抽水蓄能电站工程上水库进出水口及闸门井工程施工方案

抽水蓄能电站工程上水库进出水口及闸门井工程施工方案1.1概述1.1.1工程概况上库进出水口位于主坝与西南副坝之间，上库进出水口设计采用侧式岸坡竖井布置，闸门井平台高程738m。0+00至0+1.8为拦污栅，闸门井位于0+73.9桩号处。本标与引水系统工程标（HPP/C2标）在上库区的分界面在上库事故闸门井后部渐变段末与引水上平洞之间的分缝处，桩号为引0+088.361m。该界面以上（往上库方向）的洞挖、明挖、永久及临时支护、混凝土衬砌、灌浆等所有工作均属于本标范围，上水库工程的所有土建工程（含建筑）、闸门、拦污栅及启闭机安装、调试、相关的消防、给排水、接地、照明、上水库水力量测装置预埋管路等所有工作均属于本标范围。该界面以下的洞挖、永久及临时支护、钢衬制作与安装、混凝土衬砌、灌浆等所有工作均属于C2标范围。本标段导流洞后期改建所用钢管的制作、供运输用的钢管临时内支撑由C2标承包人承担，该钢管运输前的维护、管理、出厂前的涂装及钢管的吊装由C2标承包人负责，而钢管的运输、安装属于**标承包人，钢管内支撑的拆除由**标承包人负责。金属结构的制造和场外运输由金属结构制造标承包人负责，金属结构设备到场后的验收、卸货、保管、场内转运和安装由**标负责。本标段承包人负责与闸门启闭机本体相关的电气及控制设备的安装调试工作，包括闸门启闭机及其控制柜的安装，启闭机本体与控制柜之间的电缆敷设等；上库工程范围内其他机电设备的安装由机电安装标承包人负责。1.1.2主要工程量进/出水口土石方开挖万m31.1上平洞进口段洞挖万m30.91闸门井开挖万m30.34闸门井混凝土衬砌万m30.19闸门及启闭机安装扇2上平洞混凝土衬砌万m30.23进/出水口混凝土浇筑万m31.83固结灌浆万m0.39拦污栅安装项11.2进出水口地质条件上水库进/出口山坡自然坡度30º左右，多为强风化岩石出露，在ZK1孔口以上山坡上有厚0.7~1.9m的残坡积含碎石粉质粘土，基岩为变质含砾中粗砂岩。设计正面开挖边坡走向为N76ºW倾向NE，倾角约63º，开挖坡比1:0.50，开挖坡高约28m，分两级开挖。（1）正面边坡正面边坡开挖形成后岩石呈弱风化，岩体完整性差，边坡基本稳定。边坡上断层有f117、f122、F121三条断层，f117、f112产状为N58~68ºESE∠71~80º，F121产状N60ºWNE∠20~30º；f117、f122断层规模小且倾向与边坡呈反坡向，对边坡的稳定影响小；F121规模相对较大，产状N60ºWNE∠20~30º，宽0.1~1.0m，且为缓倾角顺坡向，边坡开挖将被切脚，其上盘岩体易沿断层塌滑，需加强支护处理。节理以高倾角为主，主要发育以下几组：①N10~20ºWSW∠75~80º，②EWS∠75~80º，③N50~60ºWNE∠20~25º。正面边坡结构面F121、③组与①、②组节理、f117、f122断层组合交点位于边坡的同侧且倾角小于坡角，可在正面边坡上形成不稳定的块体，需及时进行支护处理。（2）侧面边坡上水库进出水口侧面开挖边坡上部为强风化岩体，中下部为弱风化岩体，前端为第四系冲洪积粉质粘土夹碎石，断层有f118，产状N54ºWNE∠49º，规模小，节理发育情况与正面边坡相同，①组节理与F121断层（③组节理）及f118断层，②组节理与F121（③组节理）及f118断层的交点分别位于左、右侧边坡的同一侧且倾角小于坡角，故①组节理与F121（③组节理）及f118断层、②组节理与F121（③组节理）及f118断层分别在左侧、右侧边坡上可组合形成不稳定块体。因此，左、右侧边坡整体基本稳定，局部可形成不稳定的块体。（3）进洞口进洞口岩石呈弱风化，中厚层状结构，岩石坚硬，岩层面(N70~80ºENW∠35~45º)为顺坡向，无断层通过，节理较发育，产状与正面边坡基本相同，岩体完整性差，为Ⅲ~Ⅳ类岩体，成洞条件一般，两组陡倾角节理与层面相互切割形成的块体，进硐时易产生掉块，应加强硐口锁口锚杆支护并调整锚杆的角度，使之能以一定的角度与层面相交。1.3土石方开挖1.3.1施工布置1.施工道路主要利用西副坝至主坝道路。2. 开挖供风进出水口明挖采用2台17m3/min移动式压风机供风，后期竖井开挖时另增加一台压风机。3. 洞内除尘供风通风排烟，工作面采用压入式机械通风，布置一台kJ系列30kw轴流通风机，洞内配φ600橡胶风管；风管端部距开挖面15m左右，施工中采用喷雾降尘，出碴过程中，洒水增加除尘效果。4. 施工供水施工供水，从上游围堰外抽水供水方式。5. 施工供电及照明施工供电从8#施工中心变电所系统变压器直接引至工作面，每个工作面各安装一台漏电保护器。洞内各种线均架空敷设、线路均采用橡胶绝缘电缆，照明线与动力线应有一定高差，布置在边墙一侧，另一侧布置风、水管路。掌子面照明采用功率500W碘钨灯，洞内照明每隔5m左右在边墙上悬挂36V低压照明白炽灯。6. 洞（井）内排水每40～50m设置集水井，用QY-5潜水泵接力排至洞口沉淀池；7.出碴开挖出碴机械，采用30装载机装车，15t自卸式拖拉机运输出碴。进水口明挖石碴，除少部分用于场地、道路平整外，可利用料均运往中转料场作为上坝备料；1.3.2土石方明挖及边坡处理土石方明挖共分四个台阶，高程分别为753.9m，738.6m，735.4m，713.4m，开挖最低高程701.0m，开挖坡比1：0.5至1：1：4之间，开挖后边坡需要及时处理，其中738.6平台为闸门井顶部开挖平台，平台宽度20.85m，开挖由上至下，分层进行。具体开挖及边坡处理参照主坝边坡开挖章节。1.3.3平洞开挖进出水口平洞开挖桩号至0+88，坡度7.31%，坡度比较大，所以工作面排水问题比较突出。开挖典型断面如下图：平洞开挖断面高度超过8m，分两期进行开挖，先开挖上部断面5米高度，开挖至设计位置后，再开挖下部断面。上部开挖时，搭设移动平台，由气腿式手风钻钻孔，光面爆破，30装载机配自卸汽车出碴，洞碴运往中转料场，用于大坝围堰及坝体填筑。平洞开挖周边均采用光面爆破，圆形断面周边孔孔距不大于60cm，长方形断面周边孔孔距不大于80cm。非电毫秒导爆管系统微差分段起爆，平行孔直线掏槽，其它孔位按一般洞室开挖布孔，缓冲孔减弱装药。装药采用自制的装药台车。爆破通风散烟以后，组织人力进行洞壁安全撬挖，排除危石，为出碴及以后各工序创造安全条件。由于爆破作业，岩石的应力释放，岩壁局部出现松弛，可能会产生掉块和新的危石，因此，对已成型的顶拱和侧墙，配备专职安检人员经常检查和安全检测，确保施工安全。光面爆破有关参数参考导流放空洞相关参数进行调整。1.3.4闸门井开挖闸门井开挖深度30m，开挖尺寸6m*8m，断面如下图：一、总体思路1、闸门井开挖安排在进水口段开挖桩号超过闸门井位置后完进行。采用反爆法形成导井，导井半径1米m；导井形成后，采用人工配备手风钻从上自下扩挖。出碴方式：在闸门井底部由2.0m3装载机挖运至洞口装10t自卸汽车出碴。导井每循环爆破安排与闸门井后的引水洞开挖同时起爆，一起出渣。2、先将竖井▽708～▽728m段采用反导井（洞径为2m）进行开挖。3、在反导井施工过程中，利用其出碴时间进行▽738～▽728m段正导井的开挖。当正导井开挖至▽728m时暂停正导井的开挖，待下导井开挖至▽723m时，自▽728m位置采用自上而下用5米钻杆进行钻孔施工，将正、反导井予以贯通。4、导洞全部贯通后，再自上而下扩挖全洞成形。三、施工方法1、施工放样反导井施工时，为控制导井轴线，在竖井底部测设四个控制点（用锚筋锚入基岩形成），将成对角的两点均用弦线拉起，两弦线的交点即为竖井中心点，每排钻孔施工时，用弦线挂重锤对准该中心点，即可放出掌子面处的竖井中心点。对该四个控制点，测量人员每隔三～五排进行一次校核，当洞挖施工人员发现有异常时，可随时要求测量人员进行检查校核，正导井施工时，竖井轴线控制同此法。竖井高程控制采用在洞壁上设高程点，用钢卷尺丈量的方法进行高程的传递。2、钻孔施工导井施工时，采用一台YT24型汽腿式风钻，配φ22的对边钢钎、一字型合金钻头进行钻孔作业，钻孔采用湿式凿岩法。下导井利用圆木自竖井底部至掌子面以下3m左右搭设框架，框架中间每隔1m设横木，作施工人员梯道。框架顶部明铺放木板形成作业平台。上导井利用沿井壁布设的锚筋（采用Φ25*250，锚入深度50cm，外露30cm），焊接钢爬梯形成上下通道。下导井每隔15米左右挖一避炮洞，用以摆放钻机、钻杆等机械、配件。全断面自上而下扩挖时，采用二台YT24型汽腿式风钻进行钻孔施工。为防止人员掉入导井及便于施工，导井用铁栅栏满铺（铁栅栏用直径12mm的钢筋焊制而成，每块长2.5m，宽0.4m，栅栏孔径15×15cm）。铁栅栏两端搁置在光爆予留层上，并用Φ14锚筋插入岩石内，防止铁栅栏滑动。3、装药引爆炸药在无水部位选用2#岩石硝铵炸药；有水部位选用乳化炸药。导井及扩挖时的辅助眼采用连续装药结构，用非电塑料导爆管起爆。光爆层采用不偶合间隔装药结构，选用导爆索同时起爆。4、通风排烟反导井施工时，在下平洞末端近竖井部位设一台吸出式通风机，向外排出烟尘，在竖井内用6m3空压机对掌子面进行通风，将烟尘压到竖井底部，经该部位的吸出式风机抽出洞外；正导井用空压机向工作面通风后，将烟尘压出竖井内，因调压井的先行贯通，压出的烟尘可经自然通风而排除。当竖井导洞贯通后，下平洞经竖井与调压井形成一条自下而上的自然风道，通风条件很好，故竖井扩挖时不再考虑人为通风的措施。5、施工照明采用36V的安全电压，用绝缘电缆敷设至工作面，放炮前，撤到洞外。6、出碴下导井及全断面扩挖的洞碴直接落入竖井底部，和隧洞开挖出碴方式相同；上导洞出碴方法是：在竖井顶部上2m高度左右，设一只转向滑轮，工作面处用圆柱形铁桶，装碴后总重量小于200公斤，人工装碴，再通过滑轮用绳索提升至上平洞部位，卸入拖拉机内，弃至弃碴场。1.3.5施工机械、劳动力配置一、主要施工机械表序号设备名称规格型号单位数量备注1潜孔钻机YQ-100B台22手风钻YTP-26台63压风机移动式17m3/min台34液压挖掘机PC400台15液压挖掘机PC200台16推土机TY220台17装载机ZL50台18自卸汽车15T辆69混凝土喷射机PZ-10C台210喷混凝土作业台车台211注浆设备设备套212锚杆台车ROBOLT300-50C台1一、主要劳动力表序号工种人数序号工种人数1风钻工202压风工43挖掘机司机34装载机司机25推土机司机26汽车司机127其它技工48普工109管理人员310小计601.4小导管和钢拱架施工1.4.1概况本工程进洞口有管棚施工770m，Φ80×5、L=10m。有小导管施工4326m，Φ42×4、L=3.5m起始桩号为0+25.8（进洞口）至0+45.8（起坡点）。现将有关施工方法简述如下。其他的锚杆、挂网、喷混等参见导流泄放洞施工支护方法。1.4.2钢拱架施工钢支撑采用自制格栅拱，由于隧洞工作面狭窄，故采用洞外制作，洞内螺栓连接，钢支撑的设计强度应保证能单独承受2m～4m高的松动岩柱体重量。根据我公司在以往工程导流隧洞中施工经验，格栅拱断面设计为矩形，其中4根主筋采用Ф25螺纹钢筋，中间联系钢筋及蛇形筋采用φ16光面钢筋。钢支撑纵向间距一般为70～80cm，截面为20×20cm的正方形。钢支撑在钢筋厂分节加工制作，钢支撑安装后，应对破碎软弱地带的围岩稳定进行监测，遇有危险情况，应及时增强钢支撑或采取其它加强措施，并报告监理工程师，经监理工程师检查认为不合格时，应根据监理工程师的指示进行调整、修补和置换。钢支撑施工要点：安装前分批检查验收加工质量；按设计焊接定位系筋及纵向连接，段间连接安设垫片拧紧螺栓，确保安装钢架质量；严格控制钢拱架的中线及标高尺寸；钢拱架与岩面间安设鞍形混凝土垫块，确保岩面与钢拱架密贴、牢靠、稳固；确保初喷质量，拱架在初喷5cm后架立。1.4.3小导管施工小导管采用Φ42mm的无缝钢管，管长3.5m，小导管上孔眼直径为Φ6mm，在钻孔前，先喷砼将开挖面封闭，以防漏浆。在设计孔位上做好标记，然后用风枪钻孔，孔径需较管径大20mm以上，钻孔外插角应控制在10°～15°。将小导管插入钻孔，外露20cm，以便连接注浆管并用塑胶泥（40Be水玻璃P042.5级普通硅酸盐水泥）将小导管周围空隙封堵严实。拱部环向间距30cm，纵向间距2.25m。注浆前先冲洗管内积物后在注浆，浆液先稀后浓，顺序是由上而下向小导管内注浆，注浆泵选用4.0Mpa以上。小导管注浆压力严禁超过允许值，以防压裂工作面，同时还要控制注入量，若孔口压力已达到规定值，可结束注浆。注浆后工作面的开挖时间应在注浆结束后4小时（水泥—水玻璃浆液）或8小时（纯水泥浆液），开挖长度应满足相邻两排小导管搭接长度要求（不小于1米）。当每孔注浆量达到了0.07m3时，可以结束注浆。注浆异常现象的处理：串浆时及时堵塞串浆孔。泵压突然升高时，可能发生堵管，应停机检查。进浆量很大，压力长时间不升高，应重新调整浆液浓度及配合比，缩短胶凝时间。施工过程中要严格按照设计布眼。操作过程中要严格规范程序操作。劳动力及机械结合开挖调配使用，钢结构制作在工厂内加工，现场组装。1.5进出水口混凝土施工1.5.1概况进出水口混凝土施工包括，拦污栅闸墩混凝土、隧洞衬砌混凝土、闸门井混凝土等，总量超过2万立方米，1.5.2施工布置混凝土由拌合楼集中拌制，罐车运至工作面附近，隧洞浇筑采用泵送入仓，闸墩及闸门井采用门机机调运，溜槽入仓。水电利用开挖时形成的系统。1.5.3钢筋施工混凝土结构用的钢筋和锚筋应符合DL/T5169-2001的规定；其种类、钢号、直径等应符合DL/T5057-1996的规定，并应满足本合同技术条款和施工图纸的要求。每批钢筋均应附有产品质量证明书及出厂检验单，每批钢筋进场入库前应由承包人会同监理人进行验点，并应将产品质量证明书及出厂检验单提交监理人。钢筋由钢筋加工厂统一加工成形，由平板汽车运至施工现场，人工绑扎。钢筋接头错开布置，钢筋采用搭接绑扎或焊接，直径28mm以上钢筋接头采用帮条焊接。钢筋与锚筋焊点加固稳定。钢筋施工严格执行标书相应各条款及规范规定。遵照施工详图或监理工程师通知施工。钢筋种类、钢号、直径均符合施工详图规定。钢筋在加工场内下料加工,按图纸上编号挂牌,并作有序堆放与运输。钢筋表面保证洁净，使用前应将表面油渍、漆污、铁皮、鳞锈等清除干净。钢筋接头、绑扎或焊接，保护层厚度均严格按照规范行。钢筋安装完毕经验收合格后进行混凝土浇筑。浇筑过程中安排钢筋工值班。1.5.4模板施工模板的制作应满足施工图纸要求的建筑物结构外形，其制作允许偏差不应超过DL/T5110-2000的规定。异型模板、滑动式、移动式模板、永久性特种模板的允许偏差，应按监理人批准的模板设计文件中的规定执行。进出水口混凝土浇筑采用定制的大型钢模或复合模板，不采用小钢模。钢模板在每次使用前应清洗干净，为防锈和拆模方便，钢模面板应涂刷矿物油类的防锈保护涂料，不得采用污染混凝土的油剂，不得影响混凝土或钢筋混凝土的质量。若检查发现在已浇的混凝土面沾染污迹，应采取有效措施予以清除。木模板面应采用烤涂石蜡或其它保护涂料。1.5.5混凝土施工防裂为防止或减少混凝土衬砌的裂缝，在施工时应采取以下措施：(1)加强混凝土衬砌施工期的养护工作，拆模时间不宜过早，减少温度突变影响，必要时控制混凝土入仓温度；(2)浇筑过程中应合理分缝分块。环向缝尽可能设在同一平面内，避免错缝浇筑；(3)同一浇筑块，在浇筑时必须均匀连续，加强震捣；隧洞开挖面应大致平整，尽量减少超挖和有大的尖棱石块，以避免衬砌应力集中。严格控制衬砌表面的不平整度，如已超过设计规定值，应采取适当措施进行处理。为确保工程进度和质量安全，对引水上平洞内两个标段分界面处的混凝土浇筑，应先报送施工作业计划及质量安全保证措施，由监理人审批后方可执行。1.5.6清水混凝土本工程对于外露面部位的混凝土