1、检修竖井开挖支护施工方案云南省巍山县白乃水库工程输水导流隧洞和连通工程竖井开挖支护施工方案中国水电基础局有限公司巍山县白乃水库导流工程施工项目经理部二一九年五月审批：审查：校核：编写：1工程概况1.1基本概况白乃水库具有较好的水源条件，所控制的受水区以自流供水为主，工程建成后可有效解决大坝下游经济社会发展的缺水矛盾；通过增加农业灌溉面积、提高单位面积产出，可提高农民收入，对加快区域脱贫，减少贫困人口，提高扶贫开发能力具有重要意义。输水导流隧洞布置在右岸，导流与输水隧洞全结合。设计输水流量仅为0.92m3/s，汛期施工导流最大流量为39.2m3/s。输水导流隧洞施工期承担导流度汛任务，运行期供水
2、和参与泄洪，隧洞进口底板高程为1869.0m，泄洪隧洞进水口高程为1886.3m，施工结束后对隧洞进口导流专用段进行封堵，利用竖井式进水口抬高隧洞进口，将隧洞改造成输水泄隧洞，隧洞为有压隧洞。导流输水泄洪隧洞为折线洞布置，全长664.95m,其中洞身段长538m。隧洞断面按度汛过流需要设计，为内径2.5m的圆形断面，隧洞采用C30钢筋混凝土衬砌，出口围岩较薄，岩体风化强段采用钢衬。隧洞最大泄洪流量48m3/s，开挖洞型为城门洞型，断面尺寸为3.6m3.45m，输水导流隧洞检修闸室竖井开挖断面为4.6m圆形。1.2工程地质输水导流隧洞检修竖井深度50m，为钙质粉砂岩夹炭质页岩、长石砂岩，上段为强
3、至弱风化层，岩石破碎，井壁稳定性差，围岩为类；下段为弱至微风化层，靠山侧岩层沿层面易滑落，围岩为类。1.3水文、气象条件白乃水库位于巍山县中南部，五印乡白乃村，鼠街河上游，坝址以上集水面积S=45.2km2，主河长L=8.9km，主河道平均坡度J=26.4。大理州气候类型属低纬高原季风气候，具有四季不明显，干季、雨季分明的特点。白乃水库工程区一带雨季610月降水充沛，降水量约占全年降水量的77.5%，枯季115月降水量约占全年降水量的22.5%。根据巍山气象站观测资料统计：多年平均气温15.8；最热月平均气温21.5（6月），最冷月平均气温8.2（1月）；极端最高气温33.3(1989年5月)
4、，极端最低气温-4.5(1982年12月)。多年平均地表温度18.6，日照2249.6小时，日照百分数53%，总积温5682.8，10活动积温达4835.2。多年平均降雨量816.5 mm，最多1973年降水1088.6mm，最少1960年降水472.3mm，610月为雨季，雨量占全年降雨量的77.1%；11月5月为旱季。多年平均相对湿度71%；多年平均蒸发量2113.1mm。多年平均风速2.0m/s，最大平均风速16.9m/s，最大风速23.0m/s（1982年）。2编制依据（1）云南省巍山县白乃水库工程输水导流隧洞和连通工程施工承包合同；（2）云南省巍山县白乃水库工程输水导流隧洞和连通工程
5、施工询价文件；（3）云南省巍山县白乃水库工程输水导流隧洞和连通工程施工投标文件；（4）导流输水泄洪隧洞进水井及检修闸室竖井结构图（图号：451（1）-E71-01D-07-04）；（5）云南省巍山县白乃水库工程输水导流隧洞和连通工程隧洞开挖专项施工方案；（6）云南省巍山县白乃水库工程输水导流隧洞和连通工程爆破设计施工方案；（7）水利水电建设工程验收规范SL233-2008；（8）水工建筑物地下开挖工程施工规范SL378-2007；（9）水利水电工程锚喷支护技术规范SL377-2007；（10）水利工程建设标准强制性条文（2016年版）；（11）爆破安全规程GB6722-2014；（12）水利水
6、电工程施工通用安全技术规程SL398-2007；（13）水利水电工程施工安全防护设施技术规范SL714-2015；（14）锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-2001。3施工布置3.1交通道路白乃水库位于巍山盆地西侧鼠街河上游，水系属澜沧江流域左岸一级支流黑惠江次级支流歪角河上游，地理行政属五印乡所辖。县城至五印乡公路从右坝肩经过，可满足白乃水库施工要求。坝址距巍山县城约25km、大理市约84km、昆明市约461km。检修竖井位于五印公路路中，机械设备及施工人员可通过五印公路直接到达施工工作面。现五印公路检修竖井段改道已基本完成，施工时做适当隔离防护，与来往社会车辆互不影响。3.2施工用
7、电施工用电从业主营地变压器加装计量装置引到检修竖井工作面，井内照明用电拟采用36V，并配备降电压设备，电力起爆主线与照明及动力线分两侧架设。3.3施工供风、供水竖井施工用风在竖井平台处设空压机房供风，利用DN100钢管引至竖井口设置风包，然后再接25高压软管通到工作面。空压机的安全阀、压力表、调压装置等应安全可靠，并按有关规定定期检查。竖井施工供水对象主要为隧洞开挖、衬砌、灌浆用水、各类附属的生产用水及消防用水等。施工用水由河道抽水，供水方式采用重力式供水及水泵加压供水相结合，采用25软管沿竖井井壁接至工作面。3.4施工排水施工排水主要是防止地面施工废水、降水流入井内，及围岩渗水排出两个方面。
8、地面排水采用单层砖砌体阻挡上游面汇集水，在雨季可采用在井口搭建顶棚的措施防止雨水落入井内。竖井内围岩渗水可通过导井流入导流洞集水坑，通过导流洞内排水设施及管路排至导流洞进口沉淀池，沉淀后清水用于施工道路洒水养护，废渣经自卸汽车运至弃渣场。3.5施工通风竖井施工采用导井法，导井形成后与导流洞贯通，导流洞进口轴流通风机可送风至导井位置，新鲜空气由导井底部自下而上进入竖井保证井内空气流通。3.6施工人员交通竖井全断面扩挖时人员经爬梯下至工作面进行作业，物资设备采用卷扬机吊放吊篮运输至工作面，爬梯利用系统锚杆进行锚固，详图见附图1所示。3.7通讯设施全断面扩挖时为方便井上井下人员作业联络，井上与井下作
9、业人员每人各配置对讲机一台，使用对讲机进行联系。4施工方案4.1施工程序井口测量定位导井钻爆施工竖井锁口明挖锁口钢筋混凝土浇筑提升设备的架设安装自上而下全断面爆破扩挖，通过导井出渣测量爆破断面初期支护下一循环竖井贯通。4.2施工方法4.2.1导井钻爆施工导井施工时采用履带式潜孔钻车进行钻孔作业，按照测量人员标定的孔位进行开孔作业，作业随时校准孔斜偏差，控制在规范允许范围内。单孔一次钻孔成型，其中空孔贯通，其他爆破孔孔底预留60cm保护层，导井布孔图见图4-1所示：图4-1 导井布孔图导井爆破采用32乳化炸药，使用PVC半管配合导爆索固定药卷间隔装药电雷管起爆全孔一次爆破，自然溜渣至导流洞中。装
10、药结构及爆破参数见图4-2、表4-1所示：图4-2 装药结构示意图结构形式示 意 图说 明间隔不耦合装药炮泥32mm药卷导爆索电雷管1、此图为导井爆破孔装药结构示意图；2、导爆索起爆。表4-1 导井爆破装药参数表编号炮孔种类炮孔直径（mm）炮孔深度（m）孔距（m）排距（m）药卷直径（mm）单 孔装药量(Kg)1主爆孔56500.600.303217.502崩落孔56500.420.303212.504.2.2竖井锁口施工为保证井口开挖后井壁的稳定，井口分两次开挖成型。开挖土石方由挖掘机配合自卸汽车运输至弃渣场，同时人工对井壁进行修整，以保证竖井断面尺寸符合设计要求。竖井开挖至锁口底标高时，先平
11、整开挖面，然后根据设计图纸绑扎井圈钢筋，同时根据测量放线预埋提升桁架基础。井圈采用设计标号混凝土，一次性连续灌注，锁口混凝土按照现地面高程进行立模浇筑，上游顶面高于原地面40cm形成挡水墙阻止施工废水、降水流入井内。在井口边设置不低于1.2m高度的防护栏，挡脚板高应不小于20cm，护栏立柱间距不得超过25cm。立柱采用50X50mm的方钢，护栏的栏杆均应涂刷红白警示漆。4.2.3提升设备架设安装竖井内物资运输配置一套卷扬机提升系统（见附图2所示），最大载荷约1.0t，选用JM10型慢速卷扬机，扩挖施工时卷扬机通过移动吊篮运送物资设备。卷扬机系统布置在离井口10m处，周围用围栏圈出警戒范围并设立
12、醒目标志，避免闲杂人无意触碰而发生事故。1、卷扬机安装固定安装前，先采用挖掘机将场地整平，后采用全站仪准确放样出卷扬机位置，施工地锚，浇筑混凝土基座。安装时，采用ZL50G装载机将卷扬机挑至混凝土基座上并按照要求调整卷扬机角度。调整结束后，将卷扬机槽钢底座与浇筑混凝土地锚栓接固定。待卷扬机及其辅助设备安装完成后，安装卷扬机安全装置。安全装置一般包括荷载限制器、行程限制器等。卷扬式的容许超载值一般定为不得大于额定起重容量的10%。因此，在实际负荷达到额定起重量的110%时，荷载限制器应自动切断电源，使电动机停止转动。上、下行程限位一般采用行程开关控制器，当卷扬机起吊或下降超过规定时，行程开关控制
13、器会自动切断电源，使电动机停止转动。安全装置安装完成后，项目部联系总包方及监理工程师进行验收。2、井口桁架安装井口桁架人字支腿及主梁采用I20工字钢，桁架拼装采取钢板栓焊连接，便于拆装，支腿座于提前浇筑完成的锁口混凝土上，提前预埋钢板与支腿进行栓焊连接。为确保桁架整体刚度，支腿用剪刀撑连接，并保证构件间栓焊牢固。桁架主梁中心位置设置卷扬机定滑轮通过卷扬机钢丝绳提升载物吊篮。3、载物吊篮竖井扩挖提升机械设备吊篮采用22螺纹钢筋焊接，吊篮直径1.5m，吊篮高度1.4m，吊篮底部设置挂钩，用于移动导井安全井盖，吊篮大小可根据现场需要调整。4.2.4竖井爆破扩挖待导井开挖贯通之后再进行全断面扩挖的施工
14、，按正井法进行扩挖，石渣通过导井溜至导流洞内，利用扒渣机配合自卸汽车装运出渣并运输至弃渣场。为满足设计断面要求，每个循环钻孔前必须对开挖掌子面进行全断面测量放样，测出断面开挖轮廓线，用红油漆标在开挖面上，测量人员向施工人员进行交底，并在断面上标出钻孔孔位，同时将上个循环断面的超欠挖情况说明，欠挖立即处理，严格控制超挖。每循环扩挖前，在扩挖掌子面上部约3m位置设置防护网，防止上部落物伤及扩挖施工人员。竖井扩挖采用YT-28手风钻钻孔，人工装乳化炸药进行钻爆扩挖。竖井施工均按IV、V类围岩考虑，扩挖施工循环进尺1.01.5m，药卷直径32mm，周边光爆孔间隔装药。起爆采用非电毫秒导爆管雷管，周边光
15、爆孔采用导爆索引爆。扩挖渣料除一部分经导井自然下落溜至导流洞竖井出渣位置，其余采用人工扒渣由导井下落至导流洞竖井出渣位置。出渣结束后，采用人工对工作面进行清理，人工清理底孔炮位，清理满足下一工序施工条件。检修竖井扩挖钻孔布置情况见图4-3所示，爆破参数见表4-2所示：图4-3 检修竖井扩挖钻孔布置图表4-2 扩挖施工爆破装药参数表编号炮孔种类炮孔直径（mm）炮孔深度（m）孔距（m）环距（m）堵塞长度（m）药卷直径（mm）单 孔装药量(Kg)1辅助孔401.50.70.60.2320.902光爆孔401.50.40.50.2320.34防止导井堵塞措施（1）加密辅助孔孔网参数，减小扩挖施工孔环距
16、，以减少爆破石渣粒径，本次开挖孔距最大为70cm，环距最大不超过60cm，使爆破粒径控制在30cm以内；（2）控制循环进尺，减少一次性爆破方量，尽量减小石渣过多拥挤堵塞的机率，本次扩挖爆破进尺控制在1.5m以内；（3）发现石渣堵塞，可考虑在石渣空隙塞炸药起爆破拱，疏通堵塞。4.2.5初期支护扩挖施工每循环完成后立及进行初期支护，锚杆施工均采用手风钻钻孔，锚杆的开孔按施工图纸布置的钻孔位置进行，严格控制孔位偏差在设计允许的范围内，锚杆的孔轴方向要垂直于开挖面；局部加固锚杆的孔轴方向与可能滑动面的倾向相反。锚杆采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，锚杆注浆采用注浆机注浆，人工进行插杆。施工工艺流程见
17、图4-4所示：图4-4 先注浆后插锚杆施工工艺流程图钢筋网片采用6.5盘条焊制，在钢筋加工厂内集中加工。先用钢筋调直机将钢筋调直，再截成钢筋条。钢筋网片尺寸根据锚杆间距及网片之间搭接长度综合考虑确定。按照图纸中标定的位置随初喷面的起伏进行钢筋网片的挂设，绑扎固定于系统锚杆上，再把钢筋网片焊接成网，网片搭接长度为12个网格。喷混凝土施工采用干喷法，施工工艺流程见图4-5所示：图4-5 干喷法混凝土施工工艺流程图喷射前对喷射面进行检查，并做好以下准备工作：清除开挖面的浮石、墙脚的石渣和堆积物；处理好光滑岩面；用高压风水枪冲洗受喷面，对遇水易潮解的泥化岩层，应采用压力风清扫岩面；埋设控制喷射混凝土厚
18、度的标志；作业区应具有良好的通风和充足的照明设施。喷射作业前，对施工机械设备，风、水管路和电线等进行全面检查和试运行。喷射用风采用系统集中供风；喷射用水采用系统集中供水，以供水支管接至各用水作业面；喷射用电采用系统集中供电，敷设供电支线至各作业面。在受喷面滴水部位埋设导管排水，导水效果不好的含水层可设盲沟排水，对淋水处可设截水圈排水。混凝土由混凝土拌和站拌制，自卸汽车运至施工现场，采用PZ-5型混凝土喷射机进行混凝土喷射。拌和时各种配料加入顺序为：砂石料、水泥、水及外加剂，喷混凝土终凝后2小时进行喷水养护。竖井局部地质情况较差处及时通知总包方，由总包方及监理、业主现场确定是否采用钢支撑加固井壁
19、。4.3施工工艺措施4.3.1测量放线控制网测量采用全站仪进行，施工测量采用全站仪控制竖井轴线。测量作业由专业人员实施，每个循环钻孔前先进行设计轮廓线测量放样，并检查上一循环超欠挖情况，检测结果及时向现场施工技术人员进行交底；断面测量及时跟进掌子面开挖，按3m间距进行，确保测量控制工序质量。每次放样主要测放：导井中心线、导井边线、竖井设计轮廓线、掌子面高程。4.3.2 钻孔作业严格按照测量定出的中线、开挖轮廓线和测量布孔进行钻孔作业。为了减少超挖，周边孔的外偏角控制在设备所能达到的最小角度。光爆孔、崩落孔的偏差不得大于5cm，其它炮孔孔位偏差不得大于10cm。由熟练的钻工严格按照掌子面标定的孔
20、位进行钻孔作业。各钻工分区分部位定人定位施钻，熟练的操作手负责周边光爆孔。钻孔过程中要保证各炮孔相互平行，崩落孔和周边孔严格按照掌子面上所标孔位施钻。每造好一个孔即采用竹竿缠上编织袋等柔性物对孔口进行封堵，以防钻孔被掉块覆盖后不易寻找。钻孔完成后，由质检员按“平、直、齐”的要求进行检查，对不符合要求的钻孔重新造孔。4.3.3 装药、联网、起爆钻孔经检查合格后进行装药作业。严格遵守安全爆破操作规程和爆破设计图进行装药，装药前用高压风清孔，崩落孔采取柱状连续装药，周边孔采取空气间隔装药，将小药卷绑扎于竹片上，导爆索串接，崩落孔装药要密实，堵塞良好。炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结，应由爆破员进行。
21、炮孔经检查合格后，方可进行装药爆破；最后由爆破员和值班技术员复核检查，确认无误，撤离人员和设备，撤除临时施工设施后爆破员负责引爆。起爆15分钟后爆破员先进入井内检查是否有瞎炮，若有则迅速排除，然后才能进入下一道工序。4.4.4 通风散烟及防尘开挖施工过程中一直启动通风设备通风，保证在放炮后规定时间内将有害气体浓度降到允许范围内。4.4.5安全处理爆破后，人工清除洞壁上残留的危石及碎块，保证进入人员及设备的安全。破碎带在进行安全处理后，可先喷一层5cm厚混凝土，清渣后再次进行安全检查及处理，并进行系统支护及加强支护。在施工过程中，经常检查已开挖洞段的围岩稳定情况，清撬可能塌落的松动岩块。4.4.
22、6 出渣清底竖井施工为人工清除掌子面堆渣，清渣要全面彻底清除工作面积渣，为下一循环钻爆作业做好准备。4.4.7锚杆孔的钻孔（1）锚杆孔的开孔应按施工图纸布置的钻孔位置进行，其孔位偏差应不大于100mm。（2）锚杆孔的孔轴方向应满足施工图纸的要求。施工图纸未作规定时，其系统锚杆的孔轴方向应垂直于开挖面；局部加固锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向相反，其与滑动面的交角应大于45。（3）注浆锚杆的钻孔孔径应大于锚杆直径，若采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，钻头直径应大于锚杆直径15mm以上，注浆管插至距孔底50100mm，随浆液的注入缓慢均匀拔出，杆体插入后，若孔内无浆液溢出，及时补注，保证注浆饱
23、满、密实；若采用“先安装锚杆后注浆”的程序施工，钻头直径应大于锚杆直径25mm以上。（4）锚杆孔深度必须达到施工图纸的规定，孔深偏差值不大于50mm。4.4.8挂网喷射混凝土钢筋网尺寸应符合设计要求，钢筋网在初喷混凝土后挂设，沿环向压紧后喷射混凝土。钢筋网应随受喷面的起伏挂设，与受喷面的间隙一般不大于3cm，与锚杆连接牢固。开始喷射时，应减小喷头与受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋网保护层厚度不得小于4cm。喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时应及时清除后再喷射混凝土。除特殊地质段采用先喷后锚的程序外，其它部位均先打锚杆后喷混凝土。采用PZ-5型混凝土喷射机施工，喷射混凝土配合比同现洞
24、身已批准配合比。喷混凝土前用高压水或高压风冲（洗）干净岩面；喷混凝土厚度5cm，一次喷射成型，紧跟开挖面的喷混凝土终凝至下一循环放炮时间不少于3h，喷混凝土终凝2h后喷水养护，养护时间按照有关规定严格执行。喷射机作业应严格执行喷射机的操作规程：应连续向喷射机供料；保持喷射机工作风压稳定；完成或因故中断喷射作业时，应将喷射机和输料管内的积料清除干净。喷射工艺参数通过生产试验确定，在保证喷混凝土密度的前提下，尽量减少回弹量。喷射混凝土强度采取现场喷混凝土取样试验检查，厚度通过预埋钢筋作厚度标志或钻孔测深检查。5施工进度分析及计划5.1竖井施工强度分析根据施工场地特点及施工难度，施工准备及导井钻爆施
25、工按11天计算，混凝土锁口施工及养护按12天计算，提升设备的架设安装按12天计算，自上而下每天两循环扩挖深度约2.6m，需要20天。竖井开挖及临时支护完成工期为45天。5.2竖井施工工期计划根据云南省巍山县白乃水库工程输水导流和连通工程施工总进度计划安排，检修闸室竖井计划4月9日开始施工。由于检修闸室竖井工作面受地方交通及邻近村民房屋影响因素，至今工作面未提交。根据相关规范要求，现重新编制检修闸室竖井开挖支护调整工期计划，具体见表5-1：表5-1 检修闸室竖井开挖支护调整工期计划序号工作内容施工用时（天）开始时间结束时间备注1施工准备12019.5.202019.5.202导井钻爆施工1020
26、19.5.212019.5.303锁口土石方开挖32019.5.312019.6.24锁口钢筋混凝土浇筑32019.6.22019.6.45锁口混凝土养护72019.6.42019.6.106提升设备的架设安装132019.5.302019.6.117竖井全断面爆破202019.6.122019.7.28竖井初期支护202019.6.132019.7.3竖井导井计划于5月30日形成，此时导流洞仍处于正常洞挖施工作业，将产生交叉施工影响。在输水导流隧洞与检修闸室竖井相交位置右侧设置施工通道，减少导流洞与竖井两个工作面的施工干扰，原导流洞竖井位置利用导井在导流洞内出渣。当检修闸室竖井施工与导流洞产
27、生不可避免的交叉施工影响时，以导流洞施工为主。5.3资源配置根据施工工期计划，拟投入的主要机械设备及作业人员见表5-2、5-3：表5-2 主要设备配置表 序号设备名称规格型号单位设备数量1手风钻YT-28台52空压机21.5m3/min台13履带式潜孔钻车台14扒渣机ZWY-40台15自卸汽车5t辆36抽水泵7.5KW/台台17炸药车5t辆18卷扬机JM10C台19混凝土喷射机台110锚杆注浆机台1表5-3 拟投入作业人员表 工种人数工种人数作业队队长2技术员2安全员1爆破工3钻工5支护工6扒渣机司机1普工4驾驶员4合计29测量工16质量保证措施6.1质量方针和目标严格管理严格遵循标准，严格岗
28、位责任；精心施工施工组织周密，工艺作风严谨；技术先进科技成果领先，注重持续改进；质量优良创建优质工程，达到顾客满意。本工程的质量目标是：保证工程无质量事故发生，工程质量全部合格。6.2质量管理机构图6-1 质量管理机构图（1）建立项目部全权负责的质量监督机构，健全质量保证体系。成立以项目经理为组长，常务副经理兼总工程师、项目副总工、安全总监、项目总调度为副组长的质量管理领导小组，项目经理部设质量管理部、工程技术部、物资设备部、安全环保部，分别负责相关质量管理工作。质量管理部设专职质检员现场三班连续作业。由专职质检员负责现场施工质量管理、检验及控制。各机班组设质量员，负责本班组的质量工作，贯彻落
29、实“三检制”，从而形成全员质量管理。（2）建立质量责任制，由项目部质量管理领导小组负责制定各部门和岗位的质量职责，明确规定各岗位、各部门在质量管理工作中的责任、任务和权力，并建立以质量责任制为主要内容的质量考核和评比办法。（3）建立严格的质量管理制度，实行质量目标管理，项目经理控制质量总目标的实现，并将质量目标分解到各级质检机构，落实责任和权限。6.3质量保证组织措施6.3.1质量教育加强全员质量教育工作，使广大领导和职工提高质量意识，牢固树立“质量第一”的思想，加强技术培训，提高广大领导和职工的业务水平，使之在施工中严格执行国家和行业有关技术规程、规范及设计、监理颁发的技术要求。（1）技术培训：有计划、有组织的安排广大技术人员进行岗位培训，提高业务水平，增强理论知识，在工余时间安排职工业务学习，从而使各岗位人员均能适应岗位要求。（2）技术交底：工程开工前对参加施工的各类人员进行技术交底和考核。（3）根据工程特殊需要，安排人员进行专业培训。6.3.2质量检查（1）每道工序严格执行验收“三检制”。在施工全过程，关键生产工序及工序产品由班组初检，初检合格后由现场值班质检员复检，复检合格后由质量管理部会同监理工程师进行终检，合格鉴定并签字认可后方可转入下一道工序。（2）施工现场由专职质检员三班连续检查监控，
