第十二章 压力管道工程施工

第十二章压力管道工程施工12.1工程特性12.1.1结构特性本标压力管道采用斜井布置，根据施工能力在高程1029.00m增设一平段，压力管道由三个平段、两个斜井组成，斜井段与水平面夹角50°。围岩为Ⅲ、Ⅳ类，Ⅲ类水平投影长度84m，Ⅳ类水平投影长度196m，压力管道由上平段、上斜井段、中平段、下斜井段和下平段组成，主管总长438.04m，主管桩号(管)0+000.00～(管)0+280.95m，内径3.25m，最大流速5.06m/s，最长支管长43.18m，支管内径2.3m，最大流速5.05m/s。每条支管末端与球阀相连。压力管道全部采用钢板衬砌。外包60cm厚微膨胀混凝土。并对平段混凝土顶拱进行回填灌浆处理，对Ⅳ类、Ⅴ类围岩进行固结灌浆处理。经初步结构计算，为了降低施工难度，高水头部分钢管采用了高强钢，钢管采用Q345C钢材和16MnR钢材。压力管道主管在管0+000.00～管0+157.15之间用Q345C钢材，壁厚度为16～28mm，主管在桩号管0+157.15m以后壁厚度为28～34mm，16MnR钢材用于支管和岔管，岔管壁厚为46mm；支管壁厚度为24mm。为了保证钢管抗外压稳定，在主管沿线每2.0m设置一道高25cm厚20mm的加劲环。压力管道施工时有阀室交通洞、7＃、9＃施工支洞提供施工道路。表12.1-1主要工程量表给序号仓项目名称派单位盒工程量斑备注倾地下洞室开挖棉1驼斜井搜石方洞挖贿m被3弊3944堵2怨竖井石方开挖领m仁3丰1656煌3靠平洞石方开挖垫m户3给2240爱永久支护参1仪锚硬杆泉(答Ф衔2誓2报，铸L=2.5m锹)登根掀2086律初期支护膛1盟Ⅲ奋类围岩刺延矛m畅84有2蚕Ⅳ尝类围岩段初期悬支护摔延峡m高196坦钻孔和灌浆诸1忧固结灌浆忍m蛋4336算2露回填灌浆宁m肃2喝2216稿3饰接触灌浆氏m暖2候200向混凝土工程街1裙C2云0难微膨胀骑砼洲(普斜井衬渣砌普)丘m笛3姓1839蝇2岁C20炊微膨胀言砼驴(抽竖井衬易砌墨)咽m技3茅772蜘3鸡C2点0悉微膨胀蔽砼袄(蓄平洞衬田砌授)举m饶3消545旋4耐C2役0糟砼垒(冬钢板衬砌回只填浩)愤m仇3捉594俭5同钢筋制安挺t资1812.1.2地质特性压力管道：平管段，长度39.7m，属Ⅲ类围岩。斜井段高程1004.5～1021.8m、竖井段高程1122.8～1140.0m为属Ⅱ～Ⅲ类围岩，其余高程井段为属Ⅲ类围岩。洞壁围岩中陡倾角裂隙与层面相互组合存在不稳定楔形体，特别是斜井与上、下平管的结合部位易产生应力集中，形成不稳定围岩，施工中应及时支护并采取相应的处理措施。下平管段，长度64.5m，为Ⅲ～Ⅳ类围岩，岩层较平缓，粉砂岩与夹层之间层间结合力较弱，洞顶易产生脱层垮塌，施工中应注意。建议施工中采取支护并加强排水措施。12.2施工规划及程序根据招标图纸及技术资料，压力管道采用钢管作为里衬，该部位施工规划如下所述：压力管道由三个平段、两个斜井组成，斜井段与水平面夹角50°。压力管道由上平段、上斜井段、中平段、下斜井段和下平段组成，主管总长438.04m，内径3.25m。施工时有阀室交通洞、7＃、9＃施工支洞提供施工道路。阀室交通洞负责上平洞开挖，7＃支洞负责上斜井段及中平段开挖，9＃支洞负责下平段及岔管段开挖。压力管道施工顺序主要在上平段、中平段、下平段开挖完成后进行斜井段开挖。针对斜井段与水平面夹角50°的施工特点，我局将组织一批专业的钻井施工队伍进行技术攻关，以保证斜井段开挖的质量。在压力管道开挖完成及厂房下部开挖完成后进行钢管的安装，钢管从各支洞运进，岔管从厂房端向支洞岔口方向安装。洞内混凝土按钢管安装程序分18m为一段进行回填混凝土施工。在压力管道施工结束后，再进行支洞的封堵。压力管道施工程序框图岔管、支管回填混凝土岔管、支管回填混凝土阀室交通洞、7#、9#施工支洞施工上、中、下平段压力主管临时支护岔管和高压支管开挖压力主管钢管安装岔管安装主管回填混凝土灌浆施工支洞封堵支管安装上、中、下平段压力主管开挖施工准备及风水电系统岔管和高压支管临时支护上、下斜井段压力主管开挖岔管和高压支管临时支护上、下斜井段压力主管开挖上、下斜井段压力主管临时支护上、下斜井段压力主管临时支护红12冰.3带染洞内布置垄12召.乓3.1沈道施工供风、供础水企施工供风、供三水由只阀室交通洞会、闻7碌＃觉、咽9妖#看施工支洞恐洞内供风、水孙系统引入障。压力管道采批用够Φ桂4腿″扮供风管峰、催Φ挎3伤″签供水管，均布存置于进洞帝右侧猾，随开挖延伸毕。族12惨.稳3.2援遵施工供电张施工供电由施删工支洞外的供锅电系统供给，饿照明利用行灯填变压器降蛙为钉36店V译引入，布置于德进洞船右侧，随霉开挖延伸。动鸣力线路布设高梦度傻2.5纱m交左右，照明电金源采线用忆36坚V纯安全电压，利室用行灯变压器筝降压引入洞内滨。哄12镰.筹3.3欠具通风散烟剩洞内通风散烟狂利用寿阀室交通洞花、麦7访＃啄、周9#神施工支洞万布置催的小2×妥37川k含w简轴流风机压入醉式通风，由剧阀室交通洞迫、谊7驰＃况、西9#锋施工支洞内的羡供风管路接入糕φ杜600改cm舞帆布风筒队通风，布帝在踏施工支洞紧顶端陵；另外各工作聚面配置一掩台丢11k鸦w描移动式风机辅圣助。麻12项.3.4辅宋施工排水施工污水处理晕考虑到开挖可哭能出现的洞内搅涌水，手洞内排水采用顿设置排水沟和洋集水坑安置抽饺水设备抽排的哀方式，排水沟甘设置在隧洞右原侧，尺寸为沫30群×怖2邻0将c亿m着，集水坑尺寸黑为厨150×钳50磁×80c诱m哑（灾长捡×苗宽貌×粘高）。点散水及涌水的蒙处理阴若发现散水药，塞在恩出现寨散水四处，安置画PC洗排水花管，用镜速凝砼药卷封经口。散水通过漂PC嘱排水花管排至拒洞内排水沟内漏，再汇入集水滴坑，最后和施慰工污水一道排蔑出洞外。涌水的处理睬疤浓在出现涌水位商置的附近设置备集水坑，再在报集水坑与涌水赤处设排水沟或季安置议PC催排水花管，将殿水引至集水坑蓄内，最后和施漫工污水一道排圈出洞外。喘12湾.睬3.5成巴洞内交通撑及出碴柜阀室交通洞郊、赠7损＃饭、淡9现#软施工支洞为压极力管道提供洞器内施工道路。谦压力管道平洞都交通巴采闲用澡5趣t暴自卸汽车运输介，斜井段采用柿卷扬机配自制浙钢架工作平确台站(风载重查量贯5t念)拿进行人员及材泡料运输。芝洞内出碴浮除世阀室交通洞控馆制段采喉用区LZL-12京0窄型扒碴机标配煌S她8素型梭矿车运输繁；衔其余洞段捞均献采区用艳LZL-12三0朗型扒碴机腾配捡5桐t菊自卸气车运输辣，捡洞外采参用猎PC22巴0参装削15畏t纹自卸汽车转运陆至指定弃碴场本。挥12鲜.躬4观握压力管道开挖券及支护捏12权.借4.1牛哈爆破试验妨在涂压力管道咬开挖前，为保禁证开挖质量，讯拟准备在锡6斥#葱支洞建内进行印爆破试验，像试验目的：尽苍可能选用最合燕理的爆破参数出，掩试验内容为钻独孔孔深、孔间缩排距、乔装药结构、装写药方式、枪装药药量、堵旗塞长度、半孔鼻率、围岩应力程变化等。围12促.修4扎.届2私遣洞挖肿施工方案含压力管道胆较乓短鱼，考虑到谅Ⅲ脉、前Ⅳ青围岩稳定性、神断面形式和施驶工的方便声：敏Ⅲ面、胶Ⅳ刑类围岩均采用效全断面开挖。凝压力管道施工怪顺序主要在上忍平段、中平段伙、下平段犹开挖完成后进指行斜井段开挖挡。肿压力管道雄平管段庭开挖采用碰人工手风钻开接挖，小钻爆法并全断面一次壮爆破成精形失作业议；普竖井段采哀用塑LM-20翠0苗反井钻机开挖影，分导洞和扩叮挖两次成形；漂斜管段采用习TD-20杆×翼20旱爬罐边开挖，分导洞贩和扩挖两次成皮形腐。笋人工棍装药，逆黄泥团堵塞，碰毫秒微差非电问管引广爆磁2痕#瑞岩石乳化炸药咸实施爆破，周垦边光面爆破，健严格遵循新奥乓法施工工艺进禾行施工。姜平管段考开挖张断面时采用振手风钻五星直匀眼掏槽盒，炊外附辅助掏槽栽增加掏槽力度疫。罢进入正常循环荒后，桌每循环钻孔深侮（始Ⅲ管）驶3.铁0烈m敬、布（关Ⅳ炒）惰2.5碧m机。殊出碴采举用坟LZL-12古0牛型扒渣机装碴度，榨1饮5阻t店自卸汽车运输较至碴场分区堆盛放绸。福出碴后，掌子典面的安全处理派采用茧人工清理铜。杂洞挖作业参数渴见表既表锤12.4周-删1团逼洞挖施工参数边表夹施工参数表衬题名竖益桌叶称虫单撇竿枕位粱Ⅱ荣类再围岩幼Ⅲ民类邮围岩蔑Ⅳ棋类采围岩努备注倍断面谁参数严断面形式庆马蹄型强断面尺寸份m已4.0×5.撑2叨4.0×5.究2桥4.0×5.辽2银开挖面积删m闪2羞22.77鄙22.77窄22.77斤钻样孔玩参时数烫钻料演淋具蓝YT-28竹钻具数量妻台晶5订5悟5台钻孔直径窗mm腊42嘴42摄42话掏槽形式喉直眼五心掏槽驱钻孔数量腔个买/拥千循环止72督72守72睡钻孔动深侨(冒单愉孔历)往m/鹰喊循环稳3.0完3.0浊2.0宇钻孔总长谊m/紫陈循环贷216牙216药144皆进尺率鄙%冷90尿90掌85故进尺耽m/章蒸循环鞭2.7气2.7愿1.7群开挖体积暖m抹3粪/皆葬循环建61.48熄61.48厨38.71拐装药登爆破挑参数月总装药量大k秧g傻/给循环折77.66涂77.66啄446.4赏单耗药量惭k拢g/单m莲3恰1.14掩1.14蜻1.02纸12荷.4.要3坐纳压力管道开挖捧12锄.4.糊3冤.1妥平管迁段开挖却采用钻爆法全忘断面掘进迈，拢YT-2临8色手风钻钻孔，钳人工坚装宽2辛#洋岩石乳化炸药被，非电雷管毫绘秒微差挤压爆突破，周边实施牌光面爆破以保傍证开挖质量。鬼开挖后，及时疮采用喷锚砼等蔽进行安全支护耐。门洞内抄出碴采普用馆LZL-12若0额型扒秧碴俯机装碴，律S跃8舌型梭矿车出碴偷；洞迁外恋PC22赠0怜装粒1当5凳t局自卸汽车运输扶至忆指定捎碴场分区堆放麦。教12炸.4.飘3控.夺2蹄投斜铃井区段开挖纺上斜井段开挖粉，先人工答持堆YT-2轨8尝型手风钻宁由元6够＃支洞向下开峰挖伞4斜～械5闭m仆，以安装反井昌钻机，然后采征用竿LM-20醉0肌型反井钻机开眼挖编，最后人工屑持滥YT-2另8蜜型手风钻场扩挖成型滩。萍反井钻机导孔团直径帽为陵0.216c跨m她，扩空直径现纯定幕为新1.4盼m获。则本标压力管道胜开挖难点主要耳为下斜井段，焦下斜井段开挖津主要采用丛：叫TD-20麻×易20足爬罐惰向上开面挖龙1.5而×课2.0慎m出大小导洞，然阀后人工推持膊YT-2悔8丛型手风钻进行治扩挖成型。炕12帽.4.润3践.谈3话阶侵支管开挖欠支管开挖采酱用炼YT-2引8泄手风钻钻孔，统人工哗装隙2像#睁岩石乳化炸药放，非电毫秒微疯差持爆破，周边采这用光面爆破。暴以保证开挖质尾量。出碴利封用糠LZL-12馆0感扒碴机装困S武8摆梭矿车运至洞佛外馆，伟1熊5群t汗自卸汽车善转冻运洞碴至弃碴配场分区堆放。方开挖后，及时着采用喷锚砼等渗进行安全支护葬。腾考虑到支管将毕作为厂房下部句开挖的交通通配道，需支将应1馒＃渴、检2顽＃支管扩挖启成业4.5穷×津4.5支m叫城门洞形。服12些.4.阶4毯筝悼不良地质带处榨理丧特殊地质段是谱指岩体特别不捐稳定，需要采字取临时安全支洽护或其他特殊尾处理方法的洞皆段。由于本工腊程的总体地质夏为堂Ⅲ礼、墓Ⅳ份类围岩，这里比所提出的特殊债地质段的处理糕仅仅是一种方组法上的考虑，溉有这种施工准成备，并不一定匠会付诸实施。姜开挖经过断层谊带或断层破碎骗带时，一般沿抖洞顶设摄置露Φ拆私m剖，歪L=2.魄5熊～从3辆m些的超前锚杆锁刃固围岩外壁，梅采仿用股“敢浅眼熟（么1私～豆1.5般m走）、密孔、少债药量，短进尺桂、多循古环滴”国的施工方案，灵必要时悬采取导坑领进抽二次扩挖成型筋施工，施工过狂程中严格控制鸽药量。导坑开懂挖时按先上导掀坑领进后下部迟扩挖的方式进吓行蚕,蔬采用锚喷支护坚结合花拱架或产钢支撑安全支榨护，特差地段对可辅以环型开苗挖及管棚施工佛。同时进行必篇要的超前探测竟，充分了解前陷方围岩情况，惨制定相应的施彼工措施和对策刷。摘对围岩不稳定尊的围岩段：按波浅眼悼（光1蕉～苹1.5四m腐）、密孔、少浸药量、多循环悬的方案施工，虹毫秒微差挤压避光面爆破。开酒挖过程中严格早控制装药量，霞尽可能小地扰谈动周边围岩，共单循环进尺控慈制疏在歉1.2甲m楚以内。对于地钥下水发育段采速取胀“炕引、排、帜堵债”作结合的综合措筛施。上部爆破诉后实施喷锚和意花拱架支护，侍最后扩挖。花绿拱架采卵用皮Φ裳25啦/条Φ亲1聚6鱼制作，边蚊长漆2鞠5撒～宏30c滨m笛，间堆距解0.遗5拢～茫0.8通m汇。侵不良地质地段届围岩开挖的一申般原则如下：助1与、软弱地质段洒：避采吼用巩“毕浅孔、少药、蛇多循例环绑”责的方法钻孔爆驼破，并在圆拱逃部位设置盐Φ令22嗽嘉L=上2菊.喝5辅~忘3修.珠0埋m烫的锚杆，其间记距徒为榜1利.0申~承1琴.钱2舅m足，排距公为店1刷.搬2兆~比1占.慨5助m药；若锚杆仍不互足以保持围岩炮稳定，则同时拨进行喷砼休（套C2诚5周，厚度辽为权3朴~吼10c莲m迫）封闭岩面，通并视情况是否雕需要加纳挂粗φ革8剂＠绑20×2躲0恰的钢筋网，以鸟保证开挖的质居量和施工期的归安全。优2敏、兆岩层较差地段料或脱层掉块严寺重段：蒜采睛用驻“祸浅孔、少药、奶多循唐环胳”白的方法钻孔爆盐破，利用导坑五领进扩挖跟进崇的方式作业，港并及时在圆拱妖部位设妖置是Φ朝22薯L=似2绵.按5截~情3珍.遭0舌m逮的锚杆，其间缓距为羞1.证0薄~绍1.2抖m止，排距荣为筛1摊.习2届~魄1塌.5沫m保；采用钢支撑湾加强支稼护，钢支撑裁用的I1耻8抓或病I20费b臣工字钢分节制回作，榀间间距兔为堵1都.剥0脱~茶1庄.长5香m少，相邻钢支撑翅之间浅由蹈Φ咬25进/稠Φ阀1讯6苦制作的花拱架饥相连；同时进现行喷砼肉（芒C2罚5衬，厚度仿为刮7苗~量15c事m继），加辞挂依φ该8眼＠呈20×2板0析的钢筋网，以熟保证开挖的质软量和施工期的阁安全。尸3观、闹特差地段：沿不但在开挖后狡要采取上述的观挂网喷砼、锚因杆、钢支撑之胞外，在开挖前贫还要采取超前来管棚及预灌浆荡等特殊手段进绵行处理。开挖们仍然蝴是索“叹浅孔、少药、姜多循摇环护”脾的方法，导坑秆领进及支护，鹰再扩挖和支护秀。熔施工中设置变思位观测装置，差定时监测，认筐真分析，及时甚推断前方岩石顾情况并制定相喘应对策，做悲到触“班早发现，早处峡理闸”旅。其施工程序戒如下：明超前管棚储—→窃预固结灌浆归—→宋排水孔外—→灾导洞光爆（孔家深矿1.2副m歌左右，周边孔叠距润30c殊m袜）埋—→嫌安全处理第—→剖第一次喷砼封玩闭顶拱（修厚传5c喇m导）稻—→佳出碴腊—→次第二次喷砼任厚凝5cm为—→婚架立钢支撑纱—→悄第三次喷砼（拾厚餐5轮～钞10c访m张）覆盖钢支撑叔及连接网既—→弱下部扩挖叙—→炭扩挖后视情况鬼进行必要的支摊护氧—→咬下一循环六毕熄洞内临时支护目本标压力管道欲洞内临时支护傻难点主要是斜泉井管段施工，席斜井管段临时易支护需自己构裤造一个简易工卷作平台（采用才钢结构，载肆重鸡5葬t晋），用卷扬机虹拖动，所有临宴时支护施工材见料及人员均由凤此平台进行运奖输，施工也在患此平台上进行沉。为保证安全突施工，平台上贱工作人员和卷厦扬机控制人员陆都配备对讲机散，及时进行沟皇通临。旨12骆.4.蛛5磨.1浩平洞段锣临时支护原则锅洞挖过程中视帖情况适时进行遇临时支护或跟法进永久衬砌，男以确保工程安栗全。辫1翁、马蹄形断面贩开挖众支护措施：书Ⅲ宜类围岩采取迎随机碍锚杆支护，锚出杆为坛Ф着瘦×2.0m食L独=2.5趁m促，筒局部素喷型1秀5铃cm童砼。觉Ⅳ夺类围岩岩体较欣破碎，稳定性贯差，采取系统脂锚杆良Ф皆鼠×1.5采m余，泛L=狸2.5廉m,智挂网喷砼支护和，加址挂午φ滑6.5反@20×20趟c燃m争钢克筋网，喷左C20赖砼怎15c第m减。座局部破碎地段窄结合花拱架支泄护。混2撑、圆形断面开帝挖支护措施：划Ⅲ联类围岩采取惑顶斧拱心150添°躁范围内制安随雀机鸟锚杆支护，锚研杆为珠Ф逼拘×2.0m株L购=2.5饱m母，民局部素喷秀1覆0睁cm替砼。基Ⅳ镰类围岩岩体较盯破碎，稳定性孟差，采取般圆拱慰240件°迈范围内制安咬系统锚杆变Ф金22@1.痕0烂×1.湖0慎m饥，队L=推3.0蜡m否，散挂网喷砼支护副，加召挂志φ茎6.5节@20×20迟c露m栏钢高筋网，喷令C20梅砼参15c想m刷。皂局部破碎地段惊结合花拱架支疗护。坡根据技术要求基，为不侵占永拜久衬砌厚度，展临时支护应在艘衬砌结构以外利。贿12鸣.4.胸5揉.乖2友伤斜井段班临时支护原则秩斜井派段执Ⅲ堪类围岩采取钻圆弧范围内购制安信Ф展构×2.0m揉L侍=2.5m寻锚杆吼，迎φ亲25亿环向钢筋扣@懒35c碧m挣，英加富挂押φ肉6.5辆@20×20环c梯m直钢原筋网，喷岸C20涛砼抛8栋c鼓m说。睁斜井段状Ⅳ赤类围岩采取花圆弧范围内制惠安尤Ф熔22@距2.0苹×湿2.0颗m专，跟L=3.0缓m位，哭φ角25叫环向钢筋齿@胜25c赏m树，桃加普挂领φ山12洲@20×20殖c明m谷钢蜘筋网，喷匆C20脑砼破15纪c合m圣。滋12法.4.粮5巾.党3摔怎兔喷锚支护施工公洞内临时支护锁根据各部位揭灭露的围岩情况篇确定支护形式茎，采坚用性“帆湿喷氧法芦”召工艺。喷砼前语，用高压水将抬岩面冲洗干净娃，清除岩石碎园屑和松动的岩本块，并保持湿胞润，喷砼混合商料在洞外的砼愁拌和站制备经难S轰8使型梭矿车或晨5鼠t板自卸汽车运输每入洞理，酱TK-96陕1歌型喷射机输送且，人工手持喷泽头分层、分段司喷砼至要求。亡喷砼施工一般鹊采用自下而上略的施工顺序，役边墙壁每层喷钢砼厚度控制为持3也～单5屠c劲m秧，顶拱每层喷俭砼控制为护2盆～填3涛c漂m代。喷砼终凝后壮人工喷水或洒钳水养护。锚杆笼钻孔采明用辟YT-2饶8卧手风钻于自制甚的平台车上，搁按照施工设计兵要求造孔，采筝用风水枪联合障进行清孔，人榨工插入、固定裕锚杆，利用高积压砂浆泵注浆越。负12册.尽5峰奔钢管衬砌碧压力管道要求贿有钢管衬砌，稳高水头部分钢邀管采用了高强准钢，钢管采粉用幻Q345指C浸钢材沾和乘16Mn夕R喘钢材。压力管狡道主管在拌管盗0+000.库0束0碰～邮管慈0+157.毛1宽5渠之间卖用错Q345壁C逢钢材，壁厚度让为探1粒6娘～抽28m泉m悔，主管在桩号且管径0+157.钟15结m林以后壁厚度离为勒2术8才～抱34m漠m筐，侨16Mn锻R持钢材用于支管蚂和岔管，岔管系壁厚鸡为瑞46m灵m顽；支管壁厚度掏为阻24m砌m尽。为了保证钢糖管抗外压稳定堂，在主管沿线百每脖2.0泻m精设置一道墙高秧25c舅m听厚负20m隐m狱的加劲环。案钢筋混凝土衬牙厚茅60cm刊，为微膨胀混纯凝土雪。压力主管钢吊管从