引水隧洞塌方处理专项施工技术方案.doc

目录
1。工程概况1
1.1工程简介1
1。2工程现状1
1。3编制依据1
1。4主要工程量1
2。施工总体布置2
2。1施工用风2
2。2施工用水2
2。3施工用电2
2.4施工道路2
3.施工方案2
4.施工综述3
4.1喷射混凝土3
4。1.1施工配合比3
4。1。2施工原材料3
4。1.3施工工艺4
4。1。4施工方法4
4.1。5质量控制5
4。2锚杆5
4。2。1砂浆锚杆施工工艺6
4.2。2锚杆施工方法7
4。2.3检验和试验7
4。2。4质量控制8
4.3拱架8
5。资源配置9
5。1人员投入配置9
5。2主要材料配置9
5.3机械设备配置9
6。质量保证措施10
6。1原材保证措施10
6.2检查混合料的配合比和级配10
6。3过程控制11
7。安全保证措施12
7.1安全技术12
7。2防尘12
引水隧洞塌方处理专项施工技术方案
1。工程概况
1。1工程简介
三道湾水电站位于张掖市肃南县境内的讨赖河干流上，是出山口已建冰沟水电站的上一级梯级电站，工程区沿河岸有酒钢至镜铁山矿的专用铁路线相伴，枢纽区北距嘉峪关市约60km,从冰沟水电站到工程首部枢纽的进场公路早已贯通，工程对外交通条件便利。
引水发电隧洞：布设于讨赖河右岸，设计引水流量36m3/s，断面型式为圆形，洞径4。2m，洞线呈折线布置，总长14。38Km，混凝土已衬砌长度为2.259km，其余洞段均未衬砌。
1。2工程现状
各施工支洞是进入引水隧洞标段的施工道路，根据施工合同，我项目部组织人员进行施工前准备，对施工支洞进行了安全排查，并顺利进入引水隧洞主洞，发现洞内存在大面积塌方,并及时联系业主、设代、监理对现场进行了查看.
引水隧洞开挖支护完成后未进行衬砌，搁置时间长达3～4年，受到山体孔隙水及风化影响,岩石软化,喷射混凝土多处有裂缝，局部岩面脱落，多处隧洞已经塌方，形成空腔,为了保证施工人员的生命安全，增强围岩稳定性，需要对隧洞塌方段做补充加固处理.
1。3编制依据
⑴设计文件；
⑵《甘肃讨赖河三道湾3×30MW水电站工程枢纽和引水隧洞标段施工合同》（合同编号：CDT-QLSD—C—［2016]—004）;
⑶《水利水电工程锚喷支护技术规范》(SL377-2007）;
⑷《水利水电工程锚喷支护施工规范》（DL/T5181-2003）;
⑸《喷射混凝土应用技术规程》(JGJ372—2016)；
⑹《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》)（GB50086—2015）；
1.4主要工程量
由于引水隧洞洞内岩石破碎，目前洞内情况不明确，主要工程量按照工地现场实际工程量计算，计算依据按照相关的设计文件及技术核定单确定。
2。施工总体布置
2。1施工用风
引水隧洞工程施工用风主要用于基础面的清扫、喷射混凝土的动力提供、锚杆施工时钻孔,由于工程部位比较分散，不考虑集中供风.经过项目部的核算,最终确定施工用风由可移动13m³螺杆式空气压缩机提供，能满足工作面用风要求.根据施工需要随时移动至施工作业面即可.
2。2施工用水
水主要用于拌制喷射混凝土、降低粉尘.我部在进场后，重点修复和补充相应的供水建筑及设备，更换合理的抽水设备和管路。施工用水抽水设备选用高扬程2吋潜水泵配Φ50的PE塑料管从讨赖河河道内抽水道各个作业面的水箱内。
取水点如下:
引水隧洞1#施工支洞施工用水从河道取水,距离洞口施工作业区约0。03km；
引水隧洞2#施工支洞施工用水从河道取水,距离洞口施工作业区约0.7km；
引水隧洞3＃施工支洞施工用水从河道取水,洞口距离河道约0.6km；
引水隧洞4#施工支洞施工用水可从洞内渗水取水；
引水隧洞5＃施工支洞施工用水可从洞内渗水取水;
2。3施工用电
引水隧洞施工用电主要用于工地现场的照明、机械设备（空压机、喷浆机）的启动。施工用电从目前已经接好的施工用电线路接入。
2。4施工道路
施工道路选用已建的进场道路.原施工道路经过改建、修整后可以满足施工需要.
具体施工用风、水、电、道路详见甘肃讨赖河三道湾3×30MW水电站工程枢纽和引水隧洞标段施工组织设计方案(十五局三工部［2016]009号）。
3。施工方案
经过业主、设代、监理以及施工单位多次对现状开挖支护完成后的隧洞进行查看,确定对塌方部位采用如下初步支护方案:
⑴首先对隧洞塌方段危岩进行清理排除；
⑵对塌方岩面采用C20混凝土喷护,厚度8cm；
⑶钻孔注砂浆锚杆，锚杆采用Φ25Ⅱ级钢筋，锚杆长度4.5m，锚杆外露30cm,入岩4。2m，锚杆间距1.5m，排距1。5m，梅花形布置；
⑷挂φ6。5钢筋网，网格尺寸15cm×15cm，钢筋网绑扎在外露锚杆上,要求牢固，钢筋网表面喷混凝土保护层不小于3cm；
⑸喷射C20混凝土8cm厚;
⑹部分塌方部位岩石破碎严重,需按相关设计文件加设型钢拱架进行联合支护.
以上支护方案仅为初步支护方案,具体施工部位支护方式详见相关设计代表备忘录、设计变更通知单或者相应支护部位的施工技术核定单.
4。施工综述
引水隧洞支护工程包括洞室扩挖后的支护及掉块或塌方部位清理后的支护。施工类型主要有：素喷射混凝土、锚杆喷射混凝土、聚丙烯喷射混凝土、钢筋网等喷射混凝土施工作业.支护一般原则：先对基础面进行清理，后初喷一层混凝土，对岩石基础面进行封闭，再进行锚杆施工，完成后挂钢筋网，在喷射混凝土.围岩状况不好或者有设计文件时，根据相应要求进行施工顺序调整。
4.1喷射混凝土
4.1.1施工配合比
本工程使用的喷射混凝土强度等级为C20、砂浆强度等级为M25，具体配合比参数详见表1.
表1 施工配合比参数表
强度等级
试验编号
设计稠度
水灰比
砂率（％）
速凝剂
掺量
（%)
每立方米材料用量（kg/m³）
水泥
砂子
豆石
水
速凝剂
C20
TSD2
5—10s
0。42
50
4
428
912
912
180
17。12
M25
TSD1
/
0。42
/
/
765
765
/
344
/
备注
聚丙烯纤维以每立方混凝土1.0kg掺加,不计入材料用量。
4.1.2施工原材料
喷射混凝土原材料选用施工配合比选定的原材厂家。水泥选用酒钢（集团）宏达建材有限责任公司的“戈壁牌"普通硅酸盐42.5水泥，砂子选用冰沟料场生产的河砂,石骨料选用冰沟电站生产的粒径为5-15mm的豆石，速凝剂、聚丙烯纤维选用甘肃唯克隆工程建材有限公司生产的混凝土速凝剂和聚丙烯纤维。
钢筋选用工程开工时业主移交我部钢筋,具体施工用钢筋型号（锚杆、钢筋网)根据设计变更通知单、设计代表备忘录以及施工技术核定单确定的型号施工.
经过初步鉴定（原材检测报告),进场材料全部符合设计要求.
4。1。3施工工艺
施工工艺流程详见图1。
11
适量加水

混合料拌和

施工准备

速凝剂

喷砼养护

受喷面

喷射机喷头

水泵

空压机

供
风
供
水
水 泥

砂 子

豆 石

混合料运输

混凝土喷射机

混合料输料管

图1 喷射混凝土施工工艺流程图
基础清理

4。1.4施工方法
先安排施工人员用高压风对基础面进行清扫，清扫完成后进行试喷射混凝土进行设备调试，设备调试完成后联系监理人员进行基础面验收，验收合格后，组织人员进行喷射混凝土施工，喷射施工时分段、分片、自下而上依次进行。后一层喷射在前一层喷射混凝土终凝后进行，如果终凝1小时后再进行喷射时，先用风水清洗喷层表面.
喷射料在各施工支洞洞口已建混凝土拌和站集中拌制,由10t自卸汽车运输至施工作业面，人工配合卸料至喷射机集料斗，进行喷锚施工.初喷完成后,开始锚杆施工，锚杆施工完毕后进行挂网钢筋施工，钢筋网片绑扎在外漏的锚杆上，并绑扎牢固。钢筋网片安装完成后再喷射混凝土。喷射混凝土一次喷射厚度控制:掺加速凝剂时不宜超过100mm;不参加速凝剂时不宜超过70mm。
喷射混凝土作业平台由扣件式钢管脚手架搭设而成.具体搭设方法及搭设标准详见《脚手架专项施工方案》。
钢筋网片按照施工要求,按照确定的间距由人工现场编制并安装。
有水地段喷射混凝土采取如下措施：
当渗水点不多时,可设导管引导排水后再喷射混凝土；当涌水量范围较大时,可设树状导管后再喷混凝土；当涌水严重时可设置泄水孔，边排水边喷混凝土。可适当增加水泥用量，改变配合比,喷混凝土由远而近逐渐向涌水点逼近，然后在涌水处安设导管，将水引出，再向导管附近喷混凝土.
当岩面普遍渗水时，可先喷砂浆，并加大速凝剂掺量，保证初喷后，再按原配比施工。当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施，将水引导输出后，再喷混凝土。
4。1。5质量控制
⑴砂石骨料的质量必须符合DL/T5144的有关规定外，砂的细度模数宜为2。5～3.0，含水率控制在5%~7％,粗骨料粒径控制在15mm以下；
⑵拆除作业面障碍物，清除基础面的浮石和墙脚的石渣、堆积物；
⑶用高压风水将受喷面冲洗干净,对雨水易潮解、泥化的岩层,赢采用高压风清扫岩面；
⑷埋设控制喷射混凝土厚度标志；
⑸当使用的砂石料含水率小于6％时，速凝剂可在搅拌时掺入，并且拌制好的混合料，应在20min内使用完毕；当使用砂石骨料含水率为6%～10％时，速凝剂应在喷射机的上料皮带上或输料管内掺入,速凝剂加入后必须立即喷射；
⑹混合料应该随拌随用，不掺速凝剂的混合料，存放时间不应超过2小时；
⑺回弹的骨料不得重复使用；
⑻喷嘴指向与受喷面保持90°夹角;
⑼喷嘴与受喷面的距离不宜大于1。5m。
4。2锚杆
引水隧洞锚杆有系统锚杆和随机锚杆两种形式，采用全长注浆锚杆。锚杆孔的开孔应按施工图纸布置的钻孔位置进行，各种锚杆的角度偏差应符合施工图纸要求,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一般与可能滑动方向相反，并与可能滑动面的倾向成约45°的交角。
4。2.1砂浆锚杆施工工艺
砂浆锚杆施工工艺流程见图2、图3.
图2 “先注浆后插锚杆”施工工艺流程
施工准备
钻孔
清孔
孔内注浆
安装锚杆
无损检测试验
砂浆制备
锚杆加工、运输
验收
钻孔验收
图3 “先插锚杆后注浆”施工工艺流程
施工准备
钻孔
清孔
安装锚杆
孔内注浆
无损检测试验
砂浆制备
锚杆加工、运输
验收
钻孔验收

4.2。2锚杆施工方法
锚杆预先在各施工支洞洞口临时钢筋加工厂按设计要求加工制作，施工时锚杆钻孔位置由测量队测放出来,并用红色自喷漆标记开孔位置，人工搭设脚手架辅助钻孔和锚杆安装施工。
开孔时，孔位偏差不大于10cm，孔深偏差值不大于5cm，若采用“先注浆后安装锚杆"的施工方法,其钻头直径应大于锚杆直径15mm以上;若采用“先安装锚杆后注浆"的施工方法，其钻头直径应比锚杆直径大25mm以上；若采用孔底注浆，其钻头直径应比锚杆直径大40mm以上。
下倾锚杆应先注浆后插锚杆;长度小于6m的上仰锚杆采用先注浆后插锚杆方式，长度大于6 m者，应先插锚杆和灌浆系统后注浆，其灌浆系统必须满足设计要求。
采用“先注浆后插杆"的程序安装砂浆锚杆，应先将注浆管插到孔底，然后退出50~100mm，开始注浆，注浆管随砂浆的注入缓慢匀速拔出，锚杆安装后孔内应填满砂浆；
注浆用水泥砂浆经试验室进行配合比试验,其基本配比范围为:水泥：砂=1：1～1：2，水灰比为1:0。38～1:0。45。水泥砂浆随拌随用，拌制均匀，防止石块、泥块以及其他杂物混入。
4.2。3检验和试验
⑴锚杆材质检验
砂浆锚杆所用的钢筋，水泥、砂浆等原材料及半成品,均按规定要求取样试验合格后投入使用。每批锚杆材料均应附有生产厂家的质量证明书,并按设计规定的材质标准以及监理人指示的抽检数量检验锚杆性能。
⑵注浆密实度试验
选取与现场锚杆的直径、长度、锚杆孔径、倾斜度相同的锚杆和塑料管，采用与现场相同的材料和配比拌制砂浆，并按现场施工相同的注浆工艺进行注浆，养护7天后剖管检查其密实度.
⑶钻孔规格抽验
按监理人指示的抽验范围和数量,对锚杆孔的钻孔规格(孔径、深度和倾斜度以及砂浆密实度）进行抽查并作好记录.
⑷现场锚杆长度和注浆密实度检测
砂浆锚杆可采用物探方法检查锚杆长度和砂浆密实度；按照监理人指示，根据现场实际情况抽查其砂浆密实度。
⑸抽样检查
抽查比例不低于锚杆总数的5％.注浆密实度不得低于80％.锚杆验收不符合设计要求时,应加倍扩检，如仍不符合要求，必须按相关标准规范处理，达到设计要求。
4.2.4质量控制
⑴安装锚杆前，做好检查工作,锚杆的原材料型号、规格、锚杆各部件质量及技术性能应符合设计要求。锚杆安装前，应进行调直、除锈和除油污处理,孔内的积水和岩粉应吹洗干净.
⑵根据设计要求和围岩情况确定孔位，做出标记.钻孔前选好钻头尺寸，采用“先注浆后插杆”的工序施工时，钻头直径应必锚杆直径大15mm以上;采用“先插杆后注浆"的工序，孔口灌浆施工时，钻头直径比锚杆直径大25mm以上。
⑶锚杆的孔深控制在±5cm.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。
⑷施工时对钻孔的孔深、孔径、砂子粒径、砂石骨料的含水率等严格控制.
⑸锚杆注浆后三日内,在砂浆凝固前严禁敲击、碰撞及拉拔锚杆。
4。3拱架
由于部分洞段原支护采用的格栅拱架已经垮塌，存在安全隐患，为确保施工人员的安全，经与业主、设代、监理沟通，决定对该部位采用型钢拱架重新进行联合锚喷支护。
型钢拱架我部将委托外部施工单位加工制作,采用分段制作。为便于施工，根据设计图纸,将每榀拱架按尺寸分成2m每段加工。安装施工时根据图纸及监理人标明或指定的位置、间距分片进行拼装，边墙和顶拱拱架间的连接采用焊接方式。若检查后发现安装不合格，根据监理人的要求进行调整、修补或置换。
拱架安装时用扣件、钢管脚手架搭设施工平台.每榀拱架间的联系采用钢筋进行焊接，将各榀拱架连成整体.为保证钢支撑施工安全方便，在钢支撑上增设附件，拱架的附件均采用钢板或型钢制成。附件包括钢挡板、钢棚架、钢枕、钢楔和钢柱鞋，其尺寸和型式均经监理人批准。型钢钢架的附件就位，便同型钢钢架焊接在一起，以防移动。浇筑混凝土时将格栅拱架及附件留在其中.拱架与岩面间充填密实，保证格架均匀受力。
拱架之间应采用钢筋网作为挡板,防止岩石掉块。钢筋网挡板与钢支撑牢固连接.
钢支撑施工工序如下：
施工准备→拱架制作→拱架拼装→拱架加固→验收→下一循环
5。资源配置
5。1人员投入配置
人员配置见表2。
表2 人员投入统计表
序号
工种
人数
备注
1
项目管理
5

2
现场管理
1

3
专职安全员
1

4
施工技术员
1

5
专职质检员
2

6
电工
1

7
电焊工
1

8
架子工
6

9
机械操作手
6

10
锚喷工
4

11
钻工
2

12
普工
6

合计
36

5.2主要材料配置
主要材料用量根据设计文件、实际施工用量、现场测量数据为依据进行计算。
5。3机械设备配置
主要设备机械配置见表3。
表3 主要设备配置表
序号
设备名称
规格或型号
单位
数量
备注
1
拌和站

台
5

2
空压机
13m³
台
2

3
喷锚机

台
5

4
自卸汽车
10t
台
2

5
装载机
3m³
台
4

6
挖掘机
0。5m³/1。2m³
台
4

7
手风钻
YT28
台
8

8
锚杆注浆机
UP4。8
台
5

6。质量保证措施
6。1原材保证措施
⑴每种材料进场前,对其生产厂家的资质、信誉等进行调查、评价，选择信誉良好、产品性能稳定的生产厂家作为材料供应厂家；
⑵进场的水泥和外加剂必须有生产厂家的出厂合格证及品质试验报告，并且符合设计要求；
⑶每批进场材料运到工地后,均进行质量检验，检验合格后方可使用.
⑷锚杆:普通砂浆锚杆一般选用热轧Ⅱ级钢筋,当承受力较大或者需要适应较大变形时,应采用Ⅲ级钢筋.
⑸水泥：采用强度等级不低于42。5的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。
⑹水:拌制砂浆的用水质量应满足DL/T5144-2015有关条款的规定。
⑺砂：采用最大粒径小于2。5mm的中细砂.
⑻外加剂：速凝剂和其它外加剂的品质，应遵守DL/T5100—2015的规定.
⑼钢筋网:采用屈服强度不低于300MPa的光面钢筋、其质量应遵守GB/T1499。2—2008的有关规定.
⑽聚丙烯微纤维:抗拉强度应≥450MPa、纤维杨氏弹性模量应≥3500 MPa、纤维断裂伸长率≤25%.
6。2检查混合料的配合比和级配
⑴喷射混凝土配合比,按施工图纸要求,通过试验选定，试验成果应提交监理人批准。
⑵速凝剂的掺量应通过试验确定，喷射混凝土的初凝和终凝时间，应满足施工图纸和现场喷射工艺的要求。
⑶拌制混合料的称量允许偏差应符合下列规定：
①水泥和速凝剂±2％;②砂、石骨料±3％
⑷混合料搅拌时间应遵守下列规定:
①采用容量小于400L的强制式搅拌机拌料时，搅拌时间不得少于60秒；
②采用自落式或滚筒式搅拌机拌料时，搅拌时间不得少于120秒；
③采用人工拌料时,拌料次数不少于三次,且混合料的颜色应均一；
④混合料掺有外加剂时，搅拌时间应适当延长。
⑸混合料的运输和存放
①运输存放混合料，应严防雨淋、滴水及混入大块石等杂物,装入喷射机前应过筛.
②干混合料应随拌随用。无速凝剂掺入的混合料,存放时间不应超过2小时;干混合料掺入速凝剂后，存放时间不应超过20min。
⑹每班作业前对所使用的衡器进行检查和校正；
⑺混合料的实际配合比，每个作业班至少检查两次，若发现不符合要求,及时进行调整。
6。3过程控制
⑴混凝土喷射前做好厚度标记，并应安装可靠；
⑵喷射过程中尽量，控制好水灰比，及时调整供水量,保持混凝土表面平整，呈湿润光泽,无干斑或滑移流淌现象；
⑶喷射作业分段、分片、依次进行,喷射顺序应自上而下，不得存在露喷部位；
⑷喷射混凝土的回弹率,边墙不宜大于15％，顶拱不宜大于25％；
⑸喷射混凝土终凝2h后,应洒水养护;养护时间，一般工程不得少于7d,重要工程不得少于14d；
⑹锚杆开孔位置允许偏差为10cm；
⑺水泥砂浆锚杆孔深允许偏差为±50mm；
⑻系统加固锚杆孔轴方向应垂直于开挖轮廓线。
7.安全保证措施
7。1安全技术
⑴施工前认真检查作业区的围堰稳定情况,必要时应进行适当处理；
⑵锚喷施工的机具设备应布置在围堰稳定或者已经支护的安全地段;
⑶喷射机、注浆器等设备在使用前均应进行全面检查；
⑷施工期间经常检查输料管、出料弯头、注浆管以及各种管路的连接部位，如发现磨薄、击穿或连结不牢固等现象，应及时处理；
⑸施工过程中进行机械故障处理时,必须停电、断电、停风。处理结束后,在开机、送风、送电之前，必须预先通知有关的作业人员；
⑹施工过程中应定期检查电源线路和设备的电器部件，确保施工用电安全；
⑺作业区内严禁在喷头和注浆管前方站人。喷射作业的堵管处理,宜采用敲击疏通法.
7.2防尘
⑴喷射机必须保持良好的密封性，从喷射机排除的废气应进行妥善处理；
⑵加强作业区通风；
⑶喷射混凝土、钻孔作业人员应佩戴防尘口罩、防尘帽等防护用具.