导流洞闸室段开挖支护施工方案文档格式.docx
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I22b工字钢钢支撑
t
71
6
挂φ6@20cm×
20cm钢筋网
22.17
7
喷C20砼
888
2施工布置
2.1施工道路布置
对于闸室段EL3136~EL3145.3段和闸室2m×
2m的导井段施工主要利用闸室交通洞、过坝交通洞及临河L2施工道路通往对外道路。
对于闸室竖井段扩挖及导流洞闸室段渐变段施工主要利用2#上下施工叉洞、过坝交通洞及临河L2施工道路通往对外道路。
弃渣场位于黄河大桥左岸下游侧的旗中沟渣场,通过临河L2施工道路可以直接到达。
2.2风、水、电布置
2.2.1供风
本工程的施工用风前期(即闸室EL3136以上和闸室导井)施工采用在过坝交通洞约K0+350靠山侧洞内布置4台20m3电动空压机,接φ150钢风管进入工作面。
后期(即导井扩挖施工及支护)施工时将4台空压机移至闸室交通洞回车道处即Z12~Z13点处。
2.2.2供水
施工供水利用原闸室交通洞施工用水,即距掌子面附近布置一6m3钢制水箱,再由水箱经供水管路(4寸钢管和φ60mm橡胶管结合)引至施工作业面,水箱由洞内系统供水管路或洒水车供给。
2.2.3供电、照明
施工电源主要利用在左低线交通洞K0+350处布置的一台630KVA变压器上接入;
电线进洞后经线架延至施工作业面,采用36V低压节能灯照明,间距10m布置。
备用电源为550KW柴油发电机。
2.2.4排水
为了保证洞室开挖及支护的顺利进行,洞内布置φ100mm钢管作为主排水管,采用机械排水,在洞内一侧随机设置集水坑(1m×
1m×
1m),采用集水坑集水,污水泵抽水经系统排水管排出洞外,污水经过坝洞与3#上叉洞交叉处临时沉淀池处理后才允许排放。
2.2.5通风、排烟
通风管路的线路布置为:
过坝洞进口75KW×
2通风机→过坝洞K0+00~K0+500主风管(1.5m)→接闸室交通洞支风管(1.2m)→通风带延伸至工作面满足施工需要。
为了满足洞内环境卫生标准,保证洞内作业人员新鲜空气的供应,在闸室附近安装一台55kw型轴流风机,经直径为120cm的风筒向洞内送风,进行洞内空气置换。
通风效果较差时可采用打开空压机供风的风管进行排烟换气。
为了降尘需要,还可采用水管沿洞壁喷撒水雾。
2.4临建辅企建设
2.4.1加工厂
本工程所设加工厂主要为加工锚杆,钢筋网,型钢弯曲、加工所用。
其中锚杆和钢筋网以道路标钢筋加工厂生产为主,现场为辅,现场临时仓库可设在闸室交通洞Z12~Z13点处。
型钢弯曲成型以旗上沟营地加工厂制作为主,现场拼装。
加工产品及材料运输采用25t自卸车运输,大件采用8T汽车吊吊卸。
2.4.2材料供应及储存
火工材料由业主统一协调当地民爆公司供应,供应点为左岸水磨沟临时炸药库,随用随领随退。
油料业主统一提供至现场工地,我部在旗上沟下游侧设置的油罐储存,配置一台油罐车为设备供油。
钢材由业主统一提供至现场工地,储存在我单位道路标旗上沟下游侧物资库存放
2.4.3筛分拌合
本工程所需砂石骨料由业主供应,位于黄河大桥上游侧的砂石料厂生产,我单位派25t自卸车拉运。
本工程所需喷锚料先由道路标的拌和站生产,后期由本标段拌和站生产。
3主要施工方案
导流洞闸室段开挖程序为:
闸室交通洞开挖完成→闸室EL3145.3~EL3135.3顶部开挖支护→闸室EL3135.3~EL3107.6导井段开挖→闸室EL3135.3~EL3107.6扩挖及支护施工。
导流洞导0+413.5~导0+491渐变水平段开挖及施工以从2#上叉洞进入导流洞上游面上层开挖支护,在导井贯通前完成,从2#下叉洞进入导流洞下游面的中下层开挖支护同步进行,不占闸井施工直线工期。
3.1洞室开挖
3.1.1闸室顶部开挖
本部分指闸室EL3145.3~EL3135.3段开挖施工。
因本段总体与闸室交通洞相平,闸室交通洞底板高程为EL3135.3,洞顶高程为EL3145.3。
此段围岩为Ⅱ类。
闸室顶部为宽11.6m,高9.3m的城门洞型,长30.6m,根据导流洞上层全断面开挖和过坝交通洞开挖施工经验,可采用全断面开挖方式进行。
具体方案为先安装闸室交通洞断面尺寸向闸室掘进,再进行扩挖至设计断面尺寸,具备全断面开挖条件后,开始全断面开挖。
初拟爆破参数参考闸室交通洞、导流洞上层以及过坝交通洞全断面开挖,具体爆破设计参数见附图1。
开挖台车采用闸室交通洞钻爆台车,ZL50装载机两边端移达到全断面开挖施工。
采用人工手持YT28手风钻站在自制的钻爆台车上进行钻孔,人工装φ32乳化炸药,导爆管、导爆索联网,电雷管起爆的爆破网络。
3.1.2闸室竖井段开挖
闸室竖井段指EL3135.3~EL3107.6段方形竖井开挖。
总体方案为在闸室顶部EL3145.3~EL3135.3段开挖支护完成后开始,先正导井开挖、再二次扩挖至设计断面。
竖井段开挖施工方法示意图见附图2。
1、导井施工
在闸室顶部EL3145.3~EL3135.3段开挖完成后,开始竖井导井开挖。
竖井开挖采用人工手风钻钻爆正井法导井开挖,导井尺寸为2m×
2m,循环进尺0.8m~1.0m。
钻孔采用手风钻钻孔,孔径为Φ42mm,爆破孔间排距为0.70m×
0.65m,掏槽孔间排距为0.35m×
0.35m,掏槽孔及爆破孔采用直径Φ32的药卷连续装药,单耗为3.2kg/m³
。
连线采用非电毫秒微差起爆网络,电雷管起爆。
正井开挖渣料及人员上下采用1.5吨电动卷扬机吊渣斗至井口附近堆存,装载机装自卸车倒运至渣场。
卷扬系统采用φ50脚手架架管搭设而成。
吊渣斗0.5m×
0.5m×
0.8m(0.2m³
)。
表3.1闸室导井开挖作业循环时间表
作业工序
时间
(h)
循环时间(h)
8
10
12
14
16
18
20
22
24
测量
1.0
钻孔
4.0
装药爆破
排烟
2.0
安全处理
出渣
合计
循环进尺1.0m。
2、扩挖施工
导井形成后,采用手风钻分层扩挖至设计轮廓线,手风钻扩挖循环进尺2.8m~3.2m,扩挖后及时跟进支护。
因竖井断面较大,竖井分两个区进行开挖,扒渣采用一台小反铲施工,爆破时对反铲进行防护。
竖井扩挖支护施工材料通过布置在井口的1.5t卷扬机吊运,井内人员上下设钢爬梯。
吊卸平台采用I22工字钢做底撑,固定端采用Φ32U型锚筋入岩1.2m砂浆锚杆。
锚筋间距1.2m。
每跨工字钢设一根Φ32螺纹钢锚杆斜撑,斜撑入岩不小于2.5m,砂浆锚固。
吊卸平台采用3mm厚钢板做面板。
材料吊运时需设置一吊笼。
吊笼采用6mm厚钢板做底板,Φ28钢筋做龙骨,Φ32钢筋做吊钩。
钢梯采用手风钻造孔,Φ25钢筋弯制而成,锚固剂锚固,锚固深度30cm。
爬梯宽65cm,距墙25cm。
钻孔采用手风钻钻孔,孔径为Φ42mm,爆破孔间排距为1.0m×
0.8m,光爆孔间距0.5m。
光爆孔采用竹片绑扎,导爆索串联Φ32mm药卷间隔装药,线装药密度为200g/m,爆破孔采用直径Φ32的药卷连续装药,单耗为0.93kg/m³
爆破设计详见附图3。
表3.2闸室竖井扩挖作业循环时间表
7.0
分左右半幅开挖,半幅循环进尺3.0m。
竖井扩挖石渣从导井溜至井底部导流洞,采用3.0m3侧卸装载机装25t自卸车运至旗中沟渣场。
3.1.3闸室水平渐变段开挖
闸室水平渐变段指的是导0+413.5~导0+491闸室段EL3085.5~EL3107.6水平洞室段开挖。
渐变指的是从上游导0+413.5洞宽18.2m至渐变门槽中线洞宽24.7m,再由24.7m洞宽减缩至导0+491洞宽18.2m处。
渐变段开挖与施组中导流洞洞身段开挖方法相同,即分为上下层开挖,本方案不在赘述。
为加快该段开挖进度,采取先按照导流洞设计C型断面开挖后扩挖至设计断面的方法。
另对于周边孔造孔时,需根据设计角度6.18°
的偏角进行注意控制即可。
如遇围岩变化时可先导洞后扩挖的方式进行调整。
导洞尺寸以宽度同3#施工支洞尺寸。
3.2洞室支护
导流洞闸室段支护施工主要包括系统长短锚杆支护、挂钢筋网喷砼施工、以及水平段随机I22工字钢钢拱架施工。
3.2.1锚杆支护
本部分支护锚杆主要分为两类:
一类为砂浆锚杆、一类为锚固剂锚杆。
砂浆锚杆为全洞系统布置的锚杆,锚固剂锚杆主要为洞室开挖过程中的超期支护锚杆和随机支护锚杆。
锚杆施工过程中采用临时(前期)支护与系统支护相结合的方式。
施工过程中先施工超期支护锚杆和破碎岩体处的随机加强支护锚杆,后施工系统支护中6m和9m的锚杆。
对于闸室顶部EL3135.3~EL3145.3段开挖完成后即可开始系统支护。
6m锚杆以多臂钻造孔为主,9m锚杆以D7钻机造孔为主,100B潜孔钻造孔为辅。
以上造孔设备均改装为水钻,便于洞室施工。
对于竖井段EL3135.3~EL3107.6段开挖过程中采用手风钻先进行6m系统锚杆施工,孔深5.5m,对于9m长,入岩8.5m的锚杆,在后期浇筑砼前,搭设排架作为施工平台,100B造孔,人工安装。
EL3085.5水平洞室段锚杆施工方法同导流洞洞身段锚杆施工。
造孔严格按设计图纸确定的参数进行施工,在钻爆台车或脚手架上造孔及安装锚杆。
清孔通过风管用高压风将孔内岩粉吹净。
注浆采用注浆机注浆,确保注浆饱满。
上倾≥45°
锚杆按先插杆后注浆的顺序施工,边墙锚杆可按照先注浆后插杆的顺序施工,应保证注浆密实,严格按设计的杆长及材质插杆。
后注浆法需在锚杆上绑扎注浆管和回浆管,且需要砂浆封孔,等强度满足条件后方可注浆。
锚杆浆体终凝前严禁外力碰撞锚杆体,并在浆体达到龄期后按规范进行试验抽检,记录及时准确呈报监理工程师。
图3.1锚杆施工工艺流程框图
3.2.2喷射砼施工
喷砼采用湿喷和干喷相结合的工艺。
对于闸室上平段EL3135.3~EL3145.3和下平段EL3107.6~EL3085.5段喷砼施工同导流洞喷砼施工。
对于闸室竖井(EL3135.3~EL3107.6)段,开挖过程中先素喷,后在浇筑前利用搭设排架进行剩余部分挂钢筋网和喷砼。
开挖支护时湿喷台车位于闸室交通洞终点处。
喷锚料由我施工局拌和站统一提供,20t自卸车运输。
喷混凝土采用普通硅酸盐水泥,喷混凝土前清除松动岩块,用风将岩面吹净,埋设钢筋条做量测喷厚标志。
喷嘴与岩面距离保持0.7~1.0m,喷射方向大致垂直于岩面,每次喷厚3~5cm,共3~5次喷至设计厚度,每次间隔30~60min。
坡面清理干净验收合格后,先喷3~5cm的素砼,保证钢筋网的保护层厚度,素喷完成后,进行锚杆及挂网施工,锚杆完成后,挂钢筋网,钢筋网与锚杆外露部分焊接牢固,锚杆及钢筋网验收合格后,即进行二次喷射砼的施工。
喷射作业参数通过实验确定,在保证喷混凝土密实度的前提下,尽量减少回弹量。
喷混凝土强度按相关技术规范要求取样试验,厚度通过预埋钢筋作厚度标志或凿孔测深检查。
各工作面采用自制作业台车进行喷砼施工。
湿喷法工艺流程图见下图。
图3.2湿喷法工艺流程图
3.2.3钢拱架施工
为保证闸室下平段导0+413.5~导0+491段施工安全,对于围岩变化较差时随机增加钢支撑,设计钢拱架为I22b工字钢。
钢拱架间距根据围岩情况在0.8~1.5m之间调整。
拱架的制作在本标段位于旗上沟上游的加工厂内进行。
拱架先按照设计尺寸下料,弯曲成形,焊接附件,制作完成。
拱架顶拱分为3节,边墙根据开挖分层分2~3节。
每节之间采用δ=16mm厚钢板焊接为接头钢板打孔后,采用4.8级8个M20螺栓连接。
每节制作完成后采用ZL50装载机装入25t自卸车运至洞内开始拼装焊接。
钢支撑安装前先按测量布控的预定部位打锁脚锚杆以加固钢支撑,每榀钢支撑每隔2m布置1根锁脚锚杆,锁脚锚杆为Φ22,入岩4.2m,外露0.3m,与钢支撑焊接。
钢支撑采用装载机或反铲辅助人力架立焊接。
3.2.4质量控制措施
(1)根据洞室围岩类型,在开挖及支护过程应遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤观测”的原则进行施工。
(2)开挖施工前,由工程技术部组织相关施工人员进行技术交底,使全体施工人员能明确了解各项工作的施工工序、工艺及质量要求。
(3)严格按照设计图纸进行施工,在施工过程中,施工人员不得擅自更改或取消某项工艺或工序,若需更改时,需取得工程技术部同意后方可执行。
(4)要求所有参与爆破施工的人员必须经专业培训后持证上岗。
(5)洞挖施工过程中,要保护好测量控制点和一切监测设施,防止被爆破、机械等破坏,并定期复核、检查,保证施测或监测精度。
(6)洞挖钻爆施工必须进行爆破设计和爆破试验,在取得最佳爆破参数后进行爆破作业。
并且施工中要依据地质情况的变化及时改变钻孔和爆破技术,修正爆破参数,以获得良好的开挖面。
(7)爆破施工中各项施工工艺应该严格按施工规范要求进行,建立严格的三检制,对重要爆破部位的钻孔、装药、联网、起爆等各项工序施工,分别进行检查验收,合格后进行下道工序施工。
(8)控制爆破规模,使保留岩体尽量减少振动破坏。
(9)每次爆破前,必须先上报爆破方案,待批复后进行实施,施工过程应对质量控制点进行检查记录。
(10)对爆破材料严格把关,并定期或不定期进行抽样检查试验,防止不合格或失效的爆破材料用于工程。
(11)钢拱架制作严格按照设计图纸要求施工,所有焊缝均需满足相关规范要求,螺栓连接部位必须将螺栓上紧,达到设计要求。
(12)钢拱架安装过程中,测量应配合放线,以保障其垂直度。
钢拱架之间连接钢筋必须按照图示要求位置进行施工。
(13)钢拱架安装完成后,进行锁脚锚杆施工,应保证锚杆施工质量,确保所安装的钢拱架稳固、牢靠。
(14)喷砼前在网片上固定喷层厚度标志,以便检查喷砼厚度。
(15)喷砼施工过程中,严格按照规范要求进行喷锚料的拌制,防止因料径过大而堵塞管路。
(16)过期的喷锚料及回弹料不能再次使用,停歇时间不得超过2小时。
4施工进度计划
4.1现阶段相关进度计划形象
截止2012年8月23日由2#上叉洞进导流洞上游面上层全断面开挖至导0+440。
截止2012年8月23日闸室交通洞开挖剩余33.8m结束,即到Z11点。
截止2012年8月23日2#下叉洞开挖剩余60m结束。
4.2调整后进度计划
2012年9月3日~9月12日完成闸室EL3136~3145.3开挖施工。
2012年9月13日~9月19日完成闸室EL3136~3145.3支护施工。
2012年9月20日~10月19日完成闸室EL3136~3107.6溜渣井开挖。
2012年10月20日~11月20日完成闸室EL3136~3107.6开挖支护。
2012年11月20日闸室段开挖支护完工的节点工期与总进度计划相同。
5安全及环境保护与水土保持措施
5.1安全保障措施
(1)建立以项目经理为安全生产第一责任人的安全管理机构,安全部具体负责,各生产班组均设安全员。
(2)对爆破施工人员进行相关安全培训并进行考核,不合格的不能参与爆破施工。
(3)开好班前安全会,积极开展预知危险活动,做到“安全生产、人人有责”。
(4)设置专职人员对施工道路进行维护保养,确保路况良好,行车安全。
(5)爆破材料的运输、储存、销毁、使用,严格按国家、行业、地方的法律法规、规程规范以及业主的有关要求执行。
(6)爆破时,有关施工机械设备及人员必须迅速撤至爆破警戒范围以外,对附近的建筑物及不能撤走的施工机械设备采取安全防护措施。
(7)建立安全警戒,洞内爆破前,施工人员应撤出洞口或距爆破面300m以外的安全地点。
(8)爆破排烟结束后,由爆破员与施工员共同进入爆破现场检查引爆情况,如有瞎炮,必须按规定进行处理。
然后由清撬人员进行安全清撬,待将活石、浮石、危石等不安全因素排除后方可进行出渣。
(9)建立事故应急处理机制,明确成员和有关专业的职责分工,拟订应对突发事故的人力和物力资源、措施,积极预防事故。
(10)对于起吊设备派专人负责操作,并在操作间张贴操作规范。
(11)起吊设备派经过培训的专人经常检查维修,记录运行情况,确保安全使用。
(12)起吊设备施工完成后经验收合格后方可投入使用。
(13)导井施工时导井周围做安全防护栏杆。
安全栏杆采用钢管扣件连接,挂防护网,钢管基础采用手风钻钻φ50孔径,入岩30~50cm深。
(14)竖井施工时,在闸室交通洞设置明显道路警示牌,标识前面有有人施工,有孔洞。
(15)脚手架高空作业前对脚手架组织专门验收,脚手架搭设符合施工规范要求。
5.2环境保护与水土保持措施
(1)开展文明工地、班组建设活动,按照施工范围进行分区卫生包干,将责任落实到人,安排专人统一管理和协调工地的环境保护与水土保持等有关文明施工事项,形成良好的施工环境。
(2)岩石清面及洗孔等生产污水不得随意排放,必需经沉淀后通过排水管排出洞外。
(3)洞内设备、材料等不得随意堆放,必须按照相关文件要求摆放。
(4)洞内通风系统必须健全、完好,通风顺畅,烟尘含量小于《爆破技术安全规程》相应条款要求。
(5)施工过程中采用先进的工艺,减少对能源的消耗,并鼓励技术、施工人员改进生产工艺,在保证施工质量、安全的前提下,采用更加节省能源、更加环保的施工工艺;
(6)施工、生活过程中要养成节约用电、用水的好习惯,随手关掉不需要的电灯,将不用电器的电源插座拔掉;
(7)对于能够回收循环利用的材料,要充分回收利用。
6施工建议
为了确保钢支撑安装稳固,我部建议:
每榀钢支撑增加8根锁脚锚杆,每段钢支撑两侧各固定一根,锁脚锚杆规格形式见之3.2.3条。
为了隧洞施工安全和应对临时围岩较差的地段,我部建议:
可视隧洞围岩情况好坏随机进行超前锚杆或随机锚杆支护,锚杆规格同4.5m系统锚杆,预估300根。
7资源配置
7.1施工人员配置
根据施工支洞土石方明挖高峰期施工强度,劳动力资源配置见表7.1。
表7.1劳动力资源配置表
工种
数量(人)
钻工
炮工
反铲司机
装载机司机
汽车司机
水电工
空压机工
钢筋工
9
电焊工
机修工
11
普工
安全员
专职兼职各2人
13
管理人员
技术人员
含测量人员
85
7.2施工机械配置
根据施工强度、机械设备生产能力等特点,本工程主要机械设备资源配置见表7.2。
表7.2主要机械设备资源配置表
设备名称
型号
数量
手风钻
YT-28
台
15
D7钻机
100B钻机
5台
挖机
斗山330
备用1台
装载机
ZL-50C
自卸汽车
25T
辆
电动空压机
20m3/min
湿喷机
PZ-3
一台备用
湿喷台车
SikaPM500pc
多臂钻
BOOMER-353E
两臂钻、三臂钻各1台
轴流风机
55kw
射流风机
风带
D120cm
m
200
发电机
550kw
备用电源
电焊机
BXI-500A
变压器
630KW
17
潜水泵
37KW
扬程100m
钻爆台车
自制
19
钢结构水箱
10m3
个
油罐车
20t
21
炸药运输车
箱货
通勤车
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