引水隧洞塌方处理专项施工技术方案

1、新建铁路长株潭城际铁路综合标目录1. 工程概况 11.1 工程简介 11.2 工程现状 11.3 编制依据 11.4 主要工程量 12. 施工总体布置 12.1 施工用风 12.2 施工用水 22.3 施工用电 22.4 施工道路 23. 施工方案 24. 施工综述 34.1 喷射混凝土 34.1.1 施工配合比 34.1.2 施工原材料 34.1.3 施工工艺 44.1.4 施工方法 44.1.5 质量控制 54.2 锚杆 54.2.1 砂浆锚杆施工工艺 54.2.2 锚杆施工方法 74.2.3 检验和试验 74.2.4 质量控制 84.3 拱架 85. 资源配置 95.1 人员投入配置 9

2、5.2 主要材料配置 95.3 机械设备配置 96. 质量保证措施 106.1 原材保证措施 106.2 检查混合料的配合比和级配 106.3 过程控制 117. 安全保证措施 117.1 安全技术 117.2 防尘 12页脚内容 2新建铁路长株潭城际铁路综合标引水隧洞塌方处理专项施工技术方案1. 工程概况1.1 工程简介三道湾水电站位于张掖市肃南县境内的讨赖河干流上， 是出山口已建冰沟水电站的 上一级梯级电站，工程区沿河岸有酒钢至镜铁山矿的专用铁路线相伴，枢纽区北距嘉峪 关市约 60km，从冰沟水电站到工程首部枢纽的进场公路早已贯通，工程对外交通条件便 利。引水发电隧洞：布设于讨赖河右岸，设

3、计引水流量 36m3/s ，断面型式为圆形，洞径 4.2m，洞线呈折线布置，总长 14.38Km，混凝土已衬砌长度为 2.259km，其余洞段均未衬 砌。1.2 工程现状各施工支洞是进入引水隧洞标段的施工道路，根据施工合同，我项目部组织人员进 行施工前准备，对施工支洞进行了安全排查，并顺利进入引水隧洞主洞，发现洞内存在 大面积塌方，并及时联系业主、设代、监理对现场进行了查看。引水隧洞开挖支护完成后未进行衬砌，搁置时间长达 3 4年，受到山体孔隙水及风 化影响，岩石软化，喷射混凝土多处有裂缝，局部岩面脱落，多处隧洞已经塌方，形成 空腔，为了保证施工人员的生命安全，增强围岩稳定性，需要对隧洞塌方段

4、做补充加固 处理。1.3 编制依据设计文件；甘肃讨赖河三道湾 3 30MW水电站工程枢纽和引水隧洞标段施工合同 (合同编 号： CDT-QLSD-C-2016-004)；水利水电工程锚喷支护技术规范 ( SL3772007)；水利水电工程锚喷支护施工规范 ( DL/T51812003)；喷射混凝土应用技术规程 (JGJ3722016)；岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范 )(GB50086 2015)；1.4 主要工程量由于引水隧洞洞内岩石破碎，目前洞内情况不明确，主要工程量按照工地现场实际 工程量计算，计算依据按照相关的设计文件及技术核定单确定。2. 施工总体布置2.1 施工用风引水隧洞工

5、程施工用风主要用于基础面的清扫、喷射混凝土的动力提供、锚杆施工 时钻孔，由于工程部位比较分散，不考虑集中供风。经过项目部的核算，最终确定施工 用风由可移动 13m3 螺杆式空气压缩机提供，能满足工作面用风要求。根据施工需要随 时移动至施工作业面即可。2.2 施工用水水主要用于拌制喷射混凝土、降低粉尘。我部在进场后，重点修复和补充相应的供 水建筑及设备，更换合理的抽水设备和管路。施工用水抽水设备选用高扬程2吋潜水泵配 50的PE塑料管从讨赖河河道内抽水道各个作业面的水箱内。取水点如下：引水隧洞 1#施工支洞施工用水从河道取水，距离洞口施工作业区约 0.03km；引水隧洞 2#施工支洞施工用水从河

6、道取水，距离洞口施工作业区约 0.7km；引水隧洞 3#施工支洞施工用水从河道取水，洞口距离河道约 0.6km；引水隧洞 4#施工支洞施工用水可从洞内渗水取水；引水隧洞 5#施工支洞施工用水可从洞内渗水取水；2.3 施工用电引水隧洞施工用电主要用于工地现场的照明、 机械设备（空压机、 喷浆机）的启动。 施工用电从目前已经接好的施工用电线路接入。2.4 施工道路施工道路选用已建的进场道路。原施工道路经过改建、修整后可以满足施工需要。具体施工用风、水、电、道路详见甘肃讨赖河三道湾 330MW水电站工程枢纽和引 水隧洞标段施工组织设计方案 （十五局三工部 2016009 号）。3. 施工方案经过业主

7、、设代、监理以及施工单位多次对现状开挖支护完成后的隧洞进行查看， 确定对塌方部位采用如下初步支护方案：首先对隧洞塌方段危岩进行清理排除；对塌方岩面采用 C20混凝土喷护，厚度 8cm；钻孔注砂浆锚杆，锚杆采用 25级钢筋，锚杆长度 4.5m，锚杆外露 30cm，入岩 4.2m，锚杆间距 1.5m，排距 1.5m，梅花形布置；挂 6.5 钢筋网，网格尺寸 15cm15cm，钢筋网绑扎在外露锚杆上，要求牢固， 钢筋网表面喷混凝土保护层不小于 3cm；喷射 C20混凝土 8cm厚；部分塌方部位岩石破碎严重，需按相关设计文件加设型钢拱架进行联合支护。以上支护方案仅为初步支护方案，具体施工部位支护方式详

8、见相关设计代表备忘录、设计变更通知单或者相应支护部位的施工技术核定单。4. 施工综述引水隧洞支护工程包括洞室扩挖后的支护及掉块或塌方部位清理后的支护。 施工类型主要有：素喷射混凝土、锚杆喷射混凝土、聚丙烯喷射混凝土、钢筋网等喷射混凝土施工作业。支护一般原则：先对基础面进行清理，后初喷一层混凝土，对岩石基础面进行封闭，再进行锚杆施工，完成后挂钢筋网，在喷射混凝土。围岩状况不好或者有设计 文件时，根据相应要求进行施工顺序调整。4.1 喷射混凝土4.1.1 施工配合比本工程使用的喷射混凝土强度等级为 C20、砂浆强度等级为 M25，具体配合比参数详 见表1。表 1施工配合比参数表强度 等级试验 编号

9、设计 稠度水灰 比砂率 （%）速凝 剂掺量（%）每立方米材料用量（ kg/m3 ）水泥砂子豆石水速凝 剂C20TSD25-10s0.4250442891291218017.12M25TSD1/0.42/765765/344/备注聚丙烯纤维以每立方混凝土 1.0kg 掺加，不计入材料用量。4.1.2 施工原材料喷射混凝土原材料选用施工配合比选定的原材厂家。水泥选用酒钢（集团）宏达建 材有限责任公司的“戈壁牌”普通硅酸盐 42.5 水泥，砂子选用冰沟料场生产的河砂，石 骨料选用冰沟电站生产的粒径为 5-15mm的豆石，速凝剂、聚丙烯纤维选用甘肃唯克隆工 程建材有限公司生产的混凝土速凝剂和聚丙烯纤维

10、。钢筋选用工程开工时业主移交我部钢筋，具体施工用钢筋型号（锚杆、钢筋网）根 据设计变更通知单、设计代表备忘录以及施工技术核定单确定的型号施工。经过初步鉴定（原材检测报告） ，进场材料全部符合设计要求4.1.3 施工工艺施工工艺流程详见 图 1。图 1 喷射混凝土施工工艺流程图4.1.4 施工方法先安排施工人员用高压风对基础面进行清扫， 清扫完成后进行试喷射混凝土进行设 备调试，设备调试完成后联系监理人员进行基础面验收，验收合格后，组织人员进行喷 射混凝土施工，喷射施工时分段、分片、自下而上依次进行。后一层喷射在前一层喷射 混凝土终凝后进行，如果终凝 1小时后再进行喷射时，先用风水清洗喷层表面。

11、喷射料在各施工支洞洞口已建混凝土拌和站集中拌制，由 10t 自卸汽车运输至施工 作业面，人工配合卸料至喷射机集料斗，进行喷锚施工。初喷完成后，开始锚杆施工， 锚杆施工完毕后进行挂网钢筋施工，钢筋网片绑扎在外漏的锚杆上，并绑扎牢固。钢筋 网片安装完成后再喷射混凝土。喷射混凝土一次喷射厚度控制：掺加速凝剂时不宜超过 100mm；不参加速凝剂时不宜超过 70mm。喷射混凝土作业平台由扣件式钢管脚手架搭设而成。 具体搭设方法及搭设标准详见 脚手架专项施工方案 。页脚内容 4新建铁路长株潭城际铁路综合标钢筋网片按照施工要求，按照确定的间距由人工现场编制并安装。有水地段喷射混凝土采取如下措施：当渗水点不多

12、时，可设导管引导排水后再喷射混凝土；当涌水量范围较大时，可设 树状导管后再喷混凝土；当涌水严重时可设置泄水孔，边排水边喷混凝土。可适当增加 水泥用量，改变配合比， 喷混凝土由远而近逐渐向涌水点逼近， 然后在涌水处安设导管， 将水引出，再向导管附近喷混凝土。当岩面普遍渗水时，可先喷砂浆，并加大速凝剂掺量，保证初喷后，再按原配比施 工。当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施，将水引导输出后， 再喷混凝土。4.1.5 质量控制砂石骨料的质量必须符合 DL/T5144的有关规定外，砂的细度模数宜为 2.5 3.0 ， 含水率控制在 5% 7%，粗骨料粒径控制在 15mm以下；拆除作业面

13、障碍物，清除基础面的浮石和墙脚的石渣、堆积物；用高压风水将受喷面冲洗干净，对雨水易潮解、泥化的岩层，赢采用高压风清扫 岩面；埋设控制喷射混凝土厚度标志；当使用的砂石料含水率小于 6%时，速凝剂可在搅拌时掺入， 并且拌制好的混合料， 应在 20min内使用完毕；当使用砂石骨料含水率为 6%10%时，速凝剂应在喷射机的上料 皮带上或输料管内掺入，速凝剂加入后必须立即喷射；混合料应该随拌随用，不掺速凝剂的混合料，存放时间不应超过 2小时； 回弹的骨料不得重复使用；喷嘴指向与受喷面保持 90夹角；喷嘴与受喷面的距离不宜大于 1.5m。4.2 锚杆引水隧洞锚杆有系统锚杆和随机锚杆两种形式，采用全长注浆锚

14、杆。锚杆孔的开孔 应按施工图纸布置的钻孔位置进行，各种锚杆的角度偏差应符合施工图纸要求，施工图 纸未作规定时，其系统锚杆的孔轴方向应垂直于开挖面，局部加固锚杆的孔轴方向一般 与可能滑动方向相反，并与可能滑动面的倾向成约 45的交角。4.2.1 砂浆锚杆施工工艺砂浆锚杆施工工艺流程 见图 2、图 3。新建铁路长株潭城际铁路综合标4.2.2 锚杆施工方法锚杆预先在各施工支洞洞口临时钢筋加工厂按设计要求加工制作， 施工时锚 杆钻孔位置由测量队测放出来， 并用红色自喷漆标记开孔位置， 人工搭设脚手架 辅助钻孔和锚杆安装施工。开孔时，孔位偏差不大于 10cm，孔深偏差值不大于 5cm，若采用“先注浆后

15、安装锚杆”的施工方法，其钻头直径应大于锚杆直径 15mm以上；若采用“先安 装锚杆后注浆”的施工方法，其钻头直径应比锚杆直径大25mm以上；若采用孔底注浆，其钻头直径应比锚杆直径大 40mm以上。下倾锚杆应先注浆后插锚杆；长度小于 6m的上仰锚杆采用先注浆后插锚杆 方式，长度大于 6 m者，应先插锚杆和灌浆系统后注浆，其灌浆系统必须满足设 计要求。采用“先注浆后插杆”的程序安装砂浆锚杆，应先将注浆管插到孔底，然后 退出 50100mm，开始注浆，注浆管随砂浆的注入缓慢匀速拔出，锚杆安装后孔 内应填满砂浆；注浆用水泥砂浆经试验室进行配合比试验， 其基本配比范围为： 水泥：砂 =1： 11：2，水

16、灰比为 1：0.381：0.45 。水泥砂浆随拌随用，拌制均匀，防止石 块、泥块以及其他杂物混入。4.2.3 检验和试验锚杆材质检验砂浆锚杆所用的钢筋， 水泥、 砂浆等原材料及半成品， 均按规定要求取样试 验合格后投入使用。 每批锚杆材料均应附有生产厂家的质量证明书， 并按设计规 定的材质标准以及监理人指示的抽检数量检验锚杆性能。注浆密实度试验选取与现场锚杆的直径、长度、锚杆孔径、倾斜度相同的锚杆和塑料管，采 用与现场相同的材料和配比拌制砂浆，并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆， 养护7天后剖管检查其密实度。钻孔规格抽验按监理人指示的抽验范围和数量， 对锚杆孔的钻孔规格 （孔径、 深度和倾斜

17、度以及砂浆密实度）进行抽查并作好记录。现场锚杆长度和注浆密实度检测砂浆锚杆可采用物探方法检查锚杆长度和砂浆密实度； 按照监理人指示， 根 据现场实际情况抽查其砂浆密实度。抽样检查抽查比例不低于锚杆总数的 5。注浆密实度不得低于 80。锚杆验收不符 合设计要求时，应加倍扩检，如仍不符合要求，必须按相关标准规范处理，达到 设计要求。4.2.4 质量控制安装锚杆前，做好检查工作，锚杆的原材料型号、规格、锚杆各部件质量 及技术性能应符合设计要求。锚杆安装前，应进行调直、除锈和除油污处理，孔 内的积水和岩粉应吹洗干净。根据设计要求和围岩情况确定孔位， 做出标记。 钻孔前选好钻头尺寸， 采 用“先注浆后插

18、杆” 的工序施工时， 钻头直径应必锚杆直径大 15mm以上；采用“先 插杆后注浆”的工序，孔口灌浆施工时，钻头直径比锚杆直径大25mm以上。锚杆的孔深控制在 5cm。锚杆孔的开孔应按施工图纸布置的钻孔位置进 行，其孔位偏差应不大于 100mm。施工时对钻孔的孔深、孔径、砂子粒径、砂石骨料的含水率等严格控制。锚杆注浆后三日内，在砂浆凝固前严禁敲击、碰撞及拉拔锚杆。4.3 拱架由于部分洞段原支护采用的格栅拱架已经垮塌， 存在安全隐患， 为确保施工 人员的安全，经与业主、设代、监理沟通，决定对该部位采用型钢拱架重新进行 联合锚喷支护。型钢拱架我部将委托外部施工单位加工制作，采用分段制作。为便于施工，

19、 根据设计图纸， 将每榀拱架按尺寸分成 2m每段加工。安装施工时根据图纸及监理 人标明或指定的位置、 间距分片进行拼装， 边墙和顶拱拱架间的连接采用焊接方 式。若检查后发现安装不合格，根据监理人的要求进行调整、修补或置换。拱架安装时用扣件、 钢管脚手架搭设施工平台。 每榀拱架间的联系采用钢筋 进行焊接， 将各榀拱架连成整体。 为保证钢支撑施工安全方便， 在钢支撑上增设 附件，拱架的附件均采用钢板或型钢制成。附件包括钢挡板、钢棚架、钢枕、钢 楔和钢柱鞋， 其尺寸和型式均经监理人批准。 型钢钢架的附件就位， 便同型钢钢 架焊接在一起， 以防移动。 浇筑混凝土时将格栅拱架及附件留在其中。 拱架与岩

20、面间充填密实，保证格架均匀受力。拱架之间应采用钢筋网作为挡板， 防止岩石掉块。 钢筋网挡板与钢支撑牢固 连接。钢支撑施工工序如下：施工准备拱架制作拱架拼装拱架加固验收下一循环5. 资源配置5.1 人员投入配置人员配置 见表2。表 2人员投入统计表序工种人数备注1项目管理52现场管理13专职安全员14施工技术员15专职质检员26电工17电焊工18架子工69机械操作手610锚喷工411钻工212普工6合计365.2 主要材料配置主要材料用量根据设计文件、 实际施工用量、现场测量数据为依据进行计算5.3 机械设备配置 主要设备机械配置 见表 3。表 3主要设备配置表序设备名称规格或型号单位数量备注1

21、拌和站台52空压机13m3台23喷锚机台54自卸汽车10t台25装载机3m3台46挖掘机0.5m3台47手风钻YT28台88锚杆注浆机UP4.8台56. 质量保证措施6.1 原材保证措施每种材料进场前，对其生产厂家的资质、信誉等进行调查、评价，选择信 誉良好、产品性能稳定的生产厂家作为材料供应厂家；进场的水泥和外加剂必须有生产厂家的出厂合格证及品质试验报告， 并且 符合设计要求；每批进场材料运到工地后，均进行质量检验，检验合格后方可使用。锚杆：普通砂浆锚杆一般选用热轧级钢筋， 当承受力较大或者需要适应 较大变形时，应采用级钢筋。水泥：采用强度等级不低于 42.5 的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。

22、水：拌制砂浆的用水质量应满足 DL/T5144-2015有关条款的规定。砂：采用最大粒径小于 2.5mm的中细砂。外加剂：速凝剂和其它外加剂的品质，应遵守 DL/T5100-2015的规定。钢筋网：采用屈服强度不低于 300MPa的光面钢筋、其质量应遵守GB/T1499.2-2008的有关规定。聚丙烯微纤维：抗拉强度应 450MPa、纤维杨氏弹性模量应 3500 MPa、 纤维断裂伸长率 25%。6.2 检查混合料的配合比和级配喷射混凝土配合比， 按施工图纸要求， 通过试验选定， 试验成果应提交监 理人批准。速凝剂的掺量应通过试验确定， 喷射混凝土的初凝和终凝时间， 应满足施 工图纸和现场喷射工艺的要求。拌制混合料的称量允许偏差应符合下列规定：水泥和速凝剂 2；砂、石骨料 3混合料搅拌时间应遵守下列规定：采用容量小于 400L的强制式搅拌机拌料时，搅拌时间不得少于 60秒 ； 采用自落式或滚筒式搅拌机拌料时，搅拌时间不得少于 120秒 ； 采用人工拌料时，拌料次数不少于三次，且混合料的颜色应均一； 混合料掺有外加剂时，搅拌时间应适当延长。混合料的运输和存放运输存放混合料， 应严防雨淋、 滴水及混入大块石等杂物， 装