15施工支洞混凝土封堵设计与施工措施

1、15#施工支洞封堵设计及施工措施1、概述15#施工支洞断面为8.0 m7.0 m，城门洞型，起点从进厂交通洞桩号厂（纵）0+656.6875开口，以i=10.394%的坡度经187.42m的距离降坡先到达1#尾水隧洞el661.2m底板高程，贯通1#尾水隧洞后再水平接通2#尾水隧洞。该洞全长241.67m,其平面布置参见（15施工支洞平面布置图）。2、施工支洞封堵设计2.1 设计标准因15#施工支洞分别布置在6条尾水管洞及尾闸室1#、2#闸井，水能经过发电机组消耗后能量较小，水头较低，虽然尾水管洞为有压洞，根据设计提供水头计算方法，其设计水头按照尾闸室正常尾水位进行（el678.90m）设计，

2、以校核尾水位进行校核(el679.84m)，相应5#施工支洞和8#施工支洞底板面最低高程分别为el638.20m和el655.40m。假设堵头和围岩均为刚体，水头推力均匀的作用在堵头横截面上，则5#施工支洞设计水头为679.84-638.20=41.64m，设计取值为42m，8#施工支洞设计水头为679.84-655.40=24.44m，设计取值为 25m，其堵头长度计算过程如下第2.2所示。2.2 堵头长度设计计算公式堵头长度计算有力学公式和经验公式。力学公式l=k水hf（混凝土-水）+csa-1式中：l-堵头设计长度（m）；k-安全系数，（设计k=3）；水-水的容重（1.010-2mn/m

3、3）；h-作用水头（m）；-堵头截面积（m2）；f-抗剪断摩擦系数；混凝土-混凝土容重（2.410-2mn/m3）；c-周界粘聚力；s-堵头周长（m）；a-粘结力有效面积系数。经验公式l=hd/50式中：l-堵头设计长度（m）；h-作用水头（m）；d-混凝土堵头的等效直径（m），d=（4/）0.5。计算参数取值k-安全系数，设计k=3；h-作用水头；f-抗剪段摩擦系数，取f=0.70；c-周界粘聚力，取c=0.5mpa；a-粘结力有效面积系数，取a=0.9。计算结果根据以上计算公式，将作用水头，校核尾水位(el679.84m)，堵头横截面为：5#施工支洞堵头截面积为20.89m2，堵头周长为：

4、17.41m，8#施工支洞堵头截面积为41.73m2，堵头周长为：24.58m，以上公式中的f-抗剪段摩擦系数值和c-周界粘聚力的取值根据四川省大渡河瀑布沟水电站下闸蓄水设计报告（送审稿）-枢纽区工程岩体物理力学性指标建议值表3.3-2，结合5#施工支洞和6条尾水管洞及8#施工支洞尾闸室连接部位地质情况，该段围岩类别主要为类和类围岩，在实际参数取值时，为了安全起见，根据最不利围岩类别(类围岩)进行取值。将以上数据先代入力学公式进行计算得：l=31.010-2mn/m342 20.890.7020.89(2.410-2mn/m3-1.010-2mn/m3) +0.5mpa17.410.9-1=3

5、.274m。再将以上参数代入经验公式计算得：l=42(420.89/3.14)0.5/50=4.333m。以上计算结果为5#施工支洞贯穿6条尾水管洞段的堵头设计长度，其它部位计算结果如下表01所示： 表01序号项目名称力学公式经验公式实际取值15#施工支洞l=3.274ml=4.333m全断面封堵25#施工支洞与1#尾水管左侧交叉部位l=4.584ml=6.124m10.0m（按照大于1.5倍洞径取值）38#施工支洞l=2.73ml=3.65m10.0m（按照大于1.5倍洞径取值）以上计算按照封堵混凝土基本和周围岩石接触(a=0.9)进行计算得出的封堵长度，在实际进行封堵混凝土施工中，顶拱部位

6、不易浇满，容易和岩石脱开。因此，通常需要需要在顶拱部位进行回填灌浆以增加整体的饱满度和粘结性。假如封堵混凝土顶拱部位已经和岩石脱开(4.55.0m 断面：a=0.695) (7.06.5m ：a=0.667)，进行以上封堵长度的计算，其计算结果如下表02所示： 表02序号项目名称力学公式经验公式实际取值15#施工支洞l=4.208ml=4.333m全断面封堵25#施工支洞与1#尾水管左侧交叉部位l=6.109ml=6.124m10.0m（按照大于1.5倍洞径取值）38#施工支洞l=3.637ml=3.65m10.0m（按照大于1.5倍洞径取值）结论：通过以上表01和表02进行比较得出，在进行封

7、堵混凝土和周围岩石的接触面不同的情况下（a=0.9、a=0.6950.667）得出不同的封堵长度值，其a值越小，需要的封堵长度就越大。因此，在不进行封堵混凝土顶拱回填灌浆的情况下，增加封堵混凝土的长度，是可以满足封堵混凝土设计要求的。2.3 封堵结构设计（1）根据设计及施工技术规范要求，15#施工支洞封堵混凝土强度等级为c20，为了加强各缝面间的接触，提高粘结力和围岩的整体性，在封堵段底板增设插筋，插筋型号为22200200cm，梅花型布置，l=150cm，入岩100cm，外露50cm。（2）为了安全起见，增加封堵混凝土和周围岩石面的基础面积（提高a值），在封堵混凝土顶拱部位（109范围）增加

8、回填灌浆，以提高封堵混凝土和围岩的粘结力和整体性。根据设计及技术规范要求，结合现场施工实际情况，15#施工支洞封堵施工型式拟定为：5#施工支洞贯穿6条尾水管洞部位采用全断面封堵，混凝土强度等级选用c20，5#施工支洞与1#尾水管左侧交叉部位封堵长度为10.0m（斜长长度）。8#施工支洞与尾闸室中隔墩交叉部位采用全断面封堵，混凝土强度等级选用c20，与1#闸室1#机交叉部位封堵长度为10.0m。同时为了加强混凝土与围岩的黏结力和提高整体稳定性、密实性，15#施工支洞封堵段顶拱预埋灌浆花管进行回填灌浆。封堵主要工程项目有：插筋施工、封堵混凝土回填、预埋灌浆管、回填灌浆等。3、主要工程量15#施工支

9、洞封堵主要工程量详见下表03： 15#施工支洞封堵主要工程量表 表03序号工程项目数量单位备注15#施工支洞c20混凝土封堵2446m32底板插筋(22200cm)216根l=150cm,入岩100cm3dn50钢管324m4回填灌浆606m2序号工程项目数量单位备注18#施工支洞c20混凝土封堵1050m32底板插筋(22200cm)88根l=150cm,入岩100cm3dn50钢管85m4回填灌浆230m2注：以上工程量为估算量，实际工程量以现场发生量计。3、施工总布置根据15#施工支洞布置情况，5#施工支洞混凝土封堵用水、电系统布置从相应的上平洞布置的供风、水、电系统，采用原有1#施工支

10、洞供风、水、电系统接支管（线）路延伸至封堵工作面。8#施工支洞供风、水、电系统采用尾闸室现有供风、水、电系统接支管（线）路延伸至封堵工作面。混凝土运输路线：、毛头码拌和楼供料 左岸低线公路 进厂交通洞 1#施工支洞 5#（8#）施工支洞封堵工作面。、毛头码拌和楼供料 左岸低线公路 10#施工支洞 10-2#施工支洞 5#（8#）施工支洞封堵工作面。材料运输路线从加工厂沿用以上施工道路运输至施工工作面。4、施工程序5#施工支洞：根据6条尾水管洞混凝土衬砌及灌浆施工实际进度情况及施工通道考虑，5#施工支洞封堵混凝土施工程序为：6#5#尾水管之间封堵段5#4#之间封堵段4#3#之间封堵段3#2#之间

11、封堵段2#1#之间封堵段，最后进行与1#尾水管洞左侧交叉口封堵段混凝土施工。8#施工支洞：8#施工支洞混凝土封堵根据1#、2#尾闸井混凝土施工通道考虑，首先进行1#与2#尾闸井间中隔墩段混凝土的封堵，然后进行1#闸井左端封堵段混凝土的施工。5、施工方法5.1 混凝土浇筑分层分块5#施工支洞：与6条尾水管洞贯穿部位的封堵段断面尺寸为4.5m5.0m（宽高），城门洞型，混凝土全断面实体封堵，每个堵头段混凝土浇筑分一段施工，施工分层只分一层进行，堵头左右侧两端2m长段和尾支管主洞同时施工。在混凝土即将浇筑至顶拱部位时预埋灌浆管，灌浆管采用dn50钢花管，端头引至主洞内方便后期进行回填灌浆。8#施工支

12、洞：封堵段断面尺寸为7.0m6.5m（宽高），封堵长度分别为19.13m（中隔墩部位封堵段）和10.0m（1#尾闸井左侧封堵段），中隔墩部位封堵段混凝土分一段进行施工，堵头端左右侧2m段和尾闸室隔墩端墙同时浇筑施工，混凝土浇筑也只分一层进行。在混凝土即将浇筑至顶拱部位时预埋灌浆管，灌浆管采用dn50钢花管，端头引至8#施工支洞堵头段左侧，方便后期进行回填灌浆。5.2 施工程序和方法施工工艺流程如下：施工准备人工清面基础验收测量放线插筋施工模板工程清仓验收混凝土拌制、运输混凝土浇筑、待凝、拆模回填灌浆结束。a、基础面清理：清除岩基上的杂物、泥土及松动岩石，压力水冲洗干净；与上平洞混凝土相接处均按

13、施工缝处理，人工凿毛，清除缝面上所有浮浆，松散物料及污染体，用压力水冲洗干净，保持清洁、湿润，进行地质资料收集整理，基础验收。b、结构插筋施工： 按照以上封堵混凝土结构设计进行底板插筋施工，插筋型号为22200200cm，l=150cm，入岩100cm，外露50cm，梅花型布置。c、测量放线：在安装模板之前，测量队应放出立模边线点及各特殊点，在最终验收前进行最后一次检查。d、模板施工及验收模板施工：封堵混凝土施工所用模板为侧面堵头模板，在仓面杂物清理、检查、验收后，进行模板安装，模板采用普通3cm木模板或普通钢模板（p3015、p1015）进行组装，立模前，模板表面涂脱模剂，重复使用的模板必须

14、校正。模板安装前应进行测量放线，准确放出本仓位及模板安装的控制点位，控制点位应在施工过程中给予保护。模板加固背枋为1010cm木拉条或48钢管，背枋间排距为60cm60cm；模板拉筋规格12或14，间排距不超过60cm60cm，拉筋尽量焊接在插筋和支护锚杆上，拉模插筋型号为20，l=70cm，外露20cm，模板外侧采用483.5脚手架钢管进行斜撑，并搭设简易施工平台，施工平台采用483.5脚手架钢管以立杆间排距1.21.2，步高1.5m搭设，在约3.0m高度铺设马道板作为施工平台兼做施工通道。待模板安装完毕之后，应进行测量，如有偏差不满足规范要求应及时校正，模板安装要求接缝紧密，如有模板间隙小

15、于1cm可采用灰浆补缝，大于1cm则细木条补缝。验收：仓面准备结束后，先进行自检，检查仓面是否清洗干净，已浇筑混凝土面凿毛是否符合要求，积水是否清排干净，脚手架搭设是否符合要求，测量检查模板，如有偏差，应及时进行调整，如无问题后通知质量部门进行复检。待质量部门验收合格后，再通知监理工程师进行验收，只有在监理工程师同意之后方可进行混凝土的浇筑。e、混凝土施工混凝土拌和与运输：现场泵送入仓采用二级配混凝土。混凝土拌和在毛头码拌和楼进行，混凝土拌和过程中应采取措施，保持骨料的含水率稳定，使用外加剂时，应将外加剂溶液均匀地配入拌和用水中。拌制混凝土时，必须严格按照经监理工程师批准的混凝土配料单和投料程

16、序进行配料，严禁擅自更改。如需调整，应得到监理工程师的同意。施工前需对拌和楼各种称量装置进行率定，使其称量误差精度满足规范规定的要求。拌和楼卸料斗的出料口与运输设备之间的落差不得大于1.5m。混凝土运输采用6m3混凝土搅拌车运输至施工现场，混凝土的运输应考虑混凝土浇筑能力及仓面具体情况，满足混凝土浇筑间歇时间要求。混凝土应连续、均衡地从拌和楼运至浇筑仓面，在运输途中不允许有骨料分离、漏浆、严重泌水、干燥及过多降低坍落度等现象。因故停歇过久，已经初凝的混凝土应作废料处理，在任何情况下，严禁在混凝土运输中加水后运入仓内。混凝土泵管的架设不能直接架设在模板、钢筋或脚手架上，防止振动对模板钢筋造成变形

17、破坏。混凝土入仓与振捣：主要采用hb60混凝土泵送入仓方式，混凝土泵根据现场施工情况在相应连通洞交叉口或者引水上平洞适当位置布置。混凝土的坍落度为1317cm，且要求流动性好。混凝土振捣采用50软轴振捣器，振捣标准以不显著下沉、不泛浆、周围无气泡冒出为止。保证振捣质量在于：防止漏振，同时振捣器在仓面应按一定顺序和间距逐点振捣，间距为振捣作业半径的一半，并应插入下层混凝土约5cm深，其次，每点振捣时间为1525秒为宜。振捣时间过短，达不到振密的要求；振捣时间过长，将引起粗骨料过度下沉分离，故振捣时间长短都会影响质量。边墙以下水平铺料，导管从顶拱水平进入仓内，用90度弯管向两边分叉，仓内导管应采用

18、1m短管，以便拆接，混凝土溜筒挂至距已浇混凝土面1.5m。待混凝土上升到顶拱部位，人工无法进行振捣时，采用埋管的方法进行顶部浇筑，以确保顶拱封拱浇筑饱满。f、回填灌浆施工方法和程序封堵段顶拱范围内进行回填灌浆，预埋dn50回填灌浆钢管一套，回填灌浆压力为0.2mp。（1）埋管混凝土浇筑前，在封堵段顶部先均匀预埋3根灌浆钢管，其中预埋钢管尺寸为dn50，将中间最高1根做排气、排浆管，其余2根做灌浆管，相应埋管应引出交叉口上平洞边顶拱混凝土，以便在引水上平洞进行相应回填灌浆。（2）灌浆施工灌浆材料：采用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级为p.o42.5，细度要求通过80um方孔筛的筛余量不大于5%，受潮

19、结块的水泥和出厂日期超过2个月的水泥不得使用。制浆：采用zj-400高速搅拌机拌制，严格按设计配合比配料，称量误差小于5%，搅拌时间不小于30s，浆液在使用前应过筛，从开始制备至用完的时间应不超过4h，浆液搅拌均匀后，采用梅氏比重计或比重称测量，符合要求后方可使用。灌浆方法：在混凝土强度达到70%后进行回填灌浆，回填灌浆采用填压式灌浆法。灌浆水灰比采用0.5：1的纯水泥浆，灌浆压力控制在0.2mpa。灌浆时先对一根钢管进行灌浆，中间钢管兼做排气、排水管。当排出的浆液浓度与进浆浓度相同时可停止灌浆施工。在空洞较大的灌浆区可灌注水泥砂浆，但掺砂量不超过水泥量的200%。结束标准：在规定的灌浆压力下

20、，吸浆量0.4l/min继续灌注10min后即可结束灌浆，灌浆结束后先关闭孔口闸阀再停泵，待孔内浆液终凝后拆除孔口闸阀。灌浆结束后，割除多于钢管，使用干硬性水泥砂浆将灌浆管孔口封填密实、孔口压抹齐平。6、施工工期安排根据6条尾水管洞混凝土及灌浆施工实际情况及工期要求，5#施工支洞每个封堵段施工工期不一样，由于6#、5#、4#尾水管洞水流汇集经过2#尾闸井，3#、2#、1#尾水管洞水流汇集经过1#尾闸井，根据首台机组提前发电总工期要求， 6#、5#、4#尾水管洞及对应封堵段施工工期比3#、2#、1#尾水管洞及封堵段混凝土施工工期紧张，5#4#、4#3#、3#2#、2#1#之间封堵段回填灌浆设备及

21、人员利用相应的尾水管连接洞和尾闸井进行施工，6#5#及1#尾水管洞左侧封堵段回填灌浆设备及人员通道分别利用10-2#和5#施工支洞。8#施工支洞混凝土封堵先进行中隔墩封堵段的施工，然后进行1#尾闸井左端封堵段的施工，15#施工支洞封堵混凝土施工工期安排如下表04所示： 表04序号工程部位工期（d）开始时间完成时间备注16#5#封堵段302008.11.162008.12.15必须在2009年4月30日前 封堵及灌浆施工完成且具备过水条件25#4#封堵段302008.11.262008.12.2534#3#封堵段302009.03.012009.03.3043#2#封堵段302009.05.26

22、2009.06.2452#1#封堵段302009.05.272009.06.2561#左端交叉段462009.12.102010.01.248#施工支洞混凝土封堵需要根据1#、2#尾闸井混凝土施工实际情况及施工通道使用时间安排，8#施工支洞混凝土封堵工期安排如下表05所示： 表05序号工程部位工期（d）开始时间完成时间备注1中隔墩封堵段502009.02.252009.04.152#闸室必须在2009年4月30日前具备过水条件21#闸井左端封堵段302009.04.162009.05.157、资源投入情况根据施工支洞施工的实际情况，劳动力和设备资源的投入情况如下：1、设备资源投入情况表06 设

23、备资源投入情况表 表06编号设备名称规格型号单位数量备注1材料运输车东风8t辆22混凝土搅拌车6m3辆23混凝土拖式泵hbt60台2备用1台4混凝土振捣器50台45全站仪台16手风钻台37电焊机台28高速制浆机zj-400台1回填灌浆9灌浆自动记录仪we-gja台110排污泵台111注浆机mz-30台12、劳动力投入情况表施工人员采用混合编制，一个堵头体混凝土（或灌浆）施工每班劳动力配置情况见下表07： 人员配置表 表07队长班长技术员电工模板工混凝土工泵车工其他人员合计1人1人1人1人4人4人2人12人21人注：不包括汽车司机8、质量保证措施8.1质量保证目标 质量是企业的信誉，是企业的生命

24、，切实保证工程质量是我联营体的根本宗旨。我联营体将严格遵守招标文件中的工程质量要求，全面推行gbt19002-iso9002：2000标准，确保本工程质量目标的实现。本项目工程质量目标为：合同履约率为100%，顾客投诉为零。工程质量一次验收合格率98%以上，确保工程合格率100%；工程优良率：土建工程优良率90%以上，金属结构、机电安装工程优良率95%以上。施工期间杜绝质量事故，确保工程总体质量达到优良，创国家级优质精品工程。8.2质量保证措施1、严格按国家和行业的现行施工规程、规范以及相应的施工技术措施组织施工。严格按设计图纸、设计文件及相应设计变更组织施工作业。施工前实行技术交底，施工前的

25、各项准备工作未完成，不得开仓。2、严格按水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准的要求，对各工序的单元工程质量进行检查、验收、评定。3、施工过程严把“四关”：一是严把图纸关，组织技术人员对图纸进行认真复核，了解设计意图，并层层组织技术交底；二是严把测量关，施工放线由专业测量人员进行，校模资料要求报监理工程师审批；三是严把材料质量及试验关，对每批进入施工现场的材料按规范要求进行质量检验，杜绝不合格材料及半成品使用到工程中；四是严把工序质量关，实行工序验收制度，原则上上道工序没有通过验收不得进行下道工序的施工，使各工序的施工质量始终处于受控状态。（1）原材料质量控制外购材料（钢筋、水泥、粉煤灰

26、、外加剂等）必须有出厂合格证，并由试验室对原材料进行抽样试验，不合格原材料严禁使用。在选供货厂家时，首选信誉较好的大厂，坚持供货主渠道；对业主指定供货的厂家，在定货合同上明确材料质量标准、验收方法及质量责任。（2）混凝土拌和质量控制混凝土施工前，现场试验室根据各部位混凝土浇筑的施工方法及性能要求，进行混凝土配合比设计，确定合理、先进的混凝土配合比。从拌和站运至施工现场的混凝土应先检查随车提供的配合比通知单是否符合现场当前所需的混凝土配合比要求，再检查混凝土的坍落度等是否满足入模要求，否则不得在本工程中使用，重新处理合格后才能使用。（3）混凝土浇筑施工质量控制混凝土施工要进行仓位设计（包括人员设

27、备配置，入仓方式，下料点分布和责任分区图），将责任分区并落实到人，浇筑过程中实行谁施工谁负责的制度，以保征混凝土施工质量。作业队应安排专人检查、监督模板及支撑系统，发现异常，及时处理。浇筑混凝土时应对各部位加强振捣工作，使其混凝土密实；同时要防止损伤相关埋件。振捣工作要分区到人。混凝土浇筑中，下料应均匀上升，严格控制入仓速度及塌落度，减小混凝土对模板的侧压力；隧洞边顶混凝土应对称下料，混凝土振捣至不冒气但不得过振为准，以免引起混凝土中粗骨料下沉；混凝土浇筑过程中，质量检查人员随时进行巡回检查监督，做好浇筑记录，施工质量责任坚持“谁施工，谁负责”的原则。（4）其它施工质量措施基础面或施工缝处理质

28、量控制：基础面无松动、空鼓岩块，并冲洗干净、无积水；混凝土施工缝采用人工凿毛或高压水冲毛，表面无乳皮、成毛面、冲洗干净、无积水、无积渣杂物。模板制作及安装的质量控制：常规钢模板应使用专门的u型扣件件支立，并在浇筑前涂刷脱模剂；模板严格按照设计测量放点支立，支立固定完毕进行复测，确保建筑物位置及偏差满足设计要求。4、交接班时一律在工作面进行。5、未尽事宜，按照施工规范、规定执行。9、安全保证措施9.1安全保证目标在施工过程中，坚持不懈的对职工进行安全教育，强化每一位职工的安全意识，树立“预防为主，安全第一”的思想，实现在工程施工期间无死亡事故；不发生3人以上群伤事故；不发生生产性重伤事故事；不发

29、生性质严重的重大险情事故；不发生急性职业病、中毒事故；不发生直接经济损失10万元以上的火灾、机械设备、交通事故；年轻伤事故控制率在3以内；创建安全和谐，文明环保工地。9.2安全管理方面（1）坚决贯彻“安全第一，预防为主”的方针，认真贯彻“安全生产、人人有责”的原则；执行国家有关安全生产的法律、法规和方针、政策。建立健全安全生产保证体系，落实安全生产责任制。严格执行国家劳动安全卫生规程和标准，按国家劳动保护法配备相应的劳保用具，对职工进行劳动安全卫生教育，减少职业危害。（2）实行三级管理，即一级管理由项目部经理负责，项目经理是安全管理第一责任人，二级管理由项目部专职安全员负责，三级管理由作业队班组长负责。（3）实行安全培训和技术交底制，由安全部组织有关人员进行详细的施工安全技术交底，专职安全员对安全技术措施的执行情况进行监督检查。（4）由安全部认真执行安全检查制度，发现问题，坚持按“三不放过”的原则进行整改。（5）每班应配备安全员，召开班前安全会，检查并落实工作中的相关问题。9.3施工安全方面（1）加强用电管理，供用电设备要有可靠安全的接地装置，经常检查电缆电线，防止漏电，防止或减少触电事故安全；洞内施工所