距50cm，抵抗線60cm，采用Φ42mm藥卷，不耦合裝藥起爆網(wǎng)絡(luò)：非電毫秒雷管起爆，周邊孔采用導(dǎo)爆索起爆，控制單響藥量≤200kg出渣系統(tǒng)：配置2臺3m3側(cè)卸式裝載機(jī)，4臺15t自卸汽車洞內(nèi)運輸采用無軌運輸方式，出渣能力≥200m3/h棄渣場設(shè)置在進(jìn)口下游1.5km處，容量50萬m3，擋渣墻高度5m3.2初期支護(hù)噴射混凝土：Ⅱ類圍巖：5cm厚C20素噴混凝土Ⅲ類圍巖：8cm厚C20網(wǎng)噴混凝土（Φ6.5mm鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格20×20cm）Ⅳ類圍巖：12cm厚C25網(wǎng)噴混凝土+系統(tǒng)錨桿（Φ22mm，L=3.5m，間距1.2×1.2m）鋼拱架支護(hù)：斷層破碎帶采用I20b工字鋼拱架，間距0.8m，每榀拱架設(shè)4根Φ25mm鎖腳錨桿拱架連接采用M24螺栓，接頭處設(shè)置20mm厚鋼板墊片拱架安裝偏差控制：徑向±5cm，高程±10cm，垂直度≤2°超前支護(hù)：F5斷層段采用Φ108mm管棚支護(hù)，管長15m，環(huán)向間距30cm，外插角1°~2°管棚施工采用水平定向鉆，注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿，注漿壓力1.5~2.0MPa巖溶發(fā)育段采用Φ42mm超前小導(dǎo)管，長度5m，環(huán)向間距40cm，注漿壓力1.0MPa3.3特殊地質(zhì)段處理涌水處理：單點涌水量<10m3/h：采用局部埋管引流+速凝混凝土封堵10~50m3/h：設(shè)置集水廊道+排水盲管+注漿堵水50m3/h：采用帷幕注漿，布設(shè)Φ91mm注漿孔，孔深15m，梅花形布置巖爆防治：采用應(yīng)力解除爆破，超前鉆孔釋放應(yīng)力（孔徑Φ76mm，孔深10m）巖爆段縮短循環(huán)進(jìn)尺至1.5m，及時噴射5cm厚混凝土封閉圍巖配置2臺液壓錨桿鉆機(jī)，實現(xiàn)錨桿快速安裝四、混凝土襯砌施工4.1襯砌分塊環(huán)向分塊：采用12m標(biāo)準(zhǔn)段，斷層段縮短至6m，施工縫處設(shè)置651型橡膠止水帶縱向分塊：底板與邊頂拱分次澆筑，施工縫設(shè)在距底板1.2m處，設(shè)置BW-Ⅱ型止水條特殊段處理：漸變段采用鋼木組合模板，分3次澆筑完成4.2模板工程鋼模臺車：配置2臺12m長針梁式鋼模臺車，模板厚度10mm，面板采用65Mn鋼板臺車行走系統(tǒng)采用液壓驅(qū)動，最大行走速度3m/min模板定位偏差控制：半徑±3mm，高程±5mm，軸線偏差≤10mm堵頭模板：采用5cm厚木模板+10cm×10cm方木背楞，間距50cm堵頭模板設(shè)置Φ150mm澆筑孔和Φ50mm排氣孔與鋼模臺車連接采用M16螺栓，接縫處粘貼5mm厚海綿條4.3鋼筋工程鋼筋加工：在洞外設(shè)置鋼筋加工廠，配置鋼筋切斷機(jī)2臺，彎曲機(jī)2臺，調(diào)直機(jī)1臺弧形鋼筋采用數(shù)控彎弧機(jī)加工，允許偏差±20mm鋼筋接頭采用直螺紋連接，Ⅰ級接頭性能等級安裝工藝：底板鋼筋采用架立筋固定，間距1.5m，保護(hù)層厚度5cm邊頂拱鋼筋利用臺車工作平臺安裝，設(shè)置架立筋（Φ20mm，間距2m）鋼筋保護(hù)層采用高強(qiáng)度砂漿墊塊，強(qiáng)度等級≥C30，每㎡不少于4個4.4混凝土施工配合比設(shè)計：C25襯砌混凝土：水泥320kg/m3，粉煤灰80kg/m3，砂率42%，水灰比0.45，坍落度180±20mm摻加JM-Ⅲ型緩凝減水劑，摻量1.2%，初凝時間≥6h澆筑工藝：采用分層澆筑法，每層厚度30~50cm，布料管距模板≥50cm兩側(cè)對稱澆筑，高差≤50cm，防止模板偏位振搗采用Φ50mm插入式振搗器，振搗時間20~30s，間距≤30cm養(yǎng)護(hù)措施：澆筑完成12h后開始灑水養(yǎng)護(hù)，保持表面濕潤≥14d高地溫段采用通水冷卻，冷卻水管采用Φ25mm聚乙烯管，間距1.5m冬季施工采用電熱毯+阻燃棉被覆蓋，保證養(yǎng)護(hù)溫度≥5℃4.5特殊部位施工壓力鋼管段回填：采用C20細(xì)石混凝土，骨料最大粒徑20mm分3層澆筑，每層高度1.5m，采用Φ30mm振搗棒澆筑前鋼管表面涂刷界面劑，提高粘結(jié)強(qiáng)度伸縮縫處理：縫內(nèi)填充2cm厚閉孔泡沫板，外側(cè)設(shè)置紫銅片止水（δ=1.2mm）縫口采用聚硫密封膠嵌縫，寬度2cm，深度3cm安裝前對止水帶進(jìn)行拉伸試驗，伸長率≥300%五、灌漿工程施工5.1回填灌漿鉆孔布置：頂拱120°范圍內(nèi)布設(shè)Φ50mm灌漿孔，間距2m×2m，梅花形布置孔深深入圍巖10cm，每12m段布置48個孔采用風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔，鉆孔偏差≤1°灌漿工藝：分2序進(jìn)行，Ⅰ序孔灌注水灰比0.6:1的水泥漿，Ⅱ序孔灌注1:1和0.6:1的混合漿灌漿壓力0.3~0.5MPa，結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在設(shè)計壓力下，吸漿量≤0.4L/min，持續(xù)30min灌漿結(jié)束后采用濃漿封孔，孔口抹平5.2固結(jié)灌漿孔位布置：全斷面布設(shè)Φ75mm灌漿孔，深度8m，間距3×3m斷層段加密至2×2m，呈放射狀布置采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，孔徑≥56mm灌漿參數(shù)：灌漿壓力：Ⅰ段（0~2m）0.5MPa，Ⅱ段（2~5m）1.0MPa，Ⅲ段（5~8m）1.5MPa漿液配比：起始水灰比5:1，逐步變濃至0.5:1結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在設(shè)計壓力下，吸漿量≤1L/min，持續(xù)60min質(zhì)量檢查：灌漿結(jié)束7d后進(jìn)行壓水試驗，檢查孔數(shù)量為總孔數(shù)的5%透水率q≤1Lu為合格，不合格孔需進(jìn)行補(bǔ)灌5.3接觸灌漿施工部位：鋼襯與混凝土接觸面，沿鋼管環(huán)向每2m設(shè)置1個灌漿孔孔深穿透鋼管壁+5cm混凝土，采用磁座鉆開孔灌漿前進(jìn)行通氣檢查，確保通道暢通灌漿工藝：采用無蓋重灌漿法，壓力0.2~0.3MPa漿液水灰比1:1，摻加0.5%鋁粉膨脹劑結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：吸漿量≤0.05L/min，持續(xù)20min六、施工進(jìn)度計劃6.1關(guān)鍵線路施工準(zhǔn)備（30d）→進(jìn)口段開挖（60d）→1#支洞施工（90d）→主洞開挖（480d）→斷層段處理（90d）→混凝土襯砌（360d）→灌漿工程（180d）→竣工驗收（30d）6.2進(jìn)度指標(biāo)開挖：Ⅱ類圍巖200m/月，Ⅲ類圍巖150m/月，Ⅳ類圍巖80m/月，斷層段30m/月襯砌：標(biāo)準(zhǔn)段12m/5d，特殊段6m/5d灌漿：回填灌漿500m2/月，固結(jié)灌漿800m/月6.3保證措施資源保障：配置2套開挖設(shè)備，3套支護(hù)設(shè)備，確保平行作業(yè)技術(shù)保障：斷層段采用超前地質(zhì)預(yù)報，提前100m開始準(zhǔn)備制度保障：實行周進(jìn)度考核，延誤超5d啟動趕工措施應(yīng)急保障：儲備200kW柴油發(fā)電機(jī)1臺，備用混凝土泵1臺七、施工機(jī)械設(shè)備配置7.1開挖設(shè)備設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量功率/能力用途鑿巖臺車三臂液壓2臺150kW鉆孔作業(yè)裝載機(jī)ZL50C2臺3m3裝渣自卸汽車15t4臺15m3出渣挖掘機(jī)PC2001臺1m3清渣通風(fēng)機(jī)2×110kW2臺4000m3/min洞內(nèi)通風(fēng)7.2支護(hù)設(shè)備設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量功率用途錨桿鉆機(jī)MGT-1202臺37kW錨桿施工噴砼機(jī)PZ-5B2臺7.5kW噴射混凝土注漿泵HJB-32臺15kW超前注漿管棚鉆機(jī)ZDY-12001臺55kW管棚施工7.3襯砌設(shè)備設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量能力用途鋼模臺車12m針梁式2臺12m/段混凝土澆筑混凝土泵HBT602臺60m3/h混凝土輸送振搗器Φ50mm6臺1.1kW混凝土振搗鋼筋彎曲機(jī)GW402臺3kW鋼筋加工電焊機(jī)BX1-5004臺38kVA鋼筋焊接八、質(zhì)量保證措施8.1質(zhì)量管理體系組織架構(gòu)：成立項目經(jīng)理為組長的質(zhì)量管理小組，設(shè)置專職質(zhì)檢員5人，各工序設(shè)質(zhì)量監(jiān)督員制度保障：實行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢），隱蔽工程聯(lián)合驗收制度技術(shù)保障：編制專項施工方案12項，關(guān)鍵工序作業(yè)指導(dǎo)書25份8.2控制措施原材料控制：水泥、鋼筋等主要材料需提供出廠合格證，進(jìn)場后按規(guī)定頻次送檢砂石骨料進(jìn)行級配、含泥量檢測，不合格材料嚴(yán)禁使用外加劑每批次進(jìn)行性能試驗，摻量由試驗室確定施工過程控制：測量放樣采用雙檢制，每50m設(shè)置一個導(dǎo)線控制點混凝土坍落度每2h檢測一次，抗壓強(qiáng)度試件每100m3留置3組鋼模臺車定位后進(jìn)行三維坐標(biāo)復(fù)測，偏差超限時重新調(diào)整試驗檢測：建立工地試驗室，配備壓力試驗機(jī)、抗?jié)B儀等設(shè)備25臺套混凝土試塊養(yǎng)護(hù)采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱，養(yǎng)護(hù)溫度20±2℃，濕度≥95%每月進(jìn)行一次質(zhì)量大檢查，形成檢查報告并跟蹤整改九、安全保證措施9.1安全管理體系組織保障：項目經(jīng)理為安全第一責(zé)任人，配置專職安全員3人，各班組設(shè)兼職安全員制度保障：實行安全一票否決制，建立安全生產(chǎn)責(zé)任制和責(zé)任追究制教育交底：開工前進(jìn)行三級安全教育，特種作業(yè)人員持證上崗率100%9.2專項措施洞口防護(hù)：設(shè)置5m高擋墻，安裝門禁系統(tǒng)，非施工人員嚴(yán)禁入內(nèi)洞口上方設(shè)置30m長管棚，防止落石配備2臺滅火器，1臺消防砂箱洞內(nèi)施工安全：照明亮度≥15lux，每50m設(shè)置應(yīng)急燈爆破作業(yè)實行"一炮三檢"制度，警戒距離≥300m高風(fēng)險作業(yè)辦理作業(yè)許可，設(shè)專人監(jiān)護(hù)機(jī)電安全：設(shè)備實行"定人定機(jī)"管理，每日進(jìn)行班前檢查電氣設(shè)備設(shè)置接地保護(hù)，洞內(nèi)電纜架空敷設(shè)高度≥2.5m空壓機(jī)、通風(fēng)機(jī)等設(shè)備設(shè)置聲光報警裝置應(yīng)急管理：編制涌水、坍塌等專項應(yīng)急預(yù)案，每季度組織演練現(xiàn)場配備急救箱，與就近醫(yī)院建立聯(lián)動機(jī)制儲備應(yīng)急物資：救生衣20件，應(yīng)急照明10套，抽水設(shè)備3套十、環(huán)境保護(hù)措施10.1水環(huán)境保護(hù)設(shè)置三級沉淀池，施工廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放油料庫房設(shè)置防滲池，防止油料泄漏污染土壤生活污水經(jīng)化糞池處理后用于綠化灌溉10.2大氣污染防治出渣車輛加蓋篷布，出場前沖洗輪胎洞內(nèi)采用濕式鑿巖，爆破后灑水降塵拌合站設(shè)置防塵網(wǎng)，水泥罐安裝除塵裝置10.3噪聲控制高噪聲設(shè)備設(shè)置隔音棚，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB爆破作業(yè)控制在晝間進(jìn)行，采用低噪聲炸藥合理安排施工時間，避免夜間連續(xù)作業(yè)10.4固體廢棄物處理棄渣場分層碾壓，邊坡植草綠化生活垃圾集中收集，由環(huán)衛(wèi)部門定期清運危險廢棄物（廢油、廢化學(xué)品）單獨存放，交專業(yè)單位