下库泄洪洞工程土石开挖施工方案.doc

湖南省黑麋峰抽水蓄能电站主体土建工程Ⅱ标 下库泄洪洞工程 （洞0+172.975~洞0+406.038）段 土石开挖施工方案 编 制： 审 核： 批 准： 中国葛洲坝集团黑麋峰电站施工项目部 二00五年四月二十八日 目录 一、工程概况 1 工程简介 2 工程内容 3 工程特点 二、施工布置 1、施工道路 2、泄洪洞掘进工作面布置 3、施工机械设备布置 4、施工用风、水、电布置 5、施工排水及通风 6、弃（堆）料场 三、施工程序及技术要求 1、施工主要程序和方法 2、施工主要疑难点及解决办法 四、泄洪洞（洞0+172.975~洞0+281.409段）和出口明挖工程进度控制 五、施工强度分析 1、土石方明挖施工强度 2、石方洞挖施工强度 3、施工进度保证措施 六、主要资源需用量计划 1、劳动力配备 2、主要机械设备配置 七、质量及安全保证措施 1、施工质量保证措施 2、施工安全保证措施 八、所用规范、标准目录 九、各种记录的目录 一、工程概况 1、工程简介 ⑴泄洪洞布置 泄洪洞位于下水库大坝左岸山体内，穿过坝基以下约30m深处的地基岩体，总长约360m，其中隧洞长281.409m。泄洪洞由进口引水渠、进水口、有压洞、闸门控制段及闸门井、无压隧洞泄槽、出口消能工及下游水渠等部分组成，最大泄流能力为130m3/s。 坝线以下导流洞泄洪洞两者合一，坝线以上分叉，沿轴线采用龙抬头形式布置，泄洪洞进口段为由方变圆的渐变段，开挖断面尺寸为6.8×6.7m渐变为R3.25m；闸室前段为圆型断面 ，开挖断面尺寸为R=3.1m；闸室段为矩型断面，开挖断面尺寸5.5×6.4m，闸室后段断面为城门洞型，开挖断面尺寸根据不同围岩有二种：5×6m（Ⅲ类）、5.4×6.1m（Ⅳ类），出口段为城门型5.6×6.5m。 ⑵泄洪洞工程地质 洞室围岩以花岗岩为主，地质构造较简单。洞身进口段及出口围岩呈弱风化状，围岩类别以Ⅲ类为主，其余部位洞室围岩以弱风化岩体为主，围岩段多属Ⅱ～Ⅲ类，进口地表综合坡度32°，出口处系强～弱风化基岩陡坎，边坡岩体多呈弱风化状，局部存在可能失稳的岩块体。 2、工程内容 泄洪洞土石方开挖包括明挖、洞挖，由于目前仅提供《泄洪洞出口开挖图》（HMF-下库-泄-01）、《泄洪洞洞身开挖图（洞0+172.975~洞0+281.409段）》（HMF-下库-泄-02）施工图纸，本次施工方案和施工内容也为以上两个部位，土石明挖工程量约13.3万m3，石方洞挖工程量为3180m3。 3、工程特点 导流洞与泄洪洞一起布置于坝址左岸山体内，坝线以下两者合一，坝线以上分叉， 泄洪洞出口位于山坡坡脚，具有以下特点： ⑴ 泄洪洞洞挖与大坝左岸坝坡下游开挖和上坝公路施工存在同时施工情况，上下存在交叉作业，泄洪洞施工人员进出洞口存在安全问题，现场需进行监控。 ⑵ 由于开工时间较招投标计划时间（澄清函）滞后一个多月，而完工时间不变，造成压缩工期，需一定程度加大施工强度。 ⑶ 设计断面变化较多，需严格进行断面尺寸控制，防止大的超欠挖发生。 ⑷ 通风、照明、防尘、排水等设施要齐全，风水电布置整齐规范，文明施工，创造好的施工环境。 二、施工布置 1、施工道路布置 根据施工总布置，利用导流明渠底板作为泄洪洞出口施工道路。 2、泄洪洞掘进工作面布置 从下游出口处设置一个掘进面。以后由L1道路至泄洪洞进口，泄洪洞从上游进口设置一个掘进面， 3、施工机械设备布置 ⑴ 泄洪洞下游工作面布置4台气腿钻机进行爆破钻孔作业。 ⑵ 泄洪洞工作面爆破石渣在洞内用ZL-30E轮式装载机挖装并运至洞口后，装入自卸汽车运走。 4、施工用风、水、电布置 ⑴ 1#供风站未形成前采用2台12m3移动式柴油空压机机动供风，在泄洪洞下游设置2台12m3移动柴油空压机形成供风站。然后采用钢风管输送到作业面附近后，用高压胶管接入用风设备，1#供风站形成后由1#供风站供风。 ⑵ 施工用水由1#水池提供，钢管输送到作业面附近后，用胶管接至作业面。 ⑶ 施工用电由1#变电所接至并采用安全电压36V进洞照明。电源线架设在洞的一侧，距地面2.0m以上 5、施工排水及通风 ⑴ 下游掘进面以自流排水为主，机械抽排为辅。在洞室底板边上设置排水沟自流，局部低洼处（如断层扩挖地段）采用潜水泵辅助抽排。 ⑵ 施工通风由布置洞挖进出口的轴流式风机，采用φ600mm直径悬挂式PVC风管吸出式通风。 6、弃（堆）料场 泄洪洞进出口明挖开挖料按弃料和可利用料分别堆放，弃料运至常家冲弃渣场；可利用料运至下库库内明挖料堆存场。洞挖料全部运至洞料堆存场。 施工布置见附图一 《泄洪洞（洞0+172.975~洞0+406.038）段土石开挖施工布置图》 三、施工程序及技术要求 1、施工主要程序和方法 ⑴ 施工依据：《湖南黑麋峰抽水蓄能电站主体工程Ⅱ标招标文件》技术条款、图册； 《下库坝区枢纽布置平面图》 （HMF-下库-坝-01）； 《泄洪洞出口开挖图》（HMF-下库-泄-01）； 《泄洪洞洞身开挖图》（洞0+172.975~洞0+281.409段） （HMF-下库-泄-02）及后续有关图纸、通知等。 施工前向监理人提交钻孔和爆破计划，经监理人批准后方可进行施工。 ⑵ 土石方明挖施工程序及施工方案 ① 施工程序 测量放样标识开挖开口线→周边排水沟施工→覆盖层清理→布设爆孔钻爆施工→排险及爆碴清除→测量验收→临时支护→进入下一个循环。 ② 施工方案及技术措施 泄洪洞出口明挖自上而下分层进行，土方开挖按3～5m分层，开挖采用1.6m3反铲挖装，20t自卸汽车运输；石方开挖按梯段采用100型钻钻孔，周边预裂爆破成形，梯段高度按5～8m控制， 梯段开挖爆破前先进行进出口边坡周边预裂爆破，预裂孔采用QZJ-100B支架式钻机造孔，钻孔至离建基面0.5m，泄洪洞出口开挖时其底板预留2.5m厚保护层，采用手风钻造孔，以保护层方式进行开挖施工。 泄洪洞出口明挖施工方法如下： a 覆盖层剥离 按设计要求测量放样圈定开挖界线后，沿开挖线外围2.0m人工挖设0.5m×0.5m排水沟，如遇岩坎可用风镐或手风钻造孔小爆挖除，同时人工进行开挖范围内植被清理。植被清理完成后人工配合PC220反铲挖装，20t自卸汽车运至业主指定的弃碴场。 b钻孔 梯段爆破采用支架式钻机造孔，梯段高度按7～10m控制；预裂孔施工采用QZJ-100B型支架式钻机造孔，爆破孔排距1.5m，孔间距2.0m，孔径80mm，离预裂面布设2排缓冲孔，缓冲孔排距1.0m，间距1.2m；周边预裂爆破成形，孔径选用φ80mm，预裂孔间距0.8m～1.0m 。预裂孔钻至离建基面0.5m，预裂孔孔斜与设计边坡一致。 梯段爆破孔采用宽孔距，小排距布孔方式。采用耦合装药结构和孔间微差，使爆破出来的石渣粒径均匀，解炮量少。钻孔施工过程中，由专人对钻孔的质量及孔网参数按照作业指导书的要求进行检查，如发现钻孔质量不合格及孔网参数不符合要求，及时返工，直至达到钻孔设计要求。 c 装药、联网爆破 梯段爆破均采取人工装药，主爆破孔以2#岩石硝铵和乳化炸药为主，采取全耦合柱状连续装药；缓冲保护孔爆破孔采用乳化炸药，采取柱状分段不耦合装药。梯段爆破采用微差爆破网络，采用1～15段非电毫秒雷管连网，非电起爆。分段起爆药量按招标文件和技术规范控制。 泄洪洞出口边坡预裂爆破选用φ32mm的乳化炸药，采用不耦合间隔装药结构，线装药密度根据爆破试验确定。预裂爆破起爆网络采用非电导爆系统，导爆索传爆，起爆方式同于梯段爆破。为减小爆破震动对建基面的破坏，在预裂孔孔底设置50～70cm柔性垫层。当预裂孔与主爆孔同次分段起爆时，预裂孔起爆时间应超前主爆孔100ms以上。 泄洪洞出口底板保护层开挖时，先在相邻低块抽槽形成工作槽，然后在槽内用钻机沿高块建基面造水平孔。水平造孔的机具选用YT-28气腿钻等。气腿钻孔径42mm，钻孔间排距1.0m×1.2m。 泄洪洞出口明挖初拟爆破参数见表1。 表1 泄洪洞出口明挖初拟爆破参数表 爆破区域 主爆区 边 坡 保护层 爆破方法 普通爆破 预裂爆破 减弱爆破 水平光面爆破 钻机型号 QZJ-100B QZJ-100B YT-26 YT-28 钻孔直径 80mm 80mm 40mm 42mm 布孔方式 梅花型 边坡设计线 矩形 水平建基面 间 排 距 1.5m×2.0m 80cm 1.0m×1.2m 50cm 雷 管 毫秒微差导爆管雷管、导爆索 毫秒微差导爆管雷管、导爆索 装药方式 连续装药 不耦合装药 间隔装药 不耦合装药 装药量 0.60kg/m3 250～300g/m 0.4kg/m3 150g/m 药卷直径 70mm 32mm 32mm 25mm 孔 深 7～10m 边坡长度减50cm 1.5m 3m ⑷ 洞挖施工程序及施工方案 ① 施工程序 a 总体施工程序 分进出口两个作业面同时相对进行洞挖施工，全断面掘进，目前先进行出口段洞挖施工。 b 洞挖开挖单循环施工程序 测量放样→爆孔布设→钻爆施工→通风散烟→排险→出碴→掌子面清理→临时支护→进入下一循环。 ②施工方案 泄洪洞洞挖采取全断面开挖掘进，爆破断面中部采用平行直孔掏槽方式，周边轮廓面采用光面爆破。 掏槽孔、爆破孔及周边光爆孔均采用气腿钻造孔。爆破石渣在洞内用ZL-30E轮式装载机挖装并运至洞口后，再由1.0m3反铲装入自卸汽车运至指定料场。 a首先由专职测量人员使用全站仪进行洞挖测量放样工作。放样内容包括周边轮廓线、中心线、腰线、桩号、洞轴线前进方向等，并用红油漆在岩壁上作好标识。 b施工人员根据作业指导书要求及钻爆设计参数规定，采用气腿钻机进行爆破孔钻孔作业。 c 钻孔完毕后由质检人员负责验收。验收内容包括孔数、孔深、孔位、孔斜等是否符合爆破设计文件的规定。不合格孔必须重新钻孔并检验。 d 炸药采用人工装药，非电毫秒雷管簇联分段微差爆破。掏槽孔、爆破孔采用柱状藕合连续装药方式，光爆孔采用导爆索串联小药包的间段不藕合装药。 e 爆破后通风、排烟，采用人工进行撬挖排险和底部清理。 f 爆破石渣在洞内用ZL-30E轮式装载机挖装并运至洞口后，装入自卸汽车运输至库内明挖料堆存场备存。 ③ 钻孔爆破参数 泄洪洞典型开挖断面面积33.18m2，设计钻孔总数73个，装药总量126.8kg，预计爆破效率90%，预期进尺2.7m，爆破方量89.60m3，炸药单耗1.41kg/m3。 a 掏槽孔：空孔（不装药）4个，爆破孔5个，孔径42mm，孔深3.2m。药卷直径φ32，单孔药量2.80kg。 b 崩落孔：间距100～105cm，最小抵抗线80cm，孔深3.0m，孔径42mm，药卷直径φ32mm，单孔药量1.0kg。 c 周边孔：孔距60cm，最小抵抗线70cm，孔深3.0m，孔径42mm，药卷直径φ25mm，单孔药量1.0kg。 钻爆参数设计详见附图二《泄洪洞典型开挖断面钻爆设计图》。 2 施工主要疑难点及解决办法 不良地质段施工技术措施泄洪洞洞身进口段围岩呈强风化状，岩体破碎，围岩类别以Ⅴ类为主，其余部位洞室围岩以弱风化岩体为主，围岩类别多属Ⅲ类，局部存在可能失稳的岩块体。 如遇以上不良地质地段，按下列程序进行处理。    不良地质段开挖还需要注意以下几点： ① 勤观测：施工中在顶拱设立变形观测点，每循环爆破后均进行变形观测，及时将观测值反馈给现场施工技术负责人，以便及时调整支护形式。 ② 跟进支护：放炮后立即进行临时支护（喷护或锚固），将岩体加固，防止裂隙扩张、掉块，然后进行下一循环施工。 ③ 弱爆破：采取浅进尺，微循环，控制单段起爆药量，尽可能减轻爆破震动对围岩的影响。 ④ 加强施工管理：由于不良地质地段要进行喷锚支护，工序较多，需加强现场施工管理，提前做好各道工序准备工作，使工序紧凑，缩短工序作业时间。 施工中除注意以上几点外，在掘进过程中还应密切注意围岩变化情况和渗水情况，当出现较大地质缺陷时及时报告监理工程师和地质工程师，现场进行鉴定和考察，商讨处理和支护措施，并按监理工程师的指令进行清挖处理，及时跟进支护。当渗水严重甚至发生涌水现象，则停止掘进，采取大导管预注水泥浆固结并封堵水漏。对岩壁局部渗水则打排水孔将水引出，通过排水系统将水排出。 四、泄洪洞（洞0+172.975~洞0+281.409段）和出口明挖工程进度控制 1、泄洪洞出口施工区土石明挖13.3万m3，计划于2005年5月8日～8月1日完成； 2、洞身0+172.975~洞0+281.409段总长108.434m，