第11章-引水压力管道系统施工-

-第11章引水压力管道系统施工11.1概述及施工要点11.1.1概述引水压力管道系统采用一管二机的布置方式，上水库进/出水口为岸边侧式，并设事故闸门。输水系统主要建筑物包括：上水库进/出水口、上游输水主洞、钢筋混凝土岔管、高压钢支管。上游输水主洞共有两条，主洞中心间距46m，洞径D=8.50m，洞轴线方位角90°，由上平段、斜井段和下平段组成。上平段纵向底坡为8%；后接倾角为50°的斜井段，中心高程由▽343.514m降至▽16.85m，垂直高差325.664m；上游输水主洞高压下平段长度为193.865m，轴线高程▽16.85m。上游输水主洞后接两个对称“Y”型高压岔洞，高压岔洞的分岔角度为30°，长度均为18.311m，斜锥收缩，顶收缩角为10.116°，底板高程为▽13.6m。岔洞段末端经半径16.50m、角度为30°的平面弯道与钢衬高压上游输水支洞相接，上游输水支洞与地下厂房正交。高压钢衬上游输水支洞总长度为108.734m，在厂房上游侧27m处洞径由φ5.30m渐缩至φ2.78m，后与球阀及蜗壳进口断面衔接。从上水库进/出水口至厂房上游边墙上游输水管道总长度为1067.529m。上平段、斜井段和下平段的开挖洞径均为D=9.50～9.70m，混凝土衬砌厚度50cm，混凝土衬砌后洞径均为D=8.50m。高压岔洞开挖后混凝土衬砌厚度80cm。根据参考地质资料，引水发电系统布置于上水库易家冲至下水库杨桥电站一带，总体布置方向近EW向。布置山体雄厚，岩性以二长花岗岩为主，局部分布花岗伟晶岩脉和石英脉。弱风化及其以下花岗岩岩石较致密坚硬，岩石完整性较好，但布置区断裂构造较发育。引水隧洞上平段上覆岩体厚大于50m，穿过上平段主要断层有F36、F8、F6等。斜井段岩体完整性一般较好，但NW向断层F13斜穿斜井段，断层碎裂带最大宽度达2.0m,沿断层岩体蚀变明显。下平段洞室围岩以二长花岗岩为主，主要有NWW向断层F55和规模较大的NNE向断层F15、F51穿过下平段，不利于洞室稳定。引水压力管道系统主要施工内容为：（1）1#、2#压力管道主洞上平段、上弯段开挖支护、混凝土衬砌、灌浆施工；（2）1#、2#压力管道主洞斜井、下弯段开挖支护、混凝土衬砌、灌浆施工；（3）1#、2#压力管道主洞下平段、岔管开挖支护、混凝土衬砌、灌浆施工；（4）1#～4#高压支管开挖支护、压力钢管制作安装、混凝土回填及灌浆施工等。引水压力管道系统施工的主要工程量有：平洞石方洞挖77123m3；斜井石方洞挖69353m3；喷砼3349m3；锚杆13455根；砼衬砌及回填28621m3；固结灌浆35444m；帷幕灌浆3168m；化学灌浆3729m；回填灌浆13211m2；压力管道钢管制造与安装1627.72t；钢筋制安1997t。11.1.2施工特点（1）工期紧。引水压力管道系统施工，自XX年5月开始施工，XX年2月10日必须完成全部开挖支护施工，开挖总工期仅22个月；混凝土自XX年8月开始施工，到XX年2月必须完成上库进出水口、上库事故闸门井的混凝土衬砌和灌浆施工，并完成闸门及启闭机的安装，以满足上水库蓄水要求；1#、2#引水上平段、斜井、下平段、高压岔洞、钢衬高压支洞的混凝土衬砌和灌浆、高压钢管制安等全部工作必须在XX年年底以前完工，以满足XX年3月前完成4#、5#支洞封堵的要求。工期十分紧张。（2）引水压力管道系统单条斜井井线总长约449.06m，所穿越的岩层围岩以=3\*ROMANII2类为主。斜井长度长，施工难度大，特别是导井开挖和扩挖，施工难度大及安全风险大，需选择适合的施工方法、施工工艺，确保施工进度、保证成井质量和施工安全。（3）压力管道系统与主副厂房、上水库进出水口、上水库大坝等施工项目相互关联，必须合理安排、均衡施工。（4）压力管道由4#施工支洞进入引水下平洞、岔管、高压支管施工作业面，洞室纵横交错，必须合理布置通风、排水、供电系统和合理安排施工顺序，提高施工效率。（5）需采取先小导洞开挖、及时锁口支护、预锚固等有效措施，采取合理的爆破设计，控制交叉部位洞挖特别是岔管段的成型质量及围岩稳定，控制洞壁、底板开挖的成型质量，减少对围岩的破坏。（6）斜井开挖施工时应及时进行支护；在开挖支护、压力钢管安装、砼施工等各阶段均需有效落实安全防护措施，确保施工安全。（7）岔管是压力管道系统的重要部位，应进行控制爆破开挖，重点控制爆破对围岩的破坏，施工时需进行相关的工艺试验，如爆破工艺试验、围岩松弛深度检测试验、爆破振动检测试验等。开挖过程应及时进行施工监测，根据揭露出的地质情况，合理调整施工参数。11.2施工布置及支洞施工11.2.1施工支洞布置为满足引水系统上平洞、斜井的施工，在上水库山后上山顶公路旁设5#施工支洞（具体位置详见第03.4节《施工支洞布置》及附图HMF/C14-03-04）。为满足引水斜井段、下平段、岔管、高压支管的施工，在进厂交通洞的下游侧，从送风洞延伸布置一条4#施工支洞（具体位置详见具体位置详见第03.4节《施工支洞布置》附图HMF/C14-03-04）。11.2.2施工通道（1）引水系统上平段从5#施工支洞，从EL385.0m高程掘进至1#、2#引水主洞上平段EL349.30m高程，作为引水主洞上平段及斜井段的施工通道。（2）下平段、岔管、高压支管段利用已开挖好的进厂交通洞，先进行送风洞开挖施工，然后继续延伸开挖4#施工支洞，进入引水主洞下平段，EL10.05m高程，作为引水支洞、岔管、引水主洞下平段及斜井的施工道。从进厂交通洞，经送风洞、4#施工支洞进入斜井下部、下平段、岔管、高压支管段的施工各作业面。11.2.3风、水、电系统布置（1）施工供风在5#施工支洞内布置4台移动式电动10m3空压机，为引水上平段、斜井施工供风；在4#施工支洞内布置2台移动式电动10m3空压机，为引水主洞下平段、岔管、高压支管及斜井反导井、斜井下部的施工供风。风管用DN50钢管沿洞壁（用锚杆固定）接入主洞内，再用软管接至工作面附近。空压机室设在变压器室附近。（2）施工供电引水主洞上平段、斜井作业面的施工用电，从5#施工支洞附近变压器室引接，提供斜井导井和扩挖施工的动力及照明用电。井内用电，从配电系统接防水电缆入井，电缆沿井壁固定敷设，工作面照明采用卤素灯投光照明；压力管道斜井下弯段、下平段、岔管段、高压支管段的施工用电，从4#施工支洞内的供电系统接入，洞内照明用电，工作面采用1000W卤素灯投光照明，沿线照明采用150W白炽灯，间距6～8m架空布置，架空高度不小于2.50m。动力用电采用防水电缆沿洞壁架空固定接至配电柜，然后接至用电设备。斜井反导井施工用电，从4#施工支洞供电系统接入，导井施工采用36V行灯照明。（3）施工供水从上库供水系统沿5#施工支洞用DN80钢管接至引水主洞上平段，上设分水头，斜井施工从DN80钢管分水头，用D50N钢管接入井内，D50N钢管沿井壁用锚杆固定敷设，钢管随竖井扩挖向下延伸，同时设置减压装置，确保施工正常供水；斜井下平段、下弯段、岔管段、高压支管段的施工用水，从4#施工支洞内的供水系统用DN100钢管接入各作业面。11.2.4施工通风及排水（1）施工通风引水主洞上平段、斜井上部导井施工，采用压入式通风，在5#施工支洞洞口布置两台风机，风机型号SD11-2×55KW、SD10-2×55KW，配φ1000mm高强导风筒，接入引水主洞上平段。压力管道斜井反导井、斜井下弯段、下平段、岔管段、高压支管段的施工通风，采用混合式通风系统，在进厂交通洞洞口从送风机房、从4#施工支洞向内延伸，用四通或三通管引入各工作面。下平洞施工区进行强制通风，同时在洞内设置喷水降尘装置，以保证洞内施工环境。斜井和下平洞贯通后，由该压入式通风系统即与斜井形成通风循环。（2）施工排水引水主洞上平段施工，在1#引水主洞和2#引水主洞之间设一个临时集水井，施工废水用移动式潜水泵抽至集水井，再利用离心式水泵沿5#施工支洞排水管排出洞外，经沉淀后达标排放。引水主洞下平段、岔管段、高压支管段及斜井反导井和扩挖施工，在4#施工支洞内设一个集水井（排水泵站），各洞室工作面每隔30～50米设临时集水井，通过排水沟汇集施工废水至临时集水井，再用移动式潜水泵抽至4#施工支洞排水泵站，再利用离心式水泵沿4#施工支洞排水管排出洞外的水处理系统。11.2.5施工支洞施工本工程引水压力管道系统工期紧，洞挖工作量大。为满足各洞室施工需要，根据上游输水系统工程结构的布置情况，为了满足工程施工的需要，布置设计4#、5#2条施工支洞。（一）4#施工支洞（1）布置设计4#施工支洞位于进厂交通洞左侧，由送风洞进入，在桩号厂左0+230.633m处分岔起点，全长374.58m。起点高程EL15.50m，终点高程EL13.60m，支洞纵坡为0.578%。4#施工支洞是为斜井、下平段、岔管、高压支管的开挖、钢管安装等施工提供施工通道，考虑到钢管运输要求，4#施工支洞断面尺寸为7.0m×6.5m(宽×高)的城门洞型。考虑到1#高压支管钢管安装，需将4#施工支洞端头向前延伸2.5m。（2）施工方法洞室开挖采用两臂台车钻孔，大孔径（ф102mm）空孔直孔掏槽的型式，全断面掘进，一次成型，周边孔间距50～60cm，装ф25mm药卷光面爆破。用3m3侧翻装载机装15T自卸汽车出碴，PC220反铲清底。锚杆由锚杆台车钻孔、注浆。喷砼用喷锚台车喷射，6m3搅拌车供料。3#、4#、5#施工支洞爆破设计典型附图HMF/C14-11-01。（3）施工强度根据施工支洞的断面结构尺寸和施工机械设备的工作能力以及施工条件，确定各施工支洞的施工强度。各施工支洞开挖循环时间、施工强度见表11.2.1。（二）5#施工支洞（1）布置设计5#施工支洞洞口布置在上库山后上山顶公路旁，起点高程385.00m，终点高程348.52m，支洞长度为465.19m，是为上平洞、斜井、闸门井施工提供施工通道。5#施工支洞断面尺寸为7.0m×6.5m（宽×高）的城门洞型。为了加快施工进度，各施工支洞中部在岩石地质条件较好位置设置避车洞,避车洞尺寸为：10m×4m×5m。（2）施工方法洞室开挖采用手风钻钻孔爆破，先开挖4m×4m的导洞，再扩挖跟进。钻孔孔径ф45mm，孔深导洞2.5m，扩挖3m，导洞用空孔直孔掏槽的型式，周边孔间距50～60cm，装ф25mm药卷光面爆破。用3m3侧翻装载机装15T自卸汽车出碴，PC220反铲清底。锚杆由手风钻钻孔、注浆器注浆。喷射砼用砼喷射机喷射，6m3搅拌车供料。4#、5#施工支洞布置设计参数及工程量见表11.2.2。各施工支洞开挖循环时间表表11.2.1支洞名称工序测量钻孔装药爆破排烟安全处理出渣清面其它合计4#时间（h）1.03.01.51.01.02.00.51.011循环进尺2.3m，每天2.1个循环，最高月进145m，平均月进尺125m5#时间（h）1.04.01.51.01.02.00.51.012循环进尺2.3m，每天2个循环，最高月进138m，平均月进尺116m施工支洞设计参数及工程量表表11.2.2施工支洞断面尺寸(m)断面面积(m2)起/止高程(m)支洞长度(m)平均坡度(%)洞挖量(万m3)混凝土(万m3)明挖(m3)土方石方4#施工支洞7.0×6.541.4115.5～13.6374.580.511.660.31005#施工支洞7.0×6.541.41385.0～348.5465.198.02.050.391525457511.3施工程序11.3.1施工程序根据本标各施工项目的相互关系、施工特点，通过分析标书，结合施工进度要求，引水压力管道系统按下列程序组织施工：（1）工程进点后，首先进行5#施工支洞、送风洞和4#施工支洞的开挖支护施工；（2）1#、2#引水主洞上平段、上弯段开挖支护施工；1#、2#引水主洞下平段、下弯段开挖支护施工；（3）引水压力管道1#、2#高压岔洞及1#～4#钢衬高压支管开挖支护施工；（4）1#、2#引水主洞斜井下部反导井爬罐开挖施工；1#、2#引水主洞斜井上部反井钻导井施工；（5）1#、2#斜井扩挖及支护施工；（6）1#、2#引水主洞斜井混凝土衬砌施工、灌浆施工；1#、2#引水主洞上平段混凝土衬砌施工、灌浆施工；（7）1#～4#高压支管压力钢管安装、回填混凝土施工；（8）1#、2#高压岔洞及1#、2#下平洞混凝土衬砌施工；（9）1#～4#钢衬高压支管、1#、2#下平洞施工灌浆施工；（10）5#、4#施工支洞封堵。PAGE11.3.3施工安排的思路：根据招标文件要求，XX年2月底上下水库进出水口闸门安装完成，具备蓄水条件；XX年3月底所有需要封堵的施工支洞封堵及灌浆完成，具备输水系统充水调试条件。上游输水系统的上平段、斜井的主要施工通道为5#施工支洞。由于上游输水系统的上平段、斜井施工工作量大，工序多，难度大，安全风险大，在XX年2月底以前全部完成难度很大，考虑到5#施工支洞洞口高程为▽385m，已超过上水库的死水位▽376.50m高程，而且上水库的水源很少蓄水速度非常慢，本工程蓄水主要应靠下水库为主。因此上游输水系统上平段、斜井施工安排的思路是：把5#施工支洞的封堵时间安排在XX年12月～XX年3月期间，使上游输水系统上平段、斜井在XX年全年都能施工，以确保上游输水系统上平段、斜井施工有充裕的时间，从而保证施工的安全和质量。为此，需修建一条从上水库库岸至5#施工支洞洞口的施工道路，保证5#施工支洞在上水库蓄水后能正常使用。11.4上平段、下平段、高压岔洞及高压钢衬上游输水支洞开挖施工11.4.1上平段、下平段开挖施工（一）上平段开挖施工（1）施工通道：从5#施工支洞进入工作面。（2）施工次序：先进行1#上平段开挖支护施工，然后2#上平段开挖支护施工跟进，相邻两个洞室开挖掌子面间隔30米以上。（3）主要施工方法：采用手风钻钻孔爆破施工，先开挖4m×4m的导洞，然后进行扩挖，周边光面爆破。(爆破设计详见附图HMF/C14-11-04)。出碴采用3m3侧翻装载机装渣，配15T自卸车外运，经5#施工支洞至指定堆碴区。同时配0.8m3液压反铲挖掘机进行清底。由于上平段为圆形断面，为便于机械出碴和提高机械效率，便于机械行走，平洞底部铺碴形成路面，最后再用0.8m3反铲挖掘机清碴。上平段开挖施工程序、施工方法详见《引水上平洞施工程序示意图》（HMF/C14-11-02）。（4）施工组织及进度安排1）施工强度上平段为圆形段，其施工强度，按每个循环平均进尺2.7m左右计，平均月进尺85～105m。圆形段开挖作业循环时间见表11.2.3。上平段圆形断面开挖作业循环时间表表11.2.3工序测量钻孔装药爆破排烟安全处理出渣清面其他合计时间（h）1.06.02.51.01.04.00.52.018循环进尺2.7m，每天1.3个循环，最高月进尺105m，平均月进尺85m2）施工进度根据爆破设计和施工强度，确定上平洞开挖历时92天，施工时间从XX年11月1日～XX年1月31日。（二）下平段开挖施工（1）施工通道：下平段开挖施工从进厂交通洞、经送风洞、4#施工支洞进入工作面。（2）施工次序：首先进行1#下平段开挖支护施工，2#下平段开挖支护施工跟进，两个开挖掌子面间隔30m以上。（3）主要施工方法：采用三臂台车钻孔爆破施工，全断面掘进，周边光面爆破。平洞全断面掘进时，采用大直径中空孔（φ102mm）平行直眼掏槽方式，掏槽孔孔径ф48mm，深5.0m，周边光面爆破控制成型。崩落孔及周边孔孔径ф48mm，孔深4.80m，采用非电毫秒雷管延时起爆网络，每日1.00个循环，每爆破循环进尺4.0m。（详见附爆破设计图HMF/C14-11-05与下平段圆形断面开挖作业循环时间表11.2.4）。出碴采用3m3侧翻装载机装渣，配15T自卸车外运，经4#施工支洞、送风洞、进厂交通洞运至指定堆碴区。同时配0.8m3液压反铲挖掘机进行清底。由于上平段为圆形断面，为便于机械出碴和提高机械效率，便于机械行走，平洞底部铺碴形成路面，最后再用0.8m3反铲挖掘机清碴。下平段开挖施工程序、施工方法详见附图《下平洞、岔管高压支管施工程序图》（HMF/C14-11-03）。当平洞开挖穿过Ⅳ2~Ⅴ1类围岩区等不良地质段时，采用浅钻孔、弱爆破、多循环、及时支护的方法施工，必要时采用导洞法、管棚法、钢支撑法、超前支护法等方法施工，同时加强围岩变形的施工监测、检查和巡视。确保施工安全。（4）施工组织及进度安排下平段为圆形断面，根据爆破设计，平均月进尺100m，其开挖作业循环时间见表11.2.4。下平段圆形断面开挖作业循环时间表表11.2.4工序测量钻孔装药爆破排烟安全处理出渣清面其他合计时间（h）1.06.02.01.01.05.00.54.521循环进尺4.0m，每天1.0个循环，最高月进尺120m，平均月进尺100m下平段开挖支护历时71天，施工时间从XX年10月1日至XX年12月20日。（三）投入的设备和劳动力（1）上、下平段开挖的主要劳动力上、下平段开挖主要劳动力表表11.2.5工种测量工钻工炮工司机电工空压机工水泵工其他人员合计人数8308328668106（2）下平段开挖的主要机械设备上、下平段开挖主要机械设备表表11.2.6序号机械设备名称规格型号单位数量1凿岩台车Boomer353E、BoomerH178台各12液压反铲CAT320台2装载机WA380台24自卸汽车15t台125锚杆台车ROBOLT330-50C台16喷混凝土台车Spraymec9150WP台111.4.2高压岔洞、高压钢衬上游输水支洞开挖施工（一）高压岔洞开挖施工引水高压岔洞结构复杂，承受高压水头的内水压力，是地下洞室极其重要的部位，因此如何保证洞室的开挖质量，是工程施工中极为重要的工作。根据本工程的结构布置特点和地质条件，高压岔洞开挖从下平洞、主管向支管方向掘进。具体施工方案如下：（1）施工通道：从进厂交通洞、经送风洞、4#施工支洞、下平段进入高压岔洞、高压钢衬上游输水支洞施工工作面。（2）施工次序：先进行1#高压岔洞开挖支护施工，然后进行2#高压岔洞开挖支护施工。（3）施工方法：高压岔洞段开挖，采用手风钻钻孔，人工装药，先中导洞后扩挖，短进尺，小药量、弱爆破的方式施工。中导洞超前10m左右，由于岔管断面较大，扩挖分二层进行，跟进及时支护。周边预留保护层光面爆破，严格控制爆破对附近围岩的振动影响。在岔管上下游15m范围内及岔管段的开挖，预留的保护层厚度不小于1.0m，保护层开挖，周边光面爆破孔加密至40cm左右，根据爆破效果及时调整钻爆参数，确保岔管段围岩完整和无松动现象。为保证高压岔洞成型及高压岔洞围岩稳定，中导洞尺寸在满足预留保护层要求的原则下，尽可能达到装载机铲运石碴要求，以提高效率，导洞初定为宽4.0m，高4.0m，施工期严密监测已开挖边墙的围岩稳定情况，确保安全和质量。高压岔洞段石渣，用3.0m3装载机配15T自卸车经4#施工支洞外运至指定堆碴区。高压岔洞中导洞采用两臂台车钻孔爆破，采用中空孔（ф76mm）平行直孔掏槽，掏槽孔孔径ф48mm，孔深1.80m，崩落孔孔径ф48mm，孔深

1.80m，非电毫秒雷管延时起爆网络，扩挖钻孔装药用自制移动式工作平台，每日2个循环，单循环进尺按1.5m控制，弯管段单循环进尺按1.0m控制。（详见附爆破设计图HMF/C14-11-06）。如有地下水活动较大的地段，如穿过Ⅳ2类围岩开挖区，采取超前勘探措施判明地下水的活动状况和地质情况后，采取排、堵、截、引的综合治理措施。（4）施工组织及进度安排1）施工强度引水岔管开挖为渐变圆形结构，开挖要求质量很高，根据爆破设计要求和施工条件，确定岔管开挖作业循环时间及施工强度见表11.2.7。引水岔管开挖作业循环时间表表11.2.7项目工序测量钻孔装药爆破排烟安全处理出渣支护其它合计导洞时间(h)0.54.01.01.512.0循环进尺1.5m，每天2.0个循环扩挖时间(h)1.06.02.01.51.04.02.02.019.5循环进尺1.0~1.5m，每天1.23个循环，最高月进尺55m，平均月进尺50m。2）施工进度在下平段开挖完成后进行岔管开挖，首先进行1#岔管开挖，完成后进行2#岔管开挖。具体安排：1#岔管开挖时间从XX年12月11日至XX年1月10日；2#岔管开挖时间从XX年1月11日至XX年2月10日，总历时36天。（5）投入的设备和劳动力1）主要劳动力岔管开挖所需的主要劳动力见表11.2.8。引水岔管开挖主要劳动力表表11.2.8工种开挖工司机其他测量炮工合计人数301618414822）主要机械设备表引水岔管开挖主要机械设备表表11.2.9序号设备名称型号单位数量1两臂台车BOOMER352台12手风钻YT-26台123装载机WA380台14液压反铲EX200台15自卸汽车15t台66锚杆台车ROBOLT330-50C台17喷混凝土车Spraymec9150WP台1（二）高压钢衬上游输水支洞开挖施工1#、2#引水主洞经1#、2#高压岔洞后，分成4条高压钢衬上游输水支洞，高压钢衬上游输水支洞总长度为108.734m，在厂房上游侧27m处洞径由φ5.30m渐缩至φ2.78m，后与球阀及蜗壳进口断面衔接。（1）施工通道：从进厂交通洞、经送风洞、4#施工支洞、下平段、高压岔洞、进入高压钢衬上游输水支洞施工工作面。（2）施工次序：4条高压钢衬上游输水支洞开挖施工必须错开，按2#、4#及1#、3#的顺序间隔开挖，相邻2条高压钢衬上游输水支洞开挖的两个开挖掌子面必须间隔30m以上。（3）施工方法：采用手风钻钻孔爆破施工，先开挖3m×3.5m的导洞，然后进行扩挖，周边光面爆破。出碴采用3m3侧翻装载机装渣，配15T自卸车外运，经高压岔洞、下平段、4#施工支洞、送风洞、进厂交通洞至指定堆碴区。同时配0.8m3液压反铲挖掘机进行清底。由于高压钢衬上游输水支洞为圆形断面，为便于机械出碴和提高机械效率，便于机械行走，平洞底部铺碴形成路面，最后再用0.8m3反铲挖掘机清碴。交叉段一个洞室的开挖支护完成后方可开挖另一洞室。开挖后及时进行支护施工。（4）施工组织及进度安排1）施工强度依据爆破设计和施工条件，高压支管开挖作业循环时间见表11.2.10。高压支管开挖作业循环时间表表11.2.10工序测量钻孔装药爆破排烟安全处理出渣清面其它合计时间（h）1.04.02.01.08.523.0循环进尺2..7m，每天1.04个循环，最高月进84m，平均月进尺70m2）施工进度引水岔管开挖结束后，先进行2#、4#支管开挖，而后进行1#、3#支管开挖。考虑其施工强度、施工条件等因素，确定高压支管开挖历时73天，具体施工安排在XX年1月11日至XX年4月25日。（5）投入的设备和劳动力1）主要劳动力见表11.2.11。高压支管开挖主要劳动力表表11.2.11工种测量工钻工炮工司机其他合计人数41881410542）主要机械设备见表11.2.12高压支管开挖主要机械设备表表11.2.12序号机械设备名称规格型号单位数量1手风钻YT-26台162液压反铲EX200台1装载机WA380台14自卸汽车10t台85喷混凝土车ROBOLT330-50C台16锚杆台车Spraymec9150WP台111.4.3支护施工在岔管和高压支管的开挖过程中，锚喷支护迅速跟上，并在工作面三次循环时间内完成一次锚杆的支护。依据施工详图或现场围岩状况，必要时采取挂网喷混凝土或喷钢钎维混凝土等联合支护施工，并且可按监理人的指示，增设预应力随机锚杆，保证岔管围岩稳定。为防止附近开挖的岔管洞室及其它建筑物受到振动而损坏，施工时做好必要的爆破震动测试工作，依据施工详图等埋设监测仪器并观测，把岔管开挖安全爆破质点振动速度控制在50mm/s范围内。洞挖时密切注意围岩的地质条件变化，以及地下水的渗漏等情况，据此调整和评价爆破参数，施工工序，支护型式等，用以指导施工达到准确、迅速、无误。根据地下洞室爆破要求，两条岔管开挖须错开施工，其错距必须大于20m，并不得同时放炮。开挖施工本着不欠挖、尽量减少超挖的原则，严格控制超挖量，对局部欠挖部位采用高效无声破碎剂进行处理。11.5斜井开挖支护施工（含上、下弯段）本工程引水主洞斜井线总长约449.06m（含上、下弯段），所穿越的岩层围岩以=3\*ROMANII2类为主。斜井长度长，工期紧，施工难度大，特别是导井开挖和扩挖，施工难度大及安全风险大，需选择适合的施工方法、施工工艺，确保施工进度、保证成井质量和施工安全。11.5.1主要施工方案（1）导井施工本工程引水主洞斜井开挖段总长421m，直线长度约为392m。下部230m左右采用阿里马克爬罐进行反导井开挖，导井尺寸2.5m×2.7m；上部191m左右采用反井钻钻直径D=140cm的导井。爬罐施工的反导井和反井钻钻成的导井布置在斜井中心的位置。本工程拟配置一台阿里马克爬罐进行反导井开挖，1#斜井导井开挖结束后立即将阿里马克爬罐转移到2#斜井反导井开挖。（2）扩挖施工扩挖施工，采用自制扩挖台车，自上而下，用手风钻钻爆扩挖，人工清碴，从下平洞出碴。利用扩挖台车进行斜井支护施工，扩挖一段支护一段。11.5.2导井开挖施工（一）反导井开挖我局在桐柏抽水蓄能电站尾水斜井开挖施工中，采用阿里马克爬罐进行反导井施工，积累了使用阿里马克爬罐进行斜井反导井施工的经验。阿里马克爬罐反导井施工工艺流程如下：下弯段开挖、处理搭设爬罐安装平台下弯段开挖、处理搭设爬罐安装平台爬罐轨道安装爬罐安装，验收后投入使用气腿钻钻孔装药爬罐下放至爬罐平台起爆排烟接轨测量放样出渣下平洞开挖爬罐设备进场爬罐拆除爬罐检验完好退库拆除爬罐平台反导井开挖到指定位置爬罐运行安全清撬拆除爬罐轨道（1）施工布置供风、供水、供电：斜井反导井开挖所需风、水、电均由下平洞已形成系统接引，通过阿里玛克爬罐轨道所含的管路供至作业面。通风：采用空压机供风，通过阿里玛克爬罐轨道所含的管路，向工作业面吹风，烟尘排至下平洞后，由下平洞排风系统排出洞外。排水：施工排水系统利用下平洞开挖时已形成的排水系统。（2）爬罐安装：①爬罐平台：在下平洞搭设爬罐平台，平台由洞顶拱锚杆悬吊加固，锚杆采用Φ22钢筋，间距5.0m、排距1.0m，锚入岩体3.0m，平台距顶拱约3m，宽5.5m，长约20.0②轨道安装：安装高程距洞顶约30cm，先在井口处安装弧形轨道，继而向两端延伸。轨道采用膨胀螺栓固定在岩壁上。③爬罐安装：爬罐安装在搭设好的平台和轨道上进行，安装严格按说明书操作，安装结束经调试运行投入施工。（3）反导井开挖施工①先导井开挖：爬罐轨道安装前，先在反导井井口开挖先导井，使爬罐能进入斜井段，保证反导井正常施工。先导井采用手风钻或多臂钻钻孔开挖，开挖深度为4～5m，断面尺寸同反导井。②钻孔爆破：爆破造孔用7655气腿钻在爬罐上进行，采用4#抗水岩石销铵炸药、非电雷管引爆。爆破参数初步拟定为孔深1.8m，孔径φ48mm，循环进尺1.5m，具体爆破参数在施工时根据岩石及施工情况进行调整。（详见附图HMF/C14-11-08）。③出渣：反导井开挖石渣顺导井溜至下平洞，由WA380装载机装入15T自卸车运至渣场。为便于反导井出渣及斜井扩挖出渣，需在下弯段进行局部超挖，超挖位置范围，初步估算为260m3/条。（二）上部导井反井钻施工（1）施工工艺流程上平段开挖支护施工上平段开挖支护施工反井钻机安装、调试、试运转φ244mm导孔自上而下钻孔、断层破碎带灌浆处理反井钻机转移出工作面换φ140㎝扩孔钻头，将导孔扩孔成φ140㎝导井反井钻机砼基础、泥浆循环池、冷却水池形成扩挖支护施工（2）导井施工①准备工作：在上平段EL337.5m高程上布置反井钻作业平台，平面尺寸约为10.0m×6.0m，用于布置钻机的主要辅助设备；钻机砼基础的尺寸要求为5.0m×2.2m×1.0m；开挖12m3泥浆循环池和冷却水池；架设钻机专用供电线路，设置380v配电系统；铺设钻机D50专用供水管路，要求供水量不小于15～20m3/h；在钻机、配电柜、泥浆泵、循环池等位置分别设置经防水保护的500w卤素灯投光照明。②导井施工：压力管道斜井上部约191米的导井采用反导井钻施工，（详见附图HMF/C14-11-09）导井布置于斜井中心线上。导井施工分两部分，首先用LM300型反井钻自EL337.54高程自上而下钻导孔，导孔直径φ244mm。然后，由下平洞进入，通过阿里马克爬罐开挖的斜井下部反导井，拆下导孔钻头，换接φ140cm扩孔钻头，用LM300型反井钻自下而上扩孔，完成导井施工。反井钻机为连续作业，为保证夜间施工，在钻机、开关柜、泥浆泵、循环池等位置分别设置不小于200W的照明灯，并作防水保护。使反井钻机施工达到技术指标。根据工程情况，竖井技术参数控制指标为：钻孔直径1.40m，钻孔偏斜率不大于0.8%。③质量保证措施1）孔径保证选用的扩孔钻头为标准φ1.40m钻头。2）偏斜控制钻井偏斜就是反井钻施工的技术关键，为此，采取以下措施：a、施工设备选用经检修完好的反井钻机和泥浆泵，保证其性能良好。b、钻机安装定位钻机安装牢固，定位准确，混凝土浇筑密实。c、合理布置钻具选用螺旋、直条等多种镶齿稳定钻杆和硬岩导孔钻头，并根据地质条件合理布置。d、正确选择钻进参数钻进参数主要是根据地质条件和不同的钻进位置选择不同的钻压、转速和确定相应的钻进速度，并根据实际钻进过程进行相应的调整。e、精心操作挑选有多年实践经验的操作人员，按照施工组织设计和反井钻机操作规程进行操作，及时发现和处理钻进中的问题和事故。f、处理复杂地层断层部分对钻孔精度有直接的影响，必须在钻进过程中给予足够的重视，处理好导孔钻头进入断层、出断层以及灌浆后的重复钻进工作。④扩孔钻进扩孔开孔，当扩孔钻头接好后，慢速上提钻具。直到滚刀开始接触岩石，然后停止上提，用最低转速(59rpm)旋转，并慢慢给进、保证钻头滚刀不受过大的冲击而破坏，给进一些停下，等刀齿把凸出的岩石破碎掉，再继续给进。开始扩孔时，下边要有人观察，将情况及时通知操作人员，等钻头全部均匀接触岩石，才能正常扩孔钻进。⑤完孔当钻头始至距基础2.5m时，要降低钻压慢速钻进，并且要认真观察基础周围是否有异常现象，如果有，要及时采取措施处理。慢慢的扩孔，直至钻头露出地面⑥反井钻机拆除将扩孔钻头卡固在钢轨上、拆掉钻机的前后斜拉杆和各种油管,将主机车从钻架上拆掉，将钻架主机车和一些辅助设备拆下。将扩孔钻头吊装牢，将轨道拆掉，将钻头提出孔外，运到井上；然后将操作车吊上来，再将泵车、油箱冷却器拆下，分别运到出。全部钻孔工作结束。⑦复杂地层处理根据反井钻机Ф244mm导孔所揭露的地层，对复杂地层，根据情况决定是否需要进行处理。11.5.3斜井扩挖施工斜井扩挖，由上至下进行，在扩挖施工中为混凝土施工作必要的准备。扩挖按深度不同分两种施工方法，在扩挖30m范围内，由于作业面距井口距离较短，不能满足扩挖台车运行系统运行范围，故采用岩壁爬梯作为施工人员的交通及材料、工具的运输，当扩挖深度大于30m以后采用扩挖台车施工，其施工工艺流程为：清面测量放样钻孔、装药清面测量放样钻孔、装药爆破排烟安全处理扩挖台车就位安全支护清面测量放样钻孔、装药扩挖台车提升至安全位置爆破排烟接轨及风、水管线深度0—30m工序循环深度大于30m工序循环①供风、供水：扩挖所需风、水管线均从上平洞形成系统接引布置，在扩挖台车的两轨之间分别采用φ100mm和φ50mm钢管供应斜井扩挖及后期混凝土滑模的用风和用水，风、水管线随扩挖跟进，用锚筋固定在岩壁上，作业面前30m为橡胶管，以便在放炮时随扩挖台车一起撤离作业面。②供电：动力线、照明线和通讯线布置在井壁高处。在井筒内每20m设一盏220V白炽灯，在扩挖台车上安放一台BJZ行灯变压器，台车上使用电压36V的安全照明。另外，台车上布置一台单相电焊机。③通风：由于导井已贯通，整个地下洞室已形成自然通风的环路，因此扩挖通风为自然通风。特殊情况启动下平洞通风系统加快洞内空气流动速度。④排水：扩挖施工排水由下平洞排水系统进行。（2）运输、交通及扩挖台车运行系统①井口平台：为方便运料/乘人车在井口弯段处的装料及人员的上、下车，在井口布设型钢制作的施工平台，在平台下方超挖一定空间用以安放牵引扩挖平台车卷扬机。②扩挖台车及运行系统扩挖台车初步设为三层操作平台(施工时做专项设计)，给在作业面上的钻孔、装药、锚杆施工和喷混凝土等工作提供了宽敞、安全又实用的工作场地。扩挖台车由2台10t卷扬牵引，台车轨道用两根20号槽钢焊接而成，由锚杆作支撑，开挖一段跟进铺设一段。在铺设轨道的同时做混凝土滑模体轨道锚杆施工具体见附图《斜井扩挖井口平台及卷扬机布置图》（HMF/C14-11-10）。③运输与交通系统扩挖深度在30m以内时斜井施工以爬梯为施工人员的交通手段，由人工进行材料、机具的运输，深度超过30m以后，设一台载人/送料小车（人、货不同载）与扩挖台车共用同一轨道，载人送料小车用一台8t卷扬机牵引。在已扩挖的底拱按要求布设钢筋爬梯，以防止意外停电等情况下，供施工人员的交通。（3）开挖方法：由于本斜井井径较大，而爬罐可开挖的导井面积相对斜井断面偏小，斜井的倾角为50º，根据桐柏电站斜井扩挖的经验，经分析及测算，采用浅孔梯段、多循环微差爆破，控制石渣粒径防止堵井，使爆破石渣顺利通过导井溜至下平洞。扩挖施工方法详见《斜井扩挖方法示意图》（HMF/C14-11-11）。（4）上、下弯段开挖分两部分进行，上弯段▽336.1m高程以上，下弯段▽23.9m高程以下，部分在上、下平段开挖时进行，开挖方法与上、下平段开挖相同；其余部分在斜井开挖时进行，开挖方法与斜井开挖相同。上、下弯段开挖时，钻孔深度为1.5～2.5m，钻孔前必须由测量精确放出开挖边线，严格控制好钻孔角度。①钻孔爆破：钻孔爆破采用YTP26型手风钻在扩挖台车上进行钻孔（深度小于30m时，搭设钢管脚手架），孔深2.6m，循环进尺2.5m。为保证斜井的成形和减小超欠挖采用光面爆破。为减少人工扒渣工作量，掌子面尽量垂直洞轴线，使整个工作面形成漏斗状。爆破布孔及爆破参数详见附图HMF/C14-11-12。（5）出渣：扩挖出渣在下平洞采用WA380装载机装15t自卸车经4#施工支洞运至下库料场。（6）支护施工：支护紧跟扩挖工作面进行，在顶拱120°范围内均喷5cm厚混凝土，岩石节理及断层破碎带采用超前锚杆和钢筋网喷混凝土支护。支护工作均在扩挖台车上进行。斜井段有F13断层通过，且断层与斜井交角30°～40°，断层破碎带最大宽度达2.0m，拟采用超前锚杆和钢筋网喷混凝土支护。部分沿断层岩体蚀变明显，故在开挖施工时，主要采取短进尺、弱爆破、支护紧跟作业面的方法施工。同时在常规掘进施工时，注意记录和观察岩石结构的走向、裂隙、渗水等情况，及时进行排水孔、随机锚杆等施工。在具体施工过程中，备足进行临时支护使用的各种材料，如锚杆、钢筋网等，同时组织落实施工人员。另外还根据地质资料及现场施工情况，制定预见性的施工技术措施，做到有条不紊。除有具体的措施和组织相应的材料人员外，还配备进行安全监测的人员和设备，及时进行质点振动速度等指标测试，为控制围岩破坏范围，选择开挖爆破参数提供依据。11.5.4斜井测量方法：斜井段是黑糜峰电站上游输水系统的关键线路，开挖直径9.7m，斜井直线段净长392.43m，倾角50°，加上、下弯段总长为449.06m。在斜井中，纵向平距与高差关系非常紧密，互相影响。就本工程而言，纵向（掘进延伸方向）平距每前进1m，则中心线高差就达1.192m。故《水利水电施工测量规范》（SL52-93）对斜井的贯通误差有特殊的要求，详见表11.5.1。因此，在考虑斜井施工测量时，须对斜井特殊布设近井控制点，而且近井控制点必须纳入基本导线中施测。这样就相当于用为保证贯通而设的洞内第一级控制--基本导线直接放样。斜井贯通后，将在近井点上直接施测贯通误差。斜井开挖贯通误差表11.5.1误差类别横向误差纵向误差竖向误差极限贯通误差值（mm）±100±100±50根据施工组织设计，先导井，后扩挖，最后混凝土衬砌的顺序，就斜井施工测量分述如下：（1）斜井开挖的测量控制在考虑斜井施工测量前，须对斜井布设近井控制点，近井控制点纳入基本导线中施测。具体做法是：上平段控制由上水库区高等级控制点、上库进水口导线点、上平近井控制点按四等要求组成闭合导线。其中上平近井控制点应考虑扩挖影响，考虑放样、校测反井钻需要、点位采用埋设钢筋或洞壁观测台。下平洞控制由下水库区高等级控制点、进厂交通洞导线点、送风洞导线点、4#施工支洞导线点、下平段近井控制点按四等要求组成闭合导线。下平洞控制线路较长，遇较短边长情况采用洞壁观测台，基本边长约200米布置一点。斜井放样前控制必须严密平差，必须满足四等导线精度要求。（2）导井施工测量1）下平段近井点布设在ALIMAK爬罐附近，点位将根据现场实际设计，点位精度满足四等要求。要求该控制点能直接放样导洞起始段，及导洞进尺50米左右能在导洞底部（开挖1*1米观测平台）建立支导线点。上平段近井点布设在反井钻附近，控制点要求能精确测定钻机开孔位，测定钻杆掘进方向和入岩角度。在上部导洞形成后在导洞底部每30~50米开挖1*1米观测平台建立支导线点，支导线点主要用于贯通测量、扩挖放样。导井激光装置布置、近井控制示意见图：HMF/C14-11-072）采用全站仪对安装在ALIMAK爬罐规道侧的激光导向装置进行控制。放样时，在近井点架设仪器，后视基本导线点，利用全站仪无棱镜测距功能实测激光光斑（可用白纸板作为投影面）的三维坐标三到四个，根据桩号、高程现场计算出激光线是否满足导洞设计开挖要求。进尺较长（40m以上）后，采用全站仪对导井位置、桩号及高程进行精确的定期检测，在接近贯通面时，则要求及时精确确定各参数，以提前预计贯通形象及制定贯通计划。3）采用激光定向仪后可以连续提供中心方向线，指导开挖防止导洞偏离设计线。该装置减少了测量工序，减少了测量危险程度，具有既保证精度，又安全快捷的优点。在开挖进尺到一定距离后，目标孔位也要向上延伸，通过上次校准的激光将目标孔位放出，安装觇牌后，通过上述办法进行实测、调整至设计的方向与倾角。通过较长距离的基线来精确控制激光。4）轮廓点放样：根据定好的激光束及其在斜井导井中的实测位置，用支距法在掌子面上把导井轮廓放出。在开挖至后期时，将加强对导井的控制，及时量测导井的精确桩号，以确定精确的掘进数量，控制贯通计划，预计贯通形象。（3）扩挖施工测量导井开挖贯通后，拟定先进行贯通误差的测定。导井近井点、导洞底部观测平台点、或利用爬罐平台中间点组成贯通测量导线。根据贯通误差的实测值，将已闭合的上、下两条导线作为一条附和导线进行平差，以便提供一条匹配的引水主洞轴线。1）激光定向器的安装：拟在斜井中心轴线和两侧腰线上共安装三台隔爆型激光定向器，腰线的激光器安装圆周上，具体操作如下：在扩挖进尺20m后，就准备安装激光定向器，首先制作一个安装激光器的定位架和一个倾角为50°的三角形底座。底座用1cm厚的钢板制作，通过螺旋与激光器连接，用全站仪测定斜井中心轴线的延长线与弯段顶拱附近的铅垂线的交点的桩号与高程，把定位架焊接在交点处顶拱预留的锚筋上，让定位架的底面尽量水平，然后前后移动激光器，在大体就位后，再通过测定激光束前进方向上两点的坐标来精确校正激光，使激光器的激光束刚好能与斜井中心线重合，或者使其与中心线平行一固定距离，将激光定向器固定。用同样的办法将两侧腰线位置的激光定向器正确安装，腰线位置的激光定向器可以很容易的安装目标靶，能够快速的恢复有可能偏动的激光束。扩挖放样观测平台、激光装置布置示意见图：HMF/C14-11-072）放样的实施：在实际的轮廓线的放样中，以激光束为基准，使用专门设计制作的全圆式放样仪来控制断面的尺寸，将放样仪的中心管与激光指示的中心线重合或按照施测的偏离值调好后，将其固定，此时垂直于中心管的臂杆的指示刚好为斜井的径向剖面，即可描绘出径向轮廓线。利用放样仪放样具有直观，简洁的特点。支导线点设站，利用全站仪激光无棱镜测距功能，FX4500计算器编程配合计算放样。我们在同类工程中更多采用全站仪加计算器完成放样工作，测量仪器在场可以及时对已开挖形体实测、计算，从而减少修规和滑模时由欠挖引起的麻烦。斜井扩挖要求随开挖进尺及时进行，每次放样时，利用放样仪对上一循环的开挖情况进行检查，及时标出欠挖部位，以便及时处理。3）根据同类工程测量经验，在掘进过程中，将在扩挖斜井段30~50米的底板处，超挖一部分，布置一个基本导线精度的点位，（需要在其上部安装钢护屏障，可以留一个活动窗口以通视）。作为进行下部的扩挖控制近井点。4）开挖断面的测量：设站斜洞导线点，实测开挖断面。由于斜洞内设置测站点困难，（不可能如平洞断面测量先测定断面桩号测站）只有根据全站仪测量数据满足桩号要求再内存。如斜洞段控制点桩号0+427.85，我们要实测0+410、0+415、0+420、0+425、0+430、0+435、0+440、0+445，先概略找需要的桩号，测一点看一点，桩号偏差5厘米以内可以内存该数据。斜洞断面测量可能效率较低，但比传统断面测量科学合理。11.5.5施工组织及进度安排1）施工组织反导井开挖、斜井扩挖施工各工序循环时间见表11.5.2、11.5.3反导井开挖循环时间表表11.5.2工序清撬测量放样接轨钻爆通风其他合计时间(h)0.51.02.08.01.5416反导井开挖每天1.5个循环，循环进尺1.6m，平均月进尺70m，最高月进尺80m。爬罐平台安装15天，爬罐安装15天，爬罐拆除7天。反导井施工工期为7.5个月。1#反导井施工时间安排在XX年12月10日至XX年5月25日2#反导井施工时间安排在XX年4月11日至XX年9月10日导井扩挖工序循环时间表 表11.5.3工序清面喷护测量放样钻爆接轨其他合计时间(h)2.03.01.093422.0平均1.09循环/日，循环进尺2.5m，日进尺2.73m，平均月进尺84m，最高月进尺88m。扩挖台车、送料小车安装就位10天，拆除5天。卸料平台安装15天。扩挖施工工期为7个月。1#斜井扩挖施工时间安排在XX年5月26日至XX年10月25日2#斜井扩挖施工时间安排在XX年9月11日至XX年2月10日11.5.6拟投入的劳动力和主要设备1）施工劳动力安排见表11.5.4主要劳动力计划表 表11.5.4工种开挖工电工测工司机焊工空压机工卷扬工其它合计人数2588153646752）施工主要设备见表11.5.5斜井开挖施工主要机械设备计划表表11.5.5名称规格型号单位数量备注阿里玛克爬罐STH—5E/EE台1气腿钻7655/YT28台6手风钻YTP-26台16卷扬机JM-8/JD-10台1/2装载机WA380台2自卸车15台8空压机VHP700E台2喷射机台2潜水泵台2扩挖台车自制套1含送料小车电焊机台2反井钻LM300台111.5.6安全、质量保证措施（一）安全保证措施斜井作业危险性大，为确保安全，洞口周围应设置防护围拦。防止杂物坠入洞内。竖井、斜井采用自上而下开挖时，必须先锁好井口，确保井口稳定。当井深超过15m时，采用提升设备。当竖井、斜井进行扩挖时，应由井口周边至导井口留有适当坡度，便于人员站立和扒渣。爆破后，必须认真处理危浮石，和四周井壁。扒渣人员扒渣时，必须系好安全带，自井壁边缘石渣顶部逐步下降扒渣。当导井被堵塞时，严禁到导井口位置或井内进行处理，必须到井口进行处理时必须采取有效措施方可进行。井内设置的人行爬梯，每隔10～15m时，要设休息平台，爬梯应装护栏。当边墙出现滑脱现象时，应先查清原因，制定具体措施，迅速处理。处理前要先加固周边塌方体，施工作业人员应位于有可靠掩体下进行作业。对于扩挖后出现的不良地质条件的临时支护，应结合永久支护进行支护。需锚喷支护时，要采取综合防尘措施，尽量降低粉尘浓度。有条件可设置防尘水幕，以及采用水泥裹沙法喷护混凝土的新工艺。当岩石渗水严重时，喷混凝土之前先行设法排水，喷混凝土后钻孔排水，以防止喷层脱落伤人和损坏设备。喷锚作业结束后，要派专人检查喷锚质量，发现问题及时处理。当竖井、斜井深超过15m以上，采用提升设备时，所使用的提升设备必须安全可靠。卷扬机司机必须经过专业培训，取得安全操作证方可进行操作。卷扬机基础必须经过工程技术人员设计，各项技术指标数据完全满足卷扬起重重量。钢丝绳绳径必须与所用的卷扬机相匹配；吊顶滑轮，必须与卷扬机滚筒绳相匹配。送料小车和扩挖台车的钢结构连接点焊接必须牢固可靠，运行轨道必须横向平行、纵向水平，高低误差必须满足运料小车扩挖台车安全运行要求。使用卷扬机、送料小车，扩挖台车时还要做好以下几项措施：①设置防护装置：用来隔离危险因素，可在送料小车，扩挖台车前部用钢板做护盖，角钢或槽钢做支撑架，这种直接隔离防护措施可力争作到外观美、适用性强，不妨碍作业，不降低机械工作效率又可直接防护，坠物或其它外力对作业人员的伤害。②距离防护。竖井、斜井开挖作业时，由于井深岩壁渗水，岩石风化，坠小石块或其它坠物，为了防止坠物造成伤害，可在台车相应部位加一块挡护棚来隔离坠物对人体的打击。③保护装置。由于送料小车、扩挖台车运行距离长，钢丝绳容易磨损，造成断丝影响安全运行，可在适当部位加托滚，防止钢丝绳磨岩面，变形减少承载能力。④自动断电装置。这种型式的装置，用在台车和送料小车运行防止发生意外，如：操作员操作不当，制动因外界条件影响失灵，等原因造成过卷，而发生事故。如：在台车、小车运行上下止点处加限位开关。升降限位器等。对于保险装置，要求安装正确，调试准确，经常检查，精心维护，确保安全装置灵敏性，可靠性和准确性。⑤信号装置。当竖井、斜井开挖到一定深度时，由于烟尘、雾气等原因造成照明光线不足时，指挥人员很难辨清台车和运料小车到位情况，可在操作台旁，指挥员前方装上彩色信号灯，来提示操作员、指挥员、注意升降到位情况。可有效防止过卷或下放不到位的错觉。⑥音响信号。除采取以上措施外，把音响信号有机地结合在措施当中，可互补以此提醒作业人员，注意操作，效果十分理想。⑦设立安全标志牌。针对洞挖作业实际情况，设立符合作业内容，含义明确，字迹醒目，文字简短的各种标志牌，如：“进洞戴好安全帽”井口设置“井下作业，勿抛杂物”变压器边设立“高压危险，小心触电”等，以提示所有进洞人员注意危险。⑧劳动防护用品的供应。井下作业条件十分恶劣，潮湿、烟尘、渗水等，因此对井下作业人员的劳动防护用品的供应必须及时。如：焊接作业人员电工作业人员的绝缘鞋，胶靴防护面罩，扩挖台车上下通道用的安全网，安全带等，要保证这些用品的安全可靠和及时供应。⑨文明施工，洞内井下所用的工器具，材料用后必须摆放整齐，禁止随意堆放，防止碰撞，滑跌伤人，因此搞好文明施工对安全生产有着十分重要的意义。（二）质量保证措施1.建立质量管理网络，明确每个洞井施工的质量责任部门和责任人员。2.合理设置测量控制点，并做好保护，防止被破坏，建立定期复核制度，保证测量控制点的精度。3.配足测量人员，做到每个洞室每一次钻爆，都由测量放出控制性的点和周边轮廓线，使每次钻孔周边位置准确，防止超挖欠挖。4.每个洞井施工前，由技术部门编制详细具体的作业指导书，并组织技术质量交底，使相关的施工和管理人员能明确施工组织设计意图和质量要求。5.每个洞井的开挖钻爆，由技术部门提出爆破设计，开挖过程中由专职工程师现场控制，严格按照爆破设计布孔、装药、联网，起爆。6.所有的洞井的周边轮廓线及井口的边坡，全部进行光面爆破或预裂爆，控制洞室周边轮廓线和边坡的开挖质量，保证半孔率满足要求。7.开挖过程中，由技术部门根据实际地质条件和爆破试验结果，不断优化爆破参数，从技术上提高开挖质量。8.洞室交岔口部位，合理安排开挖、支护、砼施工各工序之间的次序，采取控制爆破措施，防止爆破对已完工部位建筑造成破坏。9.定期检查通报各洞井施工的质量情况，针对所出现的质量问题，制定相应的纠正和预防措施，提高施工质量水平。10.采取以下措施进行钻进偏斜控制。确保钻机及辅助设备的性能良好，定期检修保养、增加备件，如钻机主机、泥浆泵、冷却水泵、液压泵站等；确保主机基础强度、钻机安装牢固、准确定位；合理选用钻具，合理布置，如选用螺旋、直条等多种镶齿稳定钻杆和硬岩导孔钻头；正确选择钻进参数，及时根据不同地质条件、不同钻进位置选择不同的钻压、转速和确定相应的钻进速度，同时据实际钻进过程进行相应的调整；配备由实践经验的操作人员，严格按照施工组织设计和反井钻机操作规程进行操作，及时有效地发现和处理钻进过程中出现的问题和故障；做好地质资料分析和现场地质条件变化情况记录、监测工作，及时处理好导孔钻头进入不良地质断层、出段层及灌浆后的重复钻进工作。11.6不良地质条件下及交叉洞段的施工方法引水压力管道系统洞挖施工过程中主要交岔段有：1#～2#上平洞与5#施工支洞的交岔，1#～2#下平洞与4#施工支洞的交岔，1#～2#下平洞与1#～2#高压岔洞及高压上游钢衬输水支管渐变进厂段与主厂房上游边墙的交岔。对于围岩条件较好的交岔段洞口开挖，施工时采用小导洞、短进尺、密排孔、细分段或分层扩挖方式进行开挖，且边开挖边锚固施工，在掘进二个循环后进行一次支护施工。对围岩条件差，节理发育段，采用预锚固支护，预留保护层，短进尺，多循环，密孔细分段方式掘进，边开挖边支护，对于高压钢管渐变、进厂段必须采用此方式进洞。对高压岔洞与高压上游钢衬输水支管采用先行掏槽爆破，然后崩落爆破，最后进行光面爆破成型，成型后及时支护。具体钻爆参数据实际地质情况确定。对于交叉段相邻洞挖进行间隔施工，必要时对相对洞口进行保护。1#～2#下平洞穿过破碎带时，采取超前勘探、预锚固支护，预留保护层，短进尺，多循环，密孔细分段方式掘进，边开挖边支护，同时通过围岩预灌浆、超前勘探、强制排水等辅助措施。11.7混凝土施工11.7.1混凝土衬砌特性引水系统砼衬砌特性见表11.7.1。引水系统砼衬砌特性表表11.7.1工程部位工程项目1号主洞(m)2号主洞(m)衬砌厚度(cm)砼工程量(m3)备注1号主洞2号主洞上平洞上平洞(坡比8﹪)172.411172.4115027282728斜井1斜井上弯段26.95626.956504274272斜井直段392.427392.42750621162113斜井下弯段29.67129.67150470470下平洞下平洞193.931208.9315030703307高压岔管高压岔管48.47448.47480980980引水支管引水支管(四条)108.731*293.731*26529712551施工支洞4号施工支洞2493含支护、路面5号施工支洞3109含支护、路面11.7.2施工布置（1）施工用风、水、电：施工用风、水、电均利用开挖施工时已形成的供应系统。斜井施工各系统控制均设在模体主平台上。（2）施工排水：在下弯段设一挡水围堰，采用潜水泵将水排至4#施工支洞集水井内再排出洞外。（3）施工通讯：设矿井电话进行井上、井下通讯联系。（4）施工通道：施工通道利用出碴通道，主要有：引水上平洞经5#施工支洞进入作业面，引水下平洞由下库上坝公路经进厂交通洞、4#施工支洞至作业面。斜井交通利用载人/送料小车进行井内施工人员的上下交通，在停电等特殊情况下，利用开挖期已形成的钢筋行人梯进行人员的撤离。（5）混凝土生产：混凝土由上、下库混凝土拌和楼（站）供应。（6）混凝土的运输：拌和楼（站）至作业面由6m3搅拌运输车运输，由作业面至仓面的运输，平洞内以拖式混凝土泵入仓，斜井利用载人/送料小车手推车、溜筒入仓。（7）钢筋加工由下库钢筋加工厂加工成型，经20T自卸车运至各作业面，人工绑扎。11.7.3施工程序引水系统各部位的砼在相应部位的开挖支护完成并具备条件后进行浇筑，本标引水系统砼工程施工程序安排见如下框图：11.7.4砼分层分块引水系统砼浇筑程序参见图HMF-C14-11-13。（1）斜井上弯段、下弯段、斜井直段上弯段轴线长度为26.956m，平均分为2块，每块长度为13.478m，下弯段轴线长度为29.671m，平均分为2块，每块长度为14.835m，全断面一次衬砌成型，斜井直段连续浇筑。（分段详见图HMF-C14-11-13、14）（2）上、下平洞段上、下平洞段砼全断面一次衬砌成型。原则上分段每段长10m，根据衬砌长度及结构要求衔接段稍作调整。（分段详见图HMF-C14-11-13、14）（3）高压岔管高压岔管砼全断面一次衬砌成型。（4）引水支管引水支管为钢衬段，安装2节（约12m）钢管后，再进行砼回填浇筑一次，并根据衬砌长度及结构要求衔接段稍作调整。浇筑顺序详见图HMF-C14-11-13。（5）4#施工支洞4#施工支洞封堵段，分A、B两个区段施工，即1#～2#引水洞之间为A区，2#引水洞以左为B区，原则上分段每段长9m，根据堵头长度及结构要求衔接段稍作调整。（分段详见图HMF-C14-11-13、20）（6）5#施工支洞5#施工支洞进口衬砌按10m分块，每块分3层（底板、边墙、顶拱）浇筑。5#施工支洞封堵段，分A、B两个区段施工，即1#～2#引水洞之间为A区，2#引水洞以左为B区，原则上分段每段长9m，根据堵头长度及结构要求衔接段稍作调整。（分段详见图HMF-C14-11-13、21）11.7.5模板（1）模板方案引水系统所用模板主要有：异型钢模板，钢模台车、斜井滑模及部分木模板等型式。（2）模板规划具体如下：=1\*GB3①斜井的上弯段、下弯段、高压岔管砼衬砌采用异型钢模板。=2\*GB3②斜井直洞段采用φ8.5m全断面滑升模板。详见图HMF-C14-11-15。=3\*GB3③上、下平洞采用钢模台车。详见图HMF-C14-11-16、17。11.7.6砼施工方案引水系统砼施工方案见下表11.7.2：引水系统砼施工方案表表11.7.2工程部位分段分层模板施工通道砼运输设备及入仓方式上平洞全断面，原则按10m一段浇筑。钢模台车上库砼拌和系统→上库施工主干道→5#施工支洞→施工现场砼接料点7m3砼搅拌运输车运输，HBT60A砼拖泵泵送入仓斜井上弯段全断面，分2段浇筑异型钢模板上库砼拌和系统→上库施工主干道→5#施工支洞→施工现场砼接料点同上下弯段全断面，分2段浇筑异型钢模板下库砼拌和系统→下库施工主干道→进厂交通洞→4#施工支洞→施工现场砼接料点同上直段连续浇筑φ8.5m全断面滑升模板上库砼拌和系统→上库施工主干道→5#施工支洞→施工现场砼接料点7m3砼搅拌运输车→运输砼转运料小车→集料斗→手推车→榴槽入仓。接下表续上表下平洞段全断面，原则按10m一段浇筑钢模台车下库砼拌和系统→下库施工主干道→进厂交通洞→4#施工支洞→施工现场砼接料点7m3砼搅拌运输车运输，HBT60A砼拖泵泵送入仓高压岔管全断面一次浇筑。异型钢模板下库砼拌和系统→下库施工主干道→进厂交通洞→4#施工支洞→施工现场砼接料点同上引水支管段原则上每安装2节钢管即12m，进行砼回填浇筑一次钢衬下库砼拌和系统→下库施工主干道→进厂交通洞→4#施工支洞→施工现场砼接料点同上4#支洞封堵全断面，分7段浇筑标准钢模，木板镶模下库砼拌和系统→下库施工主干道→进厂交通洞→4#施工支洞→施工现场砼接料点同上5#支洞进口衬砌段原则按10m一段，分3层浇筑标准钢模，木板镶模上库砼拌和系统→上库施工主干道→5#施工支洞→施工现场砼接料点7m3砼搅拌运输车运输，HBT60A砼拖泵泵送入仓封堵段全断面，分5段浇筑标准钢模，木板镶模同上同上11.7.7斜井直线段混凝土施工引水斜井是上游输水系统主要组成部分之一。钢筋混凝土衬砌内径为8.5m，衬砌厚度为50cm，混凝土标号为C25，直线段轴线长392.427m。斜井混凝土施工工艺流程施工准备施工准备清基滑模轨道安装扩挖台车拆除上井口平台施工提升系统形成、载人/送料小车就位滑模模体安装堵头模板施工模体滑升混凝土入仓浇筑钢筋安装测量控制测量控制模体定期检测混凝土制备及运输混凝土取件、试验钢筋制作及运输下弯、安全防护平台施工下西瓜平三角体及下弯段混凝土施工测量放样上西瓜皮三角体混凝土施工模体拆除、运机修厂上弯段混凝土施工滑升10m以后滑升结束斜井混凝土滑模施工方法（1）清基：斜井扩挖支护结束后，利用扩挖台车，采用高压水对井壁岩面彻底冲洗。（2）滑模轨道施工：滑模轨道从下至上分段进行安装，分段长度为5-7m。固定轨道的基础混凝土从下而上进行施工，混凝土采用HPJ-Ⅲ型喷射机进行喷射形成，采用边喷边振，边支模的施工方法，保证回弹料不外落和喷混凝土作业的连续性。（3）滑模模体构造及作用：模体由液压爬升系统、安全保护系统，中梁，模板及作业平台组成。爬升器牵引前行走轮连续滑升；两台10T卷扬牵引中梁做安全保护；中梁与模板及各层作业平台结为一体，承受各部位传来的荷载。模体的作业平台包括上平台、下料平台、主平台、悬挂平台、尾部平台。上平台为液压系统操作平台，在上平台上设存料斗，由送料小车运输的混凝土卸至存料斗内。上平台的下层平台为浇筑平台，在浇筑平台上，由人工推手推车接存料斗混凝土进行分料，在平台周围设有溜筒，混凝土通过溜筒入仓；混凝土振捣及钢筋安装均在主平台上进行操作；在悬挂平台上将刚出模混凝土由人工修整抹面并对混凝土洒水养护。尾部平台为转换后行走轮所设。（4）模体安装1）模体安装顺序为：轨道及轨道混凝土轨道及轨道混凝土中梁组装并提升尾部平台安装悬吊平台安装模板组装主平台安装下料平台安装上平台安装爬升器液压系统安装安全保护系统形成液压系统调试模板调整加固滑模模体验收2）滑模模体安装方法：模体在斜井下口洞内进行组装，具体方法如下：①中梁在下平洞组装完成后，采用手动葫芦将其牵引至斜井段后锁定。②各层平台及模板等构件均由上弯段处采用送料小车运输至斜井下端的中梁就位处，利用岩壁锚杆、手动葫芦安装。③安装时所用岩壁锚杆均经专项设计在斜井扩挖时提前施工④采用2台10t卷扬机牵引中梁形成模体安全保护系统，卷扬机安装在上弯段底板超挖形成的平台上。⑤液压系统反复调试达到正常、模板调整在规范允许的偏差范围内加固。（5）滑升运行：模体滑升的动力为爬升器，模体滑升前混凝土应浇筑到模板高度的三分之二处，模板上缘距混凝土表面预留30～50cm浇筑层厚度，等第一层混凝土达到脱模强度后，开始滑升2个行程（约6cm），视脱模后混凝土表面情况再进行正常滑升。正常滑升时，每次滑升高度控制在10个行程以内（约30cm），每隔90分钟再继续滑升。滑升速度取决于混凝土初凝时间、下料速度、施工环境温度等因素。通常混凝土脱模强度控制在0.3MPa左右，过早脱模容易造成滑出的混凝土塌落，过晚脱模容易将混凝土拉裂。（6）钢筋施工：钢筋在钢筋加工厂制作，严格按照设计图纸编制下料表，并将下好料的钢筋按下料表编号，制作好的钢筋由汽车经5#施工支洞运至上井口平台，人工转装到载人/送料小车上，由小车送至模体平台进行钢筋安装。钢筋随模体边滑升边安装，钢筋连接采用绑扎，钢筋接头按35d搭接。（7）混凝土浇筑：混凝土由上库拌和站提供，混凝土由7m3混凝土搅拌车经5#施工支洞运至井口平台卸到送料小车上，再由送料小车运至模体上平台卸入平台所设存料斗中，由人工推手推车在下料平台上接料送混凝土仓内。混凝土必须对称下料入仓，分层浇筑，分层厚度为25～30cm。混凝土坍落度一般控制在5-7cm，脱模强度控制在1-3kg/cm2，采用贯入阻力法测定。入仓混凝土采用Ф50软轴振捣器振捣，振捣器应尽可能在竖向位置操作，振捣头应在其自重作用下穿过下层混凝土，直到可以重新振捣下层混凝土表面5cm厚的范围。滑模每次滑升时，滑模体下部的整修悬吊平台上设2～3人，及时将出模混凝土修整压光，出模的混凝土养护由设在悬吊平台下面的喷淋管来完成。如因气候或其它原因停止施工时，在停止混凝土浇筑后，仍隔0.5-1h启动爬升器一次，每次爬升器爬升3～5cm，如此连续进行直至模内剩余30cm高混凝土为止，此时混凝土已经凝固，而且与模板不会粘结为止。因停滑造成的施工缝按规范要求进行处理。（8）斜井滑模施工测量根据滑模的施工程序与施工工艺，对于滑模的控制，可以分为三个部分：一是滑模轨道的安装，二是模体就位的控制，三是模体运行过程的检测。重点是轨道的安装。(1)反导井施工测量在斜井导井开挖施工过程中，正导井由于受施工条件、方法的制约，一般进尺较慢。相比较而言，自下而上施工的反导井由于开挖设备先进，工序少等优点，掘进速度较快。本工程计划下部230m采用反导井开挖。反导井施工中将采用ALIMAK爬罐提供施工平台。通过在桐柏抽水蓄能电站尾水洞斜井段反导井的施工实践，我们已经掌握了一整套的利用爬罐施工的测量技术，包括爬罐激光定向仪的安装、使用，激光束的定位、检核，放样，收方等，下面就叙述针对采用爬罐施工的反导井测量控制（见附图HMF/C14-11-07）。1）反导井近井点的布设反导井近井点的布置原则仍然是保证精度、便于放样，根据导井中心在各个桩号的设计坐标来设置。由于爬罐本身的结构，为了便于控制激光，近井点设在下平段与斜井相交处底板上，偏中心线约40cm，在此处埋设一块铁板，上面作点，同样纳入基本导线进行施测。2）采用激光定向仪的优点在反导井施工中，采用在近井点架设仪器进行测量放样时，每次由于仪器架高不同，测量数据必须重新进行计算，测量比较繁琐。另外，由于爬罐的结构导致只有轨道两侧可以有空隙通视，这样仪器架设的高度也很难控制，而且每次架设仪器均需对近井点所在之处的弃渣进行处理，增加了测量放样的时间和测量人员及设备的危险性。而采用激光定向仪后不但可以连续提供中心方向线，又可以定期检测，与施工可以融洽配套，减少了工序，减少了测量危险程度，具有既保证精度，又安全快捷的优点。3）反井激光定向仪的安装：在反井开挖一定距离（20m）后，安装激光定向仪。在近井点上架站，后视上一个基本导线点，转至主洞方向设计方位角，在预先确定的安装位置上，在仪器的指挥下，利用激光定向仪定位板将安装孔位放出，钻孔后，用膨胀螺栓将激光定向仪安装在岩壁上，同样方法将激光定向仪的两目标孔位点位放出并安装。4）激光定向仪的控制检查：①坐标测设法：，即通过实测激光定向仪前方设置的目标觇牌小孔处的坐标、高程，从而反求孔洞相对定位关系来控制调整激光的方法。觇牌为一块菱形铁板，下面焊接一个伸缩管，伸缩管由4分钢管和6分钢管组成，可以使觇牌上下调整位置。觇牌固定在激光定向仪前方的岩壁上，让激光束从觇牌的目标孔穿过，起到定位的作用，目标孔孔径为8mm。觇牌插好后，将棱镜放在孔眼上，用全站仪在近井点架站，后视基本导线点，测出斜距、天顶距、水平角，求得孔眼的三维坐标。设为1#目标孔（X1、Y1、H1），2#目标孔（X2、Y2、H2），通过反算目标孔间三维坐标，求得孔线的方向与倾角及1#、2#间的距离，然后得出调整量（如需2#下调2cm），根据调整量，将目标调整好后，再实测出三维坐标2#（X2’、Y2’、H2’），反算结果，方向与倾角已达到正确位置，或在限差之内（定为5′）时，将觇牌固牢，作记号，然后调整激光定向仪微动螺旋，使激光束从两个孔眼中穿过，即完成一次调制过程。在调制过程中注意要让激光束完整的穿过目标孔。经计算，20m内5′角度可以使激光束点最大偏移3cm。根据实际作业，目标觇牌随开挖进尺，向前延伸，离掌子面始终保持一定距离，所以定5′为限差是可行的。另外，即使距离较长，也可通过偏角求出改正值，在掌子面上直接改出。（如偏2′，距离为90m，须改正5cm）。为了减弱系统误差，激光定向仪要经常性检查校正，5、6个施工循环校正调整一次，而且要让调整偏差正负值以均等概率出现。②平行线法：在近井点架站，量取仪器高，按照设计的方位角与倾角发出一束激光，或用仪器看出一条视线，作为标准方向，开启激光定向仪，调节激光定向仪的调节螺丝，使其发出的激光在方向与倾角上均和标准方向线平行，具体操作中要与垂球配合，根据仪器的激光束的设计位置，量测出其位于导井的位置（即与导井中心的偏离关系）。③随时随地检测法：根据已安装好的激光束，在洞顶上用垂球线随机找适当的位置作几组标准点，每组2个点，间隔20～30m，作好记号，将数据记录清楚，随时可以在爬罐运行过程中对激光进行检核及调整。在开挖进尺到一定距离后，目标孔位也要向上延伸，通过上次校准的激光将目标孔位放出，安装觇牌后，通过上述办法进行实测、调整至设计的方向与倾角。通过较长距离的基线来精确控制激光。5）轮廓点放样与收方根据上述办法定好的激光束及其在斜井导井中的实测位置，用支距法在掌子面上把导井轮廓