革什扎吉牛水电站引水隧洞Ⅱ标开挖施工专项措施编制:审核:审定:2011年3月13日革什扎吉牛水电站引水隧洞工程Ⅱ标开挖施工专项措施一、工程概况吉牛水电站位于四川省丹巴县革什扎河流域下游河段,属革什扎河流域水电规划一库四级方案中的第四级梯级电站,为引水式开发。
首部枢纽位于丹巴县革什扎乡独狼沟口下游约0.7km,地面厂房位于革什扎河与大金川河交汇口附近的一级阶地上,工程区内有县级简易公路(丹巴~丹东)通过,在革什扎河口处与省道S211线相连,厂区距丹巴县城约2.8km,经泸定、雅安至成都约452km,经小金、映秀至成都约361km,对外交通较为方便。
引水隧洞位于革什扎河左岸,全长约22.377km,其中我单位承建的Ⅱ标段,施工起止桩号为(引)5+160.00~(引)11+150.00,隧洞进口底板高程2361.0m,调压井中心底板高程2311.0m,纵坡降 2.24‰。
隧洞断面为城门洞形,开挖断面尺寸为 5.9~6.8m×5.95~6.8m(宽╳高);Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖断面为底宽5.9m,高5.95m,上部圆弧半径2.95;Ⅳ类围岩开挖断面为底宽6.6m,高6.6m,上部圆弧半径为3.3m;Ⅴ类围岩开挖断面为底宽6.8m,高6.8m,上部圆弧半径3.4m。
工程主要工程量表二、编制依据《革什扎吉牛水电站引水隧洞开挖及支护图集》;《革什扎吉牛水电站引水隧洞工程(招标文件)》,《革什扎吉牛水电站引水隧洞工程(招标答疑)》;《革什扎吉牛水电站引水隧洞工程Ⅱ标施工组织设计》三、地形地质条件引水线路从进水口至调压井全长约22.377km,隧洞垂向埋深一般250~500m,最大达750m。
本标段地质条件叙述如下:1、桩号(引)5+160m~约(引)9+857m,段长约4697m,洞室埋深一般400~700m,最小埋深220m(过东方红沟),洞线走向由N42°3′59″W变为S61°21′33″E。
围岩主要为志留系第四岩组(Smx4)中~薄层二云英片岩、二云片岩夹石英岩、大理岩等,总体上岩性软硬相间。
受褶皱及断裂构造影响,层面起伏,岩层产状变化较大,从上游到下游,岩层产状主要由N40º~50ºW/NE∠25º~45º渐变为N30º~60ºE/NW∠50º~60º,岩体中裂隙发育且随机分布小断层,破碎带宽一般0.1~0.3m,最宽达2.5m。
优势裂隙有5组:(1)N65º~80ºW/SW∠45º~60º,面起伏粗糙,延伸长,间距大于30~50cm;(2)N10º~30ºW/SW∠40º~50º,面起伏粗糙,延伸长,间距一般1~2m;(3)N15º~20ºE/NW∠40º~60º,面起伏粗糙,延伸长,间距一般1~2m;(4)N40º~70ºE/NW∠80º~85º,面起伏粗糙,延伸长,间距一般2~3m;(5)N50ºW/NE∠80º,面起伏光滑,延伸长,间距一般2~3m。
岩体微风化~新鲜,具中~薄层状或镶嵌~次块状结构,局部稳定性差,以Ⅲ类围岩为主,次为Ⅳ类(软岩集中段、地下水活动带、裂隙密集带属Ⅳ类围岩,断层破碎带属Ⅴ类)。
施工中应注意薄层状二云英片岩、裂隙面与洞线小角度相交产生片帮以及局部地下水活动较强和断层对围岩稳定的不利影响,应做好相应的排水及支护处理。
另外,由于埋深大,地应力较高,局部洞段可能产生岩爆,施工时应采取相应的防护措施,并及时支护。
2、桩号约(引)9+857mm~(引)11+150m,段长约1293m,洞室埋深一般300~350m。
围岩主要为志留系第四岩组(Smx4)二云英片岩、二云片岩及少量第二岩组(Smx2)二云片岩、石英岩、大理岩等,岩性主要为中硬岩,岩层产状主要为N50º~75ºW/NE∠25º~30º,与洞线大部分成小角度相交。
该洞段构造作用较强烈,不但有区域性大桑断层及大桑分支断层通过,岩体中小断层及层间挤压破碎带也较发育。
优势裂隙有4组:(1)N50º~70ºE/SE∠60º~80º,面起伏粗糙,延伸长,间距一般1~3m,局部30~50cm;(2)N10º~30ºW/SW∠60º~80º,面起伏粗糙,延伸中等,间距一般大于2m;(3)N60º~80ºW/SW∠70º~80º,面起伏粗糙,断续延伸长,间距大于2m;(4)N70ºE/NW∠45º~50º,面平直粗糙,断续延伸长,间距一般1~2m。
岩体微风化~新鲜,一般具薄层状或次块状~镶嵌碎裂结构(断层影响带、裂隙密集带具镶嵌碎裂结构,断层破碎带为碎裂~散体结构),围岩稳定性差,以Ⅳ类围岩为主,次为Ⅲ类(断层破碎带属Ⅴ类)。
局部洞段地表为大桑滑坡,受风化卸荷影响,局部可能会产生较大塌方,对此应有相应的工程排水和支护处理措施。
另外,大桑断层及大桑分支断层在洞线上推测出露宽度分别为90~100m和20~25m,属极不稳定围岩,而断层带及其旁侧地下水一般活动较强,因此,需采取有效的施工方法和及时有效的强支护措施,并作好排水设施。
四、开挖施工工期根据工程情况及其各工序的工艺特点,制定本施工工期计划。
1.前期准备工作我单位自2010年11月3日进场,现临建如风、水、电已基本架设到位,其他配套设施也已架设完成,另开挖所需设备如装载机、挖机、自卸车、钻机都已到位。
4#洞上游段主洞已开始开挖。
2.主体工程整个隧洞开挖预计在2012年3月中旬完成五、施工布置1.施工道路我单位承建的3#、4#洞工程场外交通出渣要道为通县城通村沥青路面,本工程4#洞的施工场内交通由业主已修建了由改建公路至4#支洞口的施工便道供我队施工使用,但此施工道路通行条件较差,施工车辆通行安全不能得到保障,从施工进度考虑。
我队拟定将此施工通道上部重新修整、拓宽,部分道路将重新修建。
3#洞场内通道较平缓,满足施工要求。
2.施工用电主要供电均由业主提供主变压器接线至施工工作面。
现3#洞主变压器功率为500KW,不能满足3#洞施工需要,现已向业主提出要求增加一台变压器以满足施工需要。
现生产供电线路已全部架设完成。
洞内照明按照下述规定实施:①作业地段采用36V安全电压,使用投光灯照明时采用220V电压;②照明线与动力线分别安设,并以线路颜色和挂标识牌做出醒目的区分,按照分层架设的原则,即高压在上,低压在下;干线在上,支线在下;动力线在上,照明线在下。
③照明线悬挂高度不少于2m;④使用防水灯头,漏水地段加防水灯罩,照明灯间距10m;⑤对洞内抽排水设施配备柴油发电机组作为事故照明备用电源,每班作业人员配备手电筒或矿灯等作为应急照明手。
3.施工用水本开挖工程的施工用水主要为供风系统冷却用水、各工作面钻孔用水。
4#洞计划修建供水池3个,空压机冷却水池20m3一个修建在空压机房旁,高位水池一个容积30m3修建在洞口右上方30m位置,蓄水池一个容积60m3修建在施工便道旁。
3#洞计划修建水池2个。
高位水池一个30m3,修建在3#洞左上方30m山顶位置。
蓄水池一个60m3,修建在洞口左方。
洞内钻孔供水主管路采用φ80钢管架设。
再采用橡胶管分接至钻机上。
施工用水均采用水泵从河道内抽取,部分供水可引用山体渗水。
4.施工用风施工用风分为钻孔用风、洞内排风。
施工钻孔用风系统拟定配置20m3/min固定式空压机6台。
另架设一台12m3/min移动式空压机一台辅助作业,3#、4#洞各布置3台,均布置在洞口右侧。
主供风管道采用φ159钢管。
洞内通风计划配置轴流通风机2*55KW 通风机6台。
5.弃渣规划我单位拟定配备出渣设备:ZLC50侧翻装载机3台,3#、4#洞各配备1台,另1台为平渣场或配合出渣使用。
运渣25T自卸车8辆,3#、4#洞各配置4台。
小型0.5m3挖机一台以备开挖后清理底板或处理放炮后掌子面松动石块。
弃渣均倾倒至业主指定弃渣场,做好弃渣场环保、水保等措施。
6.施工排水布置根据现阶段洞内渗水情况。
4#洞主洞已开挖部分渗水较为严重,计划配置5.5KW潜水泵10台,排水管道采用φ80钢管。
六.开挖施工方法1.整体施工程序在洞挖施工过程中,风、水、电管线及时延伸,确保通风散烟及排水的强度和效果,加强收敛变形观测,指导安全施工,支护施工紧跟开挖施工。
针对不同类别的围岩,每一个开挖循环拟分别采取如下施工程序:Ⅱ、Ⅲ类围岩洞身段:测量放线、布孔→钻爆→出渣→下一循环开挖、支护→永久支护(滞后开挖面大于30m)。
Ⅳ、Ⅴ类围岩洞身段:超前支护→测量放线、布孔→钻爆→一次临时支护→出渣→二次支护→下一循环开挖、支护。
2.引水隧洞开挖方法引水隧洞的开挖将主要采用YT-28气腿钻钻孔,楔形掏槽方式、周边光面爆破、非电毫秒微差起爆。
引水隧洞底板部分开挖时为了控制质量,底部设计岩石面加密孔距进行光面爆破。
采用ZLC50C侧翻装载机装,挖机清理底板余渣码堆,25T自卸汽车出渣。
①Ⅱ、Ⅲ类围岩的开挖方法:施工方案引水隧洞Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖采用YT-28气腿钻进行钻孔,周边采用光面爆破。
中间采用楔形掏槽爆破,全断面开挖。
开挖循环进尺计划为2.7m(月进度为120m左右),临时支护跟进。
ZL50C侧卸装载机配12T自卸汽车出渣至相应的渣场渣场,引水隧洞石方洞挖施工。
具体施工方法a、测量放线及布孔:采用激光测量仪精确测量,在掌子面用红油漆画出开挖边线,按照爆破设计进行炮孔布置。
b、钻孔:YT-28气腿钻。
C、装药连线及爆破钻孔作业结束后,采用人工装药连线。
周边采用光面爆破,光爆孔间距为45~50cm,中部采用中空孔结合楔形掏槽,中空孔直径为42mm,毫秒微差非电导爆雷管起爆,全断面掘进。
图5-1 Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖工序流程②Ⅳ类和Ⅴ类围岩的开挖方法施工方案Ⅳ、Ⅴ类围岩段开挖采用系统锚杆、超前锚杆对围岩进行加固,开挖钻孔采用YT-28气腿钻,浅孔小药量光面爆破、短进尺、全断面掘进,钢拱架支撑随后跟进,确保施工安全。
Ⅳ类围岩开挖循环进尺计划为2m左右,月进尺60~90m;对Ⅴ类围岩,开挖采用短进尺,每循环进尺为1.3m左右,月进尺40~60m,且开挖通过Ⅴ类围岩地段,采取开挖前先超前锚杆支护,开挖后及时采取工字钢拱架(或者格栅钢架)支撑、网喷混凝土支护。
石渣采用ZLC50C侧卸式装载机装,12T自卸汽车运输。
具体施工方法a、测量放线、布孔、超前小导管及钻孔采用全站仪精确测量,在掌子面用红油漆画出开挖边线,并按照设计制定的爆破参数进行布孔。