输水隧洞施工方案Word文件下载.doc
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9.2井口（封口盘）管理制度 22
9.3竖井提升系统管理制度 22
9.4竖井防坠措施 23
9.5吊盘运转及检修安全措施 24
9.6通风管理规定 24
9.7机电管理安全技术措施 24
9.8季节性施工安全保障措施 26
9.8.1防洪 26
9.8.2防冻 26
9.9职业健康安全措施 26
9.10爆破作业安全措施 26
9.11超前地质预报管理措施 28
9.12紧急停电人员撤退措施 28
10.文明施工及消防措施 29
10.1文明施工 29
10.2消防措施 29
11.环境保护与水土保持措施 29
11.1环保目标 29
11.2环境保护管理体系及组织机构 29
11.3水环境保护 30
11.4水土保持措施 30
输水隧洞施工方案
1.编制依据
2）规程、规范及技术标准
（1）《水利水电工程施工手册》
（2）《水利水电工程施工质量检测与评定规程》（SL176-2007）
（3）《水利水电工程锚喷支护技术规范》（SL377-2007）
（4）《水工建筑物地下开挖工程施工规范》（SL378－2007）
（5）《水利水电建设工程验收规程》（SL223－2008））
（6）《水电水利工程斜井竖井施工规范》（DL/T5407－2009）
（7）《水工混凝土钢筋施工规范》（DL/T5169－2013）
（8）《水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-混凝土工程》
（SL632-2012）
（9）《水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-土石方工程》
（SL631-2012）
（10）《凿井工程图册》
（11）《爆破安全规程》（GB6722-2014）
（12）《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）
2.工程概况
2.1工程简介
该段输水隧洞主要技术特征见表2-1。
29
2.2水文、气象条件
本流域因受高空西风气流的控制，且远离海洋，属典型的大陆性气候。
冬季受蒙古高压的控制，天气干冷晴朗，常有寒潮侵入，1月～2月为全年最冷季节；
春季气温回升缓慢，雨量也随之增加；
夏、秋季节，因太平洋副热带高压西伸北进，带来大量的水汽，空气湿度增大，降雨量增多，其降雨量占年降雨量的70%以上。
本地区冬季寒冷干燥，夏季凉爽，雨量集中，春、秋季短且多风，气温日、年较差大，无霜期短，雨量少，蒸发大，空气湿度低。
河南气象站1951年建站，根据河南气象站资料统计，年平均气温9.8℃，一月份平均气温最低，为-5.3℃，七月份平均气温最高为22.4℃。
平均年降水量311.7mm，年蒸发量1446.4mm，最大风速17.0m/s，最大冻土深103cm。
2.3地形、地质条件
本工程区为白垩系下统河口组泥质砂岩、粘土岩和砂砾岩，岩性较软，流水冲蚀严重，风化作用较强，沿线最高山峰海拔2398m，位于脑和尚沟下游，最低海拔1973m，位于下庄村附近大岘子沟处，相对高程200～400m，沿线冲沟发育，沟底与分水岭相对高差小于200m，地貌形态以低中山为主，地势总体东高西低。
沿线发育上滩沟、周家脑沟、茅茨沟、打柴沟、庙儿沟、脑和尚沟等6条冲沟，冲沟依地形发育，走向110°
～125°
，与线路交角40°
～60°
，冲沟切割较浅，最大切割深度约60m，沟内干涸，沟底普遍可见由青灰色、深灰色变质安山岩、变质玄武岩等洪积块碎石。
3.施工方案
（1）开口：
工程施工至竖井与输水隧洞交叉段时，输水隧洞先不开口，只进行锚网喷支护，待竖井井窝段施工完毕以后，再开挖输水隧洞开口。
（详见通气井输水隧洞开口专项施工方案）
（2）T16+103.4～TBM1拆卸段、T16+103.4～TBM1拆卸段：
依据设计通知：
《关于TBM拆卸扩大洞室、通气井至拆卸扩大洞室段等的设计通知（2016年JY字010号）》，此段施工严格按照设计通知要求进行施工。
（支护参数详见表2.1输水隧洞主要技术特征表）
（3）TBM拆卸段：
依据《关于TBM段与支洞交叉段施工方案的专题会议纪要（黄设兰水EPC[2016]纪要007号）》要求，拆卸硐室开挖、一次支护（或混凝土支护）由锦源施工，其他工序由中水四局、中水三局负责施工。
经项目部商议后，先施工控制性计划要求进尺后，再施工TBM拆卸硐室。
TBM拆卸硐室施工前编制专项施工措施。
（4）根据控制性计划要求，本工程要求施工进度紧。
经过认真分析本工程特性，决定输水隧洞施工仍采用ⅥG型钢管井架及现有的竖井提升装备，输水隧洞施工采用YT-28型气腿式凿岩机，PC70型挖掘机装渣、7YP1150-45D-5型柴油三轮车运渣；
交叉段采用P90B型耙斗式装机装岩入吊桶，竖井采用5m³
吊桶运渣提升至地面，JK-3.0/15.5型绞车作为主提升，主要提升渣石；
JK-2/15.5型绞车作为副提升，主要提升物料和人员。
（5）根据输水隧洞特征，为满足施工进度及施工运输需要，采取全断面爆破、挖掘机开挖，留取底部1m厚的渣石作为运输道路，待隧洞完成后，再清理隧洞下部1m高的断面。
（6）为三轮车便于向蓄渣池内卸渣和调头，输水隧洞掘进至TBM拆卸洞室设计位置时，两帮开挖成直墙，开挖宽度和输水隧洞开挖直径一致。
图3.1输水隧洞调车段开挖图
4.施工方法
输水隧洞主洞为圆形隧洞，T16+107.0～T16+103.4、T16+113.0～T16+116.6段锚喷支护后半径为2.9m。
其余部分根据围岩类别不同，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩锚喷支护后半径为2.84m，Ⅴ类围岩锚喷支护后半径为3.44m。
根据施工进度及施工运输的需要，隧洞施工采用混合作业的方法开挖和支护。
隧洞采取先全断面爆破，爆破后根据拱顶部围岩的实际情况进行锚网喷支护或钢拱架支护，在支护后采用挖掘机开挖上部5/6部分，余留1m厚1/6的渣石铺底，便于渣石和材料的运输。
在挖掘机开挖过后，在进行剩余部位的锚网喷支护。
待输水隧洞施工至设计位置后，再由里向外开挖底部1m厚的渣石。
（开挖断面图见下图）
图4.1输水隧洞分层开挖图（Ⅲ、Ⅳ类围岩）
在竖井施工至输水隧洞段时，井筒继续向下施工，为确保施工安全，该段只进行锚网喷支护，待竖井井窝完成及改造风水管路以后，再进行输水隧洞的开口。
在输水隧洞开口施工期间，及时进行锚网喷支护。
从开口施工至拆卸硐室段，施工I14型工字钢钢拱架。
4.1开挖
施工过程中采用YHJ600型激光指向仪控制隧洞坡度及方向，根据围岩类别选择正确断面形式并画好隧洞轮廓线，轮廓线采用红色喷漆标记，然后，布设钻机台车（作业平台）和架设气腿式凿岩机凿孔。
作业平台高度2m左右，保证上下平台凿岩机能同时作业。
采用YT-28型气腿式凿岩机凿孔，钻孔直径42mm，掌子面布置6～8台钻机同时作业。
操作人员执行七定（人、钻、位、孔、时、质、量）、一专（修钻）负责制，使用多炮杆导向，掌握炮孔角度。
炮孔布置根据岩性变化及时调整数量、深度、角度等有关参数。
一般炮孔深度2.2m。
掏槽方式为斜孔掏槽。
爆破采取光面爆破，爆破炸药采用直径Φ32mm乳化炸药，采用非电毫秒延期雷管，瞬发电雷管引爆，发爆器起爆，全断面一次爆破。
根据《水利水电施工手册》第二卷，光面爆破参数设计如下：
最小抵抗线W=（7～20）d=294mm～840mm，取光爆孔W=500mm，主爆孔W=800mm；
孔距a=（0.6～0.8）W，取光爆孔a=400mm，主爆孔a=500mm；
单位炸药消耗量k=0.5kg/m³
线装药密度q=kaW；
光爆孔线装药密度q=kaW=0.5×
0.4×
0.5=0.1kg
主爆孔线装药密度q=kaW=0.5×
0.6×
0.8=0.24kg
单位炸药消耗量k，根据岩石坚硬系数而定的单位炸药消耗量，取岩石为Ⅳ类，岩石坚硬性系数f为6，详见下表：
表4.1岩石坚硬性系数取值表
岩石级别
坚固程度
代表性岩石
f
Ⅰ
最坚固
最坚固、致密、有韧性的石英、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。
20
Ⅱ
很坚固
很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩、较坚固的石英岩，最坚硬的砂岩和石灰岩。
15
Ⅲ
坚固
致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿脉，坚固的砾石，很坚固的铁矿石
10
Ⅳ
一般的砂岩、铁矿岩。
6
Ⅴ
比较坚固
坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾岩。
4
Ⅵ
软弱页岩，很软的石灰岩，白墨，盐岩，石膏，无烟煤，破碎的砂岩和石质土壤。
2
Ⅶ
中等坚固
软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，粘土质土壤。
1
Ⅷ
软砂质土壤，湿砂。
Ⅸ
比较软
砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤。
0.5
Ⅹ
流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤。
0.3
表4.2单位炸药消耗量
岩石坚固系数f
0.8~2
3~4
5
8
12
14
16
k（kg/m³
）
0.4
0.43
0.46
0.53
0.56
0.6
0.64
0.67
0.7
根据以上公式计算，设计爆破参数详下见：
表4.3Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩爆破参数表
序号
炮孔名称
炮孔
炮孔数
（个）
间距（mm）
深度
（m）
装药量
起爆
顺序
联线
方式
每孔装药量（kg）
总装药量
（kg）
掏槽孔
1—10
550
2.4
0.576
5.76
并
联
一圈辅助孔
11—32
22
481
2.2
0.528
11.616
3
二圈辅助孔
33—64
32
488
16.896
周边孔
64—110
46
408
0.22
10.12
合计
110
44.392
表4.4Ⅱ类围岩预期爆破效果表
爆破指标
单位
数量
炮孔利用率
%
90
每循环进尺
m
2.0
每循环爆破实体渣石量
m3
41.2
每循环炸药消耗量
Kg
单位原岩炸药消耗量
Kg/m3
1.08
每米井筒炸药消耗量
Kg/m
22.196
7
每循环雷管消耗量
个
单位原岩雷管消耗量
个/m3
2.67
9
每米隧洞雷管消耗量
个/m
55
注：
1.在施工时若岩石硬度发生较大变化应根据现场实际情况对装药量及炮孔布置作相应调整。
2.Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖断面与Ⅱ类围岩开挖断面接近，不再绘制炮孔布置图，施工时，及时调整炮孔轮廓线即可。
图4.2Ⅱ类围岩炮孔布置图
图4.3Ⅴ类围岩炮孔布置图
表4.5Ⅴ类围岩上半部爆破参数表
0.432
11—28
18
483
0.396
7.128
29—56
28
513
11.088
57—96
40
501
15.84
97—152
56
500
0.141
7.896
152
42.384
表4.6Ⅴ类围岩上半部预期爆破效果表
54.662
0.775
每米巷道炸药消耗量
21.192
156
2.85
每米巷道雷管消耗量
78
4.2支护
输水隧洞采用锚杆+钢筋网+喷射混凝土支护，本工程有五种锚网支护断面，根据围岩类别不同选择合适支护形式。
锚杆采用Φ25mm螺纹钢，锚杆长度2.5m，间距0.8m，排距0.8m，矩形布置。
锚杆采用树脂锚固剂锚固，锚固剂规格MSCK2850型。
每根锚杆使用2根锚固剂，锚固力不小于100KN。
钢筋网采用Φ6.5mm的钢筋，网孔为100×
100mm，钢筋网搭接长度不小于200mm，采用14#铁丝每隔300mm绑扎一道。
喷射混凝土强度C25，厚度150mm（根据围岩类别及时调整）。
根据所揭露围岩条件，采用合适初期支护形式。
当围岩条件较好时，可不采用初期支护，采用掘支平行的作业方式施工；
当围岩条件较差时，首先施工顶部锚网作为初期支护，再进行其他作业，初期支护紧跟掌子面，挖掘机作业范围以外及时进行混凝土复喷作业。
掌子面配备两台PZ-50B型喷浆机，喷射混凝土料由设在地面的砼搅拌站制作，采用竖井施工用的溜灰管将喷射混凝土料下至竖井底，再由三轮车将喷射混凝土料运送至掌子面。
4.2.1锚杆支护工艺
锚杆采用YT-28气腿式凿岩机凿孔，凿孔时根据设计间排距先标注好孔位，再进行凿孔。
（1）凿孔前，首先根据激光严格检查隧洞断面规格，不符合设计要求时先进行处理。
凿孔前要先进行安全检查，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活石、浮石，确认安全后方可开始作业。
锚杆孔的位置要准确，孔位误差不得超过100mm，锚杆孔尽可能垂直岩面，角度误差不得大于15°
。
锚杆孔深应与锚杆长度相匹配，严格按照锚杆长度凿孔，孔深比锚杆长度短30-50mm。
（2）安装锚杆前，用吹风管将孔内岩粉清扫干净，先将树脂锚固剂依次送入孔里，然后把锚杆插入锚杆孔里，使锚杆顶住树脂锚固剂，利用锚杆杆体将树脂药卷轻送到孔底。
利用锚杆搅拌机将带有托盘、螺母等部件的锚杆推入设计位置并搅拌20s左右，待树脂固化后，用扭矩扳手上紧螺母。
4.2.2喷射混凝土工艺
（1）检查锚杆、金属网等是否符合设计要求，发现问题及时处理。
（2）接好风水管路，风水管及输料管路架设成直线，不得有急弯，接头要严密，不得漏风、漏水。
（3）喷浆机由专职司机负责，操作前检查喷浆机是否完好，并送电空载运转，紧固好摩檫板，不得出现漏风现象。
（4）喷射砼前，必须用压力水先冲洗隧洞壁面，在顶部和墙部利用激光，设置锚桩作为喷厚标志，喷射手按设置的喷厚标志施工。
（5）喷射人员佩戴好个人劳保用品后方可喷砼作业。
（6）隧洞混凝土喷射采用分段分层施工，每段20m，每段的喷射顺序应自下而上，喷射作业宽度为2m。
一次喷厚50mm，后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行。
作业段施工顺序：
由后向前施工。
（7）喷射混凝土机的开停顺序为：
开动时，先开风后开水，最后送电、给料；
停止时，待料罐中存料喷完后，再停电，最后关水停风；
根据输料距离和倾角及时调整风、水压。
（8）喷射混凝土时，喷枪与受喷面的距离保持在0.8～1.0m之间，与受喷面的垂直夹角小于15度，并根据风压大小及时调整距离及夹角。
4.2.3钢拱架架设
拱架架设时顶板采用3根工字钢梁作为临时支护，将顶梁穿入工字钢梁上方，并采用卡环固定牢靠，然后架设两侧面的拱腿，并将顶梁与两侧的拱腿固定在一起。
拱架架设时逐榀推进。
4.3隧洞下部施工
根据本工程施工特点及施工设备配置情况，在隧洞施工至设计位置后，开始由里向外依次开挖隧洞下部1m。
隧洞下部开挖，采用PC70型挖掘机开挖清底，配合三轮车运至临时渣仓，由竖井底耙斗机装吊桶，运至地面。
4.4出渣
输水隧洞开口施工5m以内，出渣采用人工扒渣到井底，然后采用竖井HZ-6B中心回转抓岩机装吊桶，由JK-3.0/15.5矿井提升机提升5m3吊桶至地面。
输水隧洞施工5m到50m时，出渣采用P90B扒渣机扒到井底，然后采用HZ-6B中心回转抓岩机装吊桶，由JK-3.0/15.5矿井提升机提升5m3吊桶至地面。
输水隧洞施工到50m后，首先拆除吊盘下方HZ-6B中心回转抓岩机，然后将吊盘固定到距输水隧洞洞顶10m处，在竖井位于输水隧洞下部1/6断面底板位置铺设两层井窝封口盘，上铺花纹钢板封闭；
然后，交叉点两侧固定耙斗式耙斗机和溜渣槽，溜渣槽坡度不小于30°
，保证渣石能自流入吊桶。
吊桶孔位置两侧设置护栏。
掌子面布置一台PC70型挖掘机，将渣石装三轮车运到蓄渣槽。
最后由耙斗式耙斗机装入5m³
吊桶，再由主提升机提升吊桶至地面。
7YP1150-45D-5型柴油三轮车车斗容量为2.7m×
1.6m×
0.8m=3.54m³
每次爆破后松散量为38.25m³
×
2.2m=84.15m³
，需要三轮车运输24次，每辆车运输8次。
4.4输水隧洞临时渣场系统布置示意图
4.5临时渣场断面图（预计为Ⅲ、Ⅳ类围岩断面）
4.5物料及大件设备下放及人员入井
（1）物料或设备的大件单重不超过2t的采用副提升机进行提升，2t～10t的物料或大件采用主提机进行提升。
挖掘机体积较大，拆卸后方可入井。
（2）下放物件时，在下放至输水隧洞洞顶高度后，先采用可靠地绳索捆绑尾部，在洞门里边采用人工拉的方法，慢速下降，逐渐使物件稳定降落至底板。
如果，物件重量超过2t以上时，在隧洞内设置小绞车，边拉边下降的方法使物件稳定降落至底板。
（3）输水隧洞交叉段人员上下
在上游的耙斗式耙斗机头部设置平台和台阶，在副提升吊桶降落至平台上，人员在出吊桶后，通过台阶到达输水隧洞内。
4.6交叉段副提升位置平台及封口盘布置示意图
4.6作业循环
隧洞正规掘进施工实行掘支平衡正规循环作业方式，将施工循环分为钻孔爆破、锚杆支护、喷射混凝土支护、出渣四大工序，相应成立四个专业班组，实行“滚班”制作业，正规掘支循环图见下表：
4.7正规作业循环图表
工序
时间（min）
凿孔
150
装药、连线
60
爆破、通风
30
初期支护
出渣
480
说明：
循环时间8h，循环进尺2m，每月工作30天，月进尺120m。
隧洞下部掘进时，实行出渣滚班作业方式。
下部断面支护在施工完成后进行。
施工循环图表为：
4.8下部正规作业循环图表
支护
循环时间8h，循环进尺20m，每月工作30天，月进尺600m。
4.7过破碎带施工
输水隧洞主洞在过破碎带时，由于岩层的稳定性差，容易发生隧洞顶帮垮落，为有效的阻止围岩垮落，必须加强隧洞顶帮的临时支护。
根据围岩破碎程度采取φ50×
2500@300~500mm钢管注浆管棚超前支护，并增加I14#工字钢钢拱架支护，间距为0.5m~1.0m。
过破碎带施工期间采取缩短一次掘进长度，及时支护隧洞围岩，尽可能的缩短隧洞围岩的暴露时间，确保施工安全。
过断层前编制专项措施。
4.8隧洞防治水
隧洞掘进时，坚持“有疑必探，先探后掘”的原则进行施工。
施工中应及时与设计部门进行沟通，必要时采用地质雷达进行超前探测。
如果有可能出现涌水的隧洞段，及时用MK-4潜孔钻打钻探水，打钻探水时根据现场实际情况，编制相应方案。
隧洞采取以疏排为主，疏排、截导、注浆相结合的综合防治水方法。
输水隧洞掌子面水经过水沟自流排至井底，在井窝以下2.3m位置的钢梁平台上布置一台MD50-100×
8卧泵，将水排至地面。
如果掌子面出现涌水后，把溜灰管改为排水管，把水排至地面。
4.9通风
1）风量计算
（1）按井下掌子面最多人数计算：
Q人=3N1K=3×
15×
1.4=67.5（m3/min）
（2）按柴油机需风量计算：
Q机=4TK=4×
（20.58×
3+40.5）×
1.2=490.75（m3/min）
柴油机按1台挖掘机和3台柴油三轮车计算。
（3）按爆破需风量计算：
Q炮===160.2（m³
/min）
式中：
Q炮——爆破后掌子面所需风量，m3/min；
t——排除炮烟时间，隧洞取t=20min；
A——同时爆破的炸药量，A=44.392kg；
L——炮孔稀释长度，取L=100m；
S——隧洞净断面面积，S=22.96m2；
2）计算局扇风量
Qm=QP
Qm——所需扇风机风量，m3/min
P——通风系统漏风系数，P=1.2
Q——掌子面风量，m3/min
Qm=QP=（490.75+67.5）×
1.2=669.9m3／min
3）风压计算
（1）风筒的摩擦风阻
Rf=6.5×
（αH）/D5
=6.5×
（0.0025×
1530）/15=24.86（NS2/m8）
α——风筒摩擦阻力系数，α=0.0025NS2/m3；
H——风筒全长，H=1530m；
D——风筒直径，D=1m。
（2）接二个弯头考虑，则风筒的局部风阻
R风局=§
（2/D4）
=1×
（2/14）
=2（NS2/m8）
式中§
——拐弯处局部阻力系数，§
=1；
D——风筒直径，D=1m。
风筒全风压：
ht=（Rf+R风局）Qm·
Q
=（24.86+2）×
669.9/60×
（490.75+67.5）/60
=2786.5（Pa）
3）掌子面风速验算：
V最大=Q/60S=707÷
（60×
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