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第10章 上、下库进出水口施工
10.1概述及施工特点
10.1.1概述
上水库进出水口土石方明挖、边坡支护及环库公路属于上下水库工程标的上水库工程子包;上水库进/出水口混凝土浇筑、机电及金属结构预埋件制安、闸门竖井土建工程施工及进水口以后段的上游输水隧洞开挖和支护属于本标承包人。主要工作内容为:进出水口扩散段混凝土施工、拦污栅检修平台的石渣回填、公路路面及附属工程、引水闸前段开挖支护及混凝土衬砌、闸门井开挖与支护、闸门、启闭机室一、二期混凝土、闸门井的回填灌浆、固结灌浆。其中引水闸前段开挖断面为9.6×11.5m的长方形,衬砌后断面为7.0×9.0m,长48.0m(包括闸门井段);闸门井开挖断面为10.9×8.2m,高程为EL404.5~EL353.1;渐变段长15.952m。上水库进出水口主要工程量为:石方洞挖13755m3,竖井石方开挖6396m3,喷混凝土756m3,锚杆3205根,混凝土浇筑31977m3,回填灌浆1092m2,固结灌浆2635m,石渣回填10249m3。
上水库引水进出水口布置区山体雄厚,地形较整齐,地表自然坡度17°~40°,局部强~弱风化花岗岩裸露。布置区地质构造较简单,岩体完整性较好,弱风化及其以下岩石质量指标RQD一般大于60%。
至下水库进出水口拦污栅检修平台公路及下水库进出水口高程69.50m以上开挖和边坡支护属于HMF010标。下水库进出水口高程69.50m以下开挖和边坡支护、混凝土浇筑、机电及金属结构预埋件制安、闸门竖井土建工程施工等属于本标承包人。主要工作内容为:进出水口扩散段混凝土施工、拦污栅检修平台的石渣回填、公路路面及附属工程、引水渐变段前上平洞开挖支护及混凝土衬砌、闸门井开挖与支护、闸门、启闭机室一、二期混凝土、闸门井的回填灌浆、固结灌浆。其中尾水渐变段前上平洞开挖断面为7.2×9.1m的长方形,混凝土衬砌厚度为100cm,衬砌后断面为5.0×7.0m,长70.05m(包括闸门井段);闸门井
开挖断面为8.8×14.7m,高程为EL109.8~EL49.5。下水库进出水口主要工程量为:土石方明挖139769m3,石方洞挖22019m3,竖井石方开挖25820m3,喷混凝土1982m3,锚杆14118根,混凝土浇筑53775m3,回填灌浆2104m2,固结灌浆538m,石渣回填27258m3。
下水库进出水口位于现场桥电站厂房下游,地表地形较整齐,自然坡度15°~45°。布置区弱风化及其以下岩体完整性中等,岩石质量指标RQD一般介于50%~70%之间。布置区断裂构造较发育,构造发育方向以NE向为主,主要断层有F11、F19、F57、F59。受断层切割,岩体较破碎,成洞条件较差,需加强支护。
10.1.2施工特点
⑴上、下库进出水口施工受其它标段提供工作面时间的制约,必须提前进行沟通协调,确保按招标文件规定时间移交工作面。
⑵上、下库进出水口施工与引水压力管道系统、尾水压力管道系统、上水库大坝、下水库大坝等施工项目相互关联,必须合理安排、均衡施工。
⑶上水库进出水口洞挖及竖井开挖施工从5#施工支洞进入,与引水上平洞及斜井开挖使用同一施工通道,相互干扰大。
⑷上、下水库进出水口施工以洞挖及井挖为主,施工时,必须及时锁口支护、预锚固等有效措施,控制交叉部位洞挖成型质量及围岩稳定,并采用合理的爆破方式,控制洞壁、底板开挖的成型质量和减少围岩破坏。
⑸施工过程中,必须加强各阶段的安全防护措施的落实。
⑹上、下水库进出水口均与蓄水有关,混凝土工程量大,且结构形体多变,必须提早规划,分别采取不同的施工方法,合理安排施工次序,以确保施工质量及工期。
10.2上库进出水口施工
10.2.1施工布置
㈠施工道路及施工通道
上水库进出水口开挖施工时,主要以5#施工支洞作为施工通道,混凝土施工时,以5#施工支洞、至拦污栅检修平台公路和启闭房平台公路作为施工道路。
㈡施工风、水、电系统
⑴施工供风
上水库引水闸前段施工采用电动固定式10m3空压机供风,风机布置在5#施工支洞0+400处。用DN50钢管沿洞壁(用锚杆固定)接至开挖面附近。竖井扩挖采用12m3移动式空压机供风,风机布置于闸门井启闭机房EL404.5平台。DN50钢管接至井口,橡胶软管接至钻机。;
⑵施工供电
洞内施工用电从5#施工支洞0+380处的变压器直接引入,洞外施工用电从进出水口变压器引入。竖井内用电,从配电系统接防水电缆入井,电缆沿井壁固定敷设。洞内照明用电,工作面采用1000W卤素灯投光照明,沿线照明采用150W白炽灯,间距6~8m架空布置,架空高度不小于2.50m。动力用电采用防水电缆沿洞壁架空固定接至配电柜,然后接至用电设备。
⑶施工供水
洞内用水从5#施工支洞DN80供水管中接入,进出水口用水从进出水口DN80总供水管中接入。
㈢施工通风及排水
⑴施工通风
引水闸前段开挖时采用混合式通风排烟系统,在5#施工支洞口布置一台风机,风机型号2×55KW。竖井开挖采用自然通风。
⑵施工排水
洞内施工废水汇集到5#施工支洞与2#上平洞交叉处的集水井内,用高扬程水泵排到洞外污水处理系统,经沉淀后排放。洞外施工废水汇集到进出水口扩散段底板集水井内,用高扬程水泵排到污水处理系统,经沉淀后排放。
10.2.2施工程序
㈠施工程序
根据本标各施工项目的相互关系、施工特点,通过分析标书,结合施工方法和进度要求确定上水库进出水口按下列程序组织施工:
⑴首先从5#施工支洞进入,进行引闸前段开挖支护施工;
⑵1#、2#闸门竖井反导井施工;
⑶1#、2#闸门竖井扩挖及支护施工;
⑷引水闸前段混凝土衬砌施工;
1#、2#闸门竖井井壁混凝土衬砌施工;
⑸进出水口扩散段混凝土施工;
1#、2#闸门启闭机房混凝土施工;
⑹闸门竖井灌浆施工;
拦污栅检修平台石渣回填。
㈡施工程序框图
施工准备
引水闸前段开挖支护
5#施工支洞开挖支护
闸门井反导井施工
闸门井井壁混凝土衬砌
闸前段混凝土衬砌
进出水口扩散段混凝土施工
拦污栅检修平台石渣回填
启闭机房混凝土
进出水口开挖移交工作面
闸门竖井灌浆施工
启闭机房装修施工
上库蓄水
闸门井扩挖支护施工
10.2.3引水闸前段开挖支护施工
引水闸前段开挖支护施工分二层进行,第一层层高6.5m,第二层层高5.0m。
第一层开挖支护采用YTP-26型气腿式钻机钻孔,搭设架子车作为钻孔作业平台,人工装药,周边光面爆破,先导洞掘进再进行两侧扩挖,中导洞尺寸为4.5×4.5m的城门洞型,采用平行直眼掏槽,中导洞领先扩挖掌子面10m左右,扩挖及时跟进。下层采用手风钻钻垂直孔,梯段爆破,两边墙采用光面爆破。详见附图《上库引水闸前段分层开挖方法示意图》(HMF/C14-10-01)。
出碴采用3m3侧翻装载机配15T自卸汽车从上平洞经5#施工支洞出碴。机械交会、会车利用5#施工支洞与上平洞交叉段进行。
因该段与施工竖井相交,施工时洞内锚杆、喷混凝土施工紧随开挖跟进施工,锚杆采用手风钻钻孔、人工插筋、风动注浆器注浆施工,喷混凝土穿插进行,喷混凝土采用混凝土喷射机施工。
10.2.4闸门井开挖支护施工
㈠施工程序
闸前段开挖支护施工
地质钻机沿竖井中心自上而下钻φ150mm的导孔
EL404.5平台提升系统及吊笼安装、调试
手风钻200㎝×200㎝反导井开挖
EL404.5平台提升系统改装
EL404.5平台移交工作面
闸门井扩挖、支护
㈡反导井施工
上库闸门井导井采用吊罐法自下而上进行反导井施工,反导井断面为方形,尺寸200cm×200cm。
引水闸前段开挖支护完成后,在启闭机房EL404.5平台,用地质钻机在闸门井中心线上钻一个φ150mm中心孔与上平洞贯通,中心孔用于反导井导向,兼作导井爆破中心空孔、吊笼提升钢丝绳通道、通讯通道等。
中心孔贯通后,安装型钢提升架、滑轮、5T慢速卷扬机,与置于上平洞段的吊笼组成反导井工作提升系统,吊笼为钢木结构,分上下两层,圆桶状,直径180cm,高350cm,顶部设活动的钢木平台,作为钻孔装药平台,底部安装胶轮便于移动,具体吊罐结构必须经专题设计、专门制作、检验合格后方能投入使用。
导井钻孔、装药施工时,由提升系统将吊罐提升至掌子面下180cm~240cm处,作业完成后,将击发用的电雷管引线随吊罐的下降敷设至下平洞,卸掉吊罐并移至安全处后进行爆破,出渣后,再安装吊罐进入下一循环作业。
反导井采用手风钻钻孔,利用中心孔作为大孔径中空孔,平行直孔掏槽, 全断面向上掘进。炮孔孔径φ42mm,孔深220cm,每循环进尺180cm,每日一循环,月进尺50~60m。具体施工方法及导井爆破设计详见附图《上库闸门井开挖方法示意图》(HMF/C14-10-02)。
施工出渣采用3m3装载机装15T自卸汽车从引水上平洞经5#施工支洞出碴。
㈢扩挖支护施工
导井贯通后,在闸门井底拆除吊罐提升系统,再利用沿井壁布置爬梯方式进行EL404.5~EL395.0段的扩挖,然后安装钢木结构扩挖平台、工作吊台及提升系统,利用提升系统完成剩余段的扩挖。
扩挖采用钻孔爆破法自上而下进行施工,用TYP-26型手风钻钻孔,毫秒微差控制爆破,电雷管击发起爆,周边光面爆破成型,孔径φ42mm,孔深2.8m,孔距60~80cm,排距40~60cm,由内向外依次分段起爆。
爆破石碴采用人工翻渣、清碴,通过导井溜至竖井底部集渣,然后用3m3装载机装15T自卸汽车从引水上平洞经5#施工支洞出碴。
具体施工方法详见附图《上库闸门井开挖方法示意图》(HMF/C14-10-02)。
扩挖时,闸门井身段当穿过不良地质断层时,除采用浅梯段,密布孔,微差控制爆破外,还应及时进行支护锚固,必要时减少分层高度或增加分块数量。
扩挖初期,及时进行混凝土锁口施工,每开挖5m-10m进行一次支护。锚杆孔开挖一层钻一排,注浆及喷混凝土施工以工作吊盘为工作平台,上、下升降。锚筋孔采用手风钻钻孔,人工插筋安装锚杆,风动注浆器注浆。喷射混凝土采用PZ-10C型混凝土喷射机施喷。支护工作与扩挖相互交错进行,每扩挖5~10m,支护一次。不良地质条件段根据需要及时支护。
10.2.3混凝土施工
上库进出水口混凝土均由上库混凝土拌和站制取。
㈠渐变段及引水闸前段混凝土施工
渐变段沿水平中心线分上下两层施工。引水闸前段采用分段浇筑,每段长度10~12m,施工时,自渐变段向扩散段进行。每段分四层浇筑,即底板一层、边墙两层和顶拱一层。
渐变段及引水闸前段混凝土施工采用先扎筋后立模的方式。钢筋在钢筋加工厂加工,汽车倒运。现场采用手工帮扎,安装的位置、间距、保护层及各部位钢筋规格型号均应符合施工图纸的规定。为控制保护层的厚度,在钢筋和模板之间设置强度不低于结构物设计强度的混凝土垫块,并与钢筋网绑扎。钢筋接头采用搭接单面焊,焊缝长度≥10d,接头分散布置。
渐变段模板采用定制钢模板,引水闸前段模板采用竹胶板,侧面封头模板采用木模板。模板采用搭设满堂钢管脚手架作为支撑,钢管或方木作为纵横围囹,并用内置式钢筋拉条固定。顶拱模板设进料冲天孔。
结构缝中的止水铜片居中安装、固定,止水片的衔接采用搭接方式,其搭接长度不得小于20mm,双面焊接。伸缩缝外露钢筋拉条应割除,缝间用闭孔泡沫板铺填。
混凝土由上水库拌和站制取,7m3搅拌车运至上库进出水口混凝土泵,混凝土泵泵送入仓,人工平仓,分层浇筑,层厚30~50cm,软轴插入式振捣器振捣。混凝土浇筑结束,水平施工缝用高压水冲毛或凿毛处理。混凝土拆模后,及时洒水养护,养护时间不少于28天。
混凝土具体施工工工艺流程如下:
模板制作
测量放样
模板安装
钢筋安装
仓面验收
混凝土浇筑
拆模养护
基础验收
㈡闸门井混凝土施工
闸门井混凝土分为一期混凝土和二期混凝土。一期混凝土采用滑框倒模施工,二期混凝土采用常规方法施工。
一期混凝土施工的滑模架设置三个平台,即下料、钢筋绑扎平台,浇筑平台及拆模抹面平台。施工用风,水电系统置于主平台上,完成钢筋绑扎,爬杆接长及混凝土入仓;浇筑平台主要用混凝土平仓、振捣;拆模抹面平台主要用于翻模及混凝土的消缺工作。滑模系统由液压千斤顶提升。滑模平台详见附图《上、下库闸门井混凝土施工方法示意图》
(HMF/C14-10-03)。
滑模施工前,首先在井座段采用钢桁架支模,竹胶模板、标准钢模板,进行起滑段混凝土施工,起滑段高3~4m,采用二级配混凝土泵送入仓,塌落度8 cm~14cm。
滑模施工时,人员沿爬梯上下,材料及工器具运输采用竖井扩挖时的提升系统。混凝土由7m3搅拌车运至EL405.50启闭机房平台,采用溜筒下料至滑模平台上的分料装置。混凝土入仓时四周对称落料。为了防止骨料产生分离,每隔10~12m,设置一M.YBOX缓降器。
滑模速度(提升)3.0m/d,滑模混凝土采用二级配,塌落度10cm~12cm,脱模强度按1~3kgf/m2控制。,
脱模后,由悬吊的拆模抹面平台进行混凝土表面处理,同时进行门槽内二期混凝土部位的凿毛处理,在进行作业时,派专人进行安全监测,滑模后的混凝土表面养护,由悬吊平台设置的喷水系统完成。
闸门井滑模系统须经专业设计,采用钢结构,起滑前完成拼装调试。
滑模具体施工程序如下:
自井座段浇筑起滑段(高度3.0m~4.0m)
滑模平台拼装
模板就位
绑扎钢筋、清基
验收
下料斗、溜管送混凝土入仓
平仓、振捣
滑升
修缺
喷水养护
二期混凝土搭设钢管脚手架作业,采用标准钢模板立模,钢管围檩,φ12钢筋拉条固定。模板沿垂直方向每隔1.5~2m设一活动进料、振捣窗口。混凝土由井口通过缓降溜筒至下料平台,由人工锹料入仓,DN30插入式振捣器振捣。适当控制下料强度,上升速度不大于0.5m/h。浇筑前,混凝土施工缝表面洒水湿润。
㈢进出水口扩散段混凝土施工
⑴施工布置
上库进出水口混凝土浇筑部位主要有扩散段、防涡梁及拦污栅墩、护坦和拦沙坎等部位,混凝土方量大,浇筑面广。为了提高混凝土浇筑强度,方便混凝土入仓,特在进出水口底板Y0-005.00布置一台TOPKIT MC 320塔机,作为混凝土垂直运输手段。塔机轨道长36m,即YH0+005.00~YH0+41.00。塔机起重幅度为70.0m,最小起重量为2.7t。上库进出水口混凝土浇筑塔机布置详见附图《上库进出水口混凝土浇筑布置图1/2~2/2》(HMF/C14-10-04~05)。
⑵施工分层及立模
扩散段按设计要求分段,每段分底板、边墙、顶拱等块子依次施工。拦污栅墩按2~3m左右高度分层施工。拦沙坎按10~12m长分块,护坦按6×10m左右分块。
进出水口拦污栅墩墩头、分流墩墩头等异形部位采用特制钢模板立模;其他部位采用标准钢模、竹胶模板相结合立模。模板接缝紧密,不得有凹坑、鼓包等其它表面缺陷,表面清理要干净,并涂刷脱模剂。模板加固采用内置式钢筋拉条固定。
⑶钢筋
钢筋在钢筋加工厂加工,经自卸汽车运至工作面。钢筋安装的位置、间距、保护层等严格按施工图纸的规定执行,钢筋网片要牢固固定。钢筋接头按规范要求进行绑扎或搭接焊,同一断面接头不得超过50%。
⑷混凝土浇筑
仓面验收合格后,开始混凝土浇筑。
扩散段混凝土用7m3搅拌车输送至下库进出水口基坑,由TOPKIT MC 320塔机吊卧罐入仓,局部门机吊不到的部位,采用接溜槽的方式入仓或辅以25t汽车吊吊卧罐的方式入仓。
混凝土下料时,先在老混凝土施工缝面铺一层小级配混凝土或同强度等级的富砂浆混凝土,对于大仓面,一次铺设的砂浆面积应与混凝土浇筑强度相适应。混凝土采用人工平仓,铺筑层厚30~50cm,50型插入式振捣器振捣,钢筋密集处用30型插入式振捣器振捣,振捣时插入下层混凝土内5~10cm,两罐下料结合处要加强振捣。混凝土振捣时间以混凝土不再显著下沉,不出现气泡,并开始泛浆为准。混凝土水平施工缝采用压力水冲毛或人工凿毛处理,垂直施工缝人工凿毛,底板混凝土表面在初凝前进行抹面和压面处理。
⑸拆模
防涡梁及其它承重结构底模应在混凝土强度达到100%后,方可拆除。其它不承重侧面模板在48小时后拆除。
⑹养护
采用直接洒水或覆盖草包洒水养护,在混凝土浇筑完毕后6~12h内开始进行,连续养护时间不少于28天。在干燥、炎热气候条件下提前养护,并适当延长养护时间。
㈣启闭机房混凝土施工
搭设满堂钢管架作为模板支撑和操作平台,模板采用竹胶板,局部预留孔洞采用木模镶板。梁、板先立模后绑钢筋;柱子先绑钢筋后立模。钢筋接头错开布置,预制混凝土垫块控制钢筋保护层。混凝土由7m3搅拌车运送至工作面附近,混凝土泵泵送入仓,人工平仓。混凝土级配符合规范要求,铺筑层厚30~50cm,30型插入式振捣器振捣,振捣时插入下层混凝土内5~10cm。混凝土振捣时间以混凝土不再显著下沉,不出现气泡,并开始泛浆为准,同时避免过振。梁、板及其它承重结构底模应在混凝土强度达到100%后,才可拆除。其它不承重侧面模板在48小时后拆除。
㈤护坡混凝土施工
进出水口护坡混凝土采用标准钢模板立模,翻模工艺施工。混凝土由TOPKIT MC320塔机吊卧罐入仓,局部门机吊不到的部位,采用溜槽入仓,人工平仓、振捣。
㈥混凝土施工主要工序施工要点
⑴模板工程
模板加固要牢固,混凝土浇筑时,要派木工专人值班。
模板施工时表面应光洁平整,接缝严密不漏浆,混凝土浇筑的模板表面用无色透明脱模剂涂抹均匀,在同一结构的模板中不得使用不同的脱模剂,以免在完成的结构物上出现外观颜色的差异。混凝土浇筑前,模板必须清理干净,底部应完全没有锯末、刨花、铁锈、污垢、泥土等杂物。模板严格按标准制作。
模板安装必须按混凝土结构物的施工详图、测量放样,重要部位应多设控制点,以利检查校正。模板的钢拉条直径一般选用φ14或φ14以上圆钢制作,具体应根据混凝土施工前计算确定。模板之间的接缝必须平整严密,分层浇混凝土时,应逐层校正上下层偏差,模板下端不应有“错台”现象,模板及支架上严禁堆放超过其设计荷载的材料及设备。
模板拆除时应保证不致由此而引起混凝土的损坏,在混凝土未达到足够的强度前不得拆模。拆除时,应根据模板的荷载情况进行分类,对非承重的侧面模板,应在混凝土强度达到3.5Mpa以上,并保证其棱角边线不会损坏时方可拆模,但混凝土强度应达到75%;对承重模板的拆除,应遵守DL/T5110-2000的规定。当采用干硬性混凝土及加有外加剂的混凝土时,可根据试验求得有实际达到的强度决定拆模时间。
拆模作业时,应按施工程序仔细小心进行,拆模应用专用工具。
⑵钢筋工程
1)钢筋作业必经遵照规范规定执行。
2)永久钢筋混凝土用的钢筋其种类、钢号、直径等均应符合施工样图规定,并经过材质试验合格后方使用。
3)本工程钢筋的下料,均采用机械切断机作业,其加工偏差严格按
有关规范控制。
4)钢筋的表面应洁净,使用前应将表面油渍,漆污,锈皮,鳞皮等清除干净,钢筋应平直,无局部弯折。
5)钢筋的安装位置、间距、保护层及各部分钢筋大小的尺寸均应符合施工详细的规定,其安装的偏差不允许超过规范的规定。
6)为保证混凝土保护层的必要厚度,在钢筋与模板之间设置混凝土垫块,混凝土垫块的强度与结构混凝土相同,并埋设铁丝与钢筋扎紧。
7)钢筋架设完毕后检查符合设计详图后,才能浇捣混凝土。
⑶混凝土浇筑
仓面经内部三检和监理工程师验收合格签证后,即可开始进行混凝土浇捣,为避免入仓面的混凝土堆积,需随浇随平仓,铺料厚度控制在30~50cm,用插入式振捣器结合进行振捣,振捣器布孔排列呈梅花型布置,每一位置的振捣时间以混凝土不再显著下沉、不出现气泡、并开始泛浆为止,振捣器位置移动不超过有效半径的1.5倍,为保证混凝土上下层完整结合,振捣器需插入下层混凝土5~10cm,浇捣过程中,做好振捣记录作为原始资料。
混凝土施工缝处理,水平施工缝采用高压水冲毛,人工凿毛辅助的处理办法。浇捣前,为确保在已硬化的混凝土与新浇混凝土的接缝中有充足的灰浆,应首先在洗净和润湿的表面上(包括垂直面和斜面)抹一层厚约10mm的1:2的水泥砂浆或水泥浆,新混凝土应在砂浆初凝前浇注。在结构物顶部450mm以内不允许设置施工缝。施工缝的表面应凿毛至露出骨料,但不要伤及骨料和接缝的边棱,凿好后的表面应用清水洗刷干净,除去松散的颗粒。当混凝土还未完全凝固的时候,应尽可能将混凝土表面的浮浆及松散材料清除,不必要凿毛。施工缝混凝土浇注应连续进行,暴露在迎风面的施工缝边线,应注意加以修饰,做到线条及高度整齐。
混凝土养护:混凝土表面一般在浇捣完成后6~12小时内开始养护,炎热天气开始养护时间还应适当提前,养护时间不得少于28天,且混凝土表面须经常保持湿润状态,重要部位及利用后期强度的混凝土,养护
时间按水工规范或设计要求执行,早期混凝土经常保持混凝土表面处于水饱和表面采用锯木,草袋进行覆盖,浇水养护。
⑷混凝土温控措施
混凝土温控措施详见第08章08.8节。
10.3下库进出水口施工
10.3.1施工布置
㈠施工道路及施工通道
下水库进出水口开挖施工时,主要以下库施工主干道作为施工通道,混凝土施工时,以下库施工主干道及至启闭房平台公路作为施工道路。
㈡施工风、水、电系统
⑴施工供风
下水库进出水口明挖及渐变段和尾水上平洞施工采用17m3/min移动式电动空压机供风,风机布置在进出水口扩散段适当的位置,用DN50钢管沿洞壁(用锚杆固定)接至开挖面附近。竖井扩挖采用12m3移动式空压机供风,风机布置于闸门井启闭机房EL109.8平台,DN50钢管接至井口,橡胶软管接至钻机。;
⑵施工供电
下水库进出水口施工用电均从下库进出水口变压器直接引入。竖井内用电,从配电系统接防水电缆入井,电缆沿井壁固定敷设。洞内照明用电,工作面采用1000W卤素灯投光照明,沿线照明采用150W白炽灯,间距6~8m架空布置,架空高度不小于2.50m。动力用电采用防水电缆沿洞壁架空固定接至配电柜,然后接至用电设备。
⑶施工供水
下库进出水口施工用水均从进出水口DN100总供水管中接入。
㈢施工通风及排水
⑴施工通风
下库进出水口渐变段及渐变段前上平洞只有80m,开挖时不再布置
风机,直接采用自然通风方式。
⑵施工排水
下库进出水口施工废水统一汇集到进出水口扩散段底板集水井内,用高扬程水泵排到污水处理系统,经沉淀后排放。
10.3.2施工程序
㈠施工程序
根据本标各施工项目的相互关系、施工特点,通过分析标书,结合施工方法和进度要求确定下水库进出水口按下列程序组织施工:
⑴进出水口土石方明挖;
⑵1#、3#渐变段前上平洞及渐变段石方洞挖;
⑶2#、4#渐变段前上平洞及渐变段石方洞挖;
⑷闸门竖井反井钻反导井施工;
⑸闸门竖井扩挖及支护施工;
⑹引水渐变段及渐变段前的上平洞混凝土衬砌施工;
闸门竖井井壁混凝土衬砌施工;
⑺进出水口扩散段混凝土施工;
闸门启闭机房混凝土施工;
⑻闸门竖井灌浆施工;
拦污栅检修平台石渣回填。
㈡施工程序框图
施工准备
土石方明挖及支护
进出水口开挖移交工作面
渐变段及上平段开挖支护
闸门井井壁混凝土衬砌
进出水口扩散段混凝土施工
拦污栅检修平台石渣回填
启闭机房混凝土
闸门竖井灌浆施工
启闭机房装修施工
下库蓄水
闸门井扩挖支护施工
反井钻Φ1.4m反导井施工
渐变段及上平洞混凝土
10.3.3进出水口土石方明挖支护施工
下库进出水口明挖自EL69.5m以下为本标施工范围,总开挖高度为19.2m,自上而下分二层施工。
(1)EL69.5~EL60.0;
(2)EL60.0~EL50.3。
山体植被采用人工剥除,土方(覆盖层)开挖采用液压反铲挖掘机自行做路爬坡,爬至最高开挖边线,自上而下剥除山皮,边挖边清除坡面松动岩石,局部陡陗地段挖土机难以到位的部位,用人工配合清坡,翻碴到临时出碴道路,由PC400液压反铲装15Tt自卸车运至弃碴场。
进出水口石方明挖采用英格索兰CM351钻机钻孔,孔径ф115mm,中深孔毫秒微差梯段爆破,非电毫秒雷管起爆系统。设计边坡采用YQ100B中风压潜孔钻钻孔,进行预裂爆破成型,局部边坡辅以YTP-26型手风钻钻孔,光面爆破,导爆索起爆系统起爆。建基面底板采用预留保护层,手风钻钻水平孔,光面爆破成型。
对于CM351钻机,钻爆参数初定为孔距3.5m,排距2.5m,孔深按梯
段分层要求,抵抗线2.5~3.0m,爆破单耗药量0.40~0.50kg/m3,装药结构为分层间隔装药与连续装药相结合。
潜孔钻预裂爆破孔距0.8~1.0m,孔径ф90mm,线装药密度350~450g/m,毛竹片绑扎、导爆索串接空气间隔不偶合装药结构。
手风钻光面爆破孔距0.5~0.6m,孔径ф48mm,线装药密度250g/m,毛竹片绑扎、导爆索串接空气间隔不偶合装药结构。
出碴采用PC400液压挖掘机配15T自卸车装运,石渣运至业主指定地点。
自上而下进行开挖施工时,及时进行边坡支护施工,开挖一层支护一层。锚杆孔采用搭钢管脚手架手风钻钻孔或采用三臂台车钻孔,人工插筋,机械注浆,喷混凝土采用“湿喷法”施工工艺,由Normet9150混凝土喷射台车或TK961混凝土喷射机进行施工。具体施工工艺,详见第08章相关内容。
10.3.4尾水上平洞及渐变段开挖支护施工
尾水上平洞及渐变段开挖及支护施工在进出水口明挖结束后进行,从进出水口直接进入到工作面。因洞口受断层切割,岩体较破碎,成洞条件较差,因此,开挖前,要先完成洞口及洞脸的边坡支护。施工时,先挖1#、3#洞,然后开挖2#、4#洞。开挖采用三臂台车钻孔,人工装药,周边光面爆破,全断面掘进。出碴采用3m3侧翻装载机配15T自卸车装运,经进出水口弃至业主指定地点。同时配CAT320型0.8m3液压反铲挖掘机进行清碴。
全断面掘进时,采用双空孔(φ102mm)平行直眼掏槽方式,掏槽孔孔径ф48mm,深4.20m,崩落及周边孔孔径ф48mm,孔深4.00m,采用非电毫秒雷管延时起爆网络,每日1.5~2.0循环,循环进尺3.4m,月进尺可达120m。爆破设计详见附图《下库尾水上平洞开挖爆破设计图》(HMF/C14-10-06)。
支护施工采用边开挖边支护,每开挖20~30m即进行一次支护,地质条件较差段,每个开挖循环支护一次,锚杆孔钻孔采用三臂凿岩台车进行,人工插筋,风动注浆器注浆,喷混凝土采用Normet 9150C喷混凝土
台车施喷。具体支护施工工艺,详见第08章相关内容。
10.3.5闸门井开挖支护施工
㈠施工程序
施工准备
反井钻φ216㎜导孔钻孔
反井钻φ140㎝反导井施工
扩挖准备
自上而下分层扩挖、支护施工
上平洞开挖支护施工
开挖支护验收
㈡反导井施工
下库进出水口闸门井导井采用LM-200型反井钻施工形成。竖井底部尾水上平洞开挖支护结束后,在闸门井EL109.8平台,用LM-200型反井钻机沿竖井中心线自上而下钻一个直径为ф216mm的导孔,导孔钻通后,换上扩井井磨盘钻头,自下而上钻扩成直径为140cm 导井。
⑴反井钻机施工导井工艺
反井钻机是连续钻进导井的机械化设备,其施工工艺是将反井钻机安装在上部浇筑好的混凝土基础上,由上向下钻进小直径导向孔,导孔和下部隧洞贯通后,拆掉导孔钻头,连接扩孔钻头,由下向上扩孔(工作原理见下图1)。导孔钻进时破碎下来的岩屑由循环液带出地面,扩孔时破碎下来的岩屑靠自重落到下水平,由装载机或其它装载设备运出。
图1 ZYF2.0/400型反井钻机施工工艺图
⑵反井钻机的选择
反井钻机选择主要根据是本次钻孔深度(51m),钻孔直径φ1.4m和岩石以及有关水文地质条件、国内现有设备和以往的施工经验,选择LM-200型反井钻机。
⑶井钻机施工准备
1)施工场地
反井钻机施工平面布置不小于12m×6m,主要设备布置在启闭机房平台EL109.8高程平面上。
2)道路
道路满足12吨设备运输要求。
3)设备吊装
需要有16吨以上提放钻机和主要设备的起重设备。
4)钻机混凝土基础
钻机混凝土基础长5000m*2.2m*1.0m。
5)泥浆循环池和冷却水池
不小于12立方米。
6)供电
钻机电压380/220伏,总功率180kW。
7)供水
架设50mm供水管路,有专用泵供水,水量不小于15-20m3/h。
8)照明
反井钻机为连续作业,为保证夜间施工,在钻机、开关柜、泥浆泵、循环池等位置分别设置不小于200W的照明灯,并作防水保护。
9)反井钻机施工达到技术指标
根据工程情况,竖井技术参数控制指标为:钻孔直径1.460m,钻孔偏斜率不大于0.8%。
⑷竖井导井反井钻井施工
1) 尾水闭机房EL109.8平台开挖支护完成之后,进行必要找平,开挖约12m3循环池和沉淀池,以及约8m2的反井钻机基坑。
2) 浇筑C25的混凝土基础,并预留出地脚螺孔的位置。
3) 铺设专用轨道。
4) 钻机吊装就位。
5) 系统调试试运转
6) 浇地脚螺栓二次混凝土。
7) 导孔钻进
8) 断层破碎带处理
9) 导孔钻进
10)拆导孔钻头,接扩孔钻头
11)扩孔钻进和下口出渣
12)喷锚支护
⑸质量保证措施
1)孔径保证
选用的扩孔钻头为标准φ1.40m钻头。
2)偏斜控制
反井钻井偏斜就是反井施工的技术关键,为此,采取以下措施:
a、施工设备
选用经检修完好的反井钻机和泥浆泵,保证其性能良好。
b、钻机安装定位
钻机安装牢固,定位准确,混凝土浇筑密实。
c、合理布置钻具
选用螺旋、直条等多种镶齿稳定钻杆和硬岩导孔钻头,并根据地质条件合理布置。
d、正确选择钻进参数
钻进参数主要是根据地质条件和不同的钻进位置选择不同的钻压、转速和确定相应的钻进速度,并根据实际钻进过程进行相应的调整。
e、精心操作
挑选有多年实践经验的操作人员,按照施工组织设计和反井钻机操作规程进行操作,及时发现和处理钻进中的问题和事故。
f、处理复杂地层
断层部分对钻孔精度有直接的影响,必须在钻进过程中给予足够的重视,处理好导孔钻头进入断层、出断层以及灌浆后的重复钻进工作。
⑹扩孔钻进
扩孔开孔,当扩孔钻头接好后,慢速上提钻具。直到滚刀开始接触岩石,然后停止上提,用最低转速(59rpm)旋转,并慢慢给进、保证钻头滚刀不受过大的冲击而破坏,给进一些停下,等刀齿把凸出的岩石破碎掉,再继续给进。开始扩孔时,下边要有人观察,将情况及时通知操作
人员,等钻头全部均匀接触岩石,才能正常扩孔钻进。
⑺完孔
当钻头始至距基础2.5m时,要降低钻压慢速钻进,并且要认真观察基础周围是否有异常现象,如果有,要及时采取措施处理。慢慢的扩孔,直至钻头露出地面
⑻反井钻机拆除
将扩孔钻头卡固在钢轨上、拆掉钻机的前后斜拉杆和各种油管,将主机车从钻架上拆掉,将钻架主机车和一些辅助设备拆下。将扩孔钻头吊装牢,将轨道拆掉,将钻头提出孔外,运到井上;然后将操作车吊上来,再将泵车、油箱冷却器拆下,分别运到出。全部钻孔工作结束。
⑼复杂地层处理
根据反井钻机Ф216mm导孔所揭露的地层,对复杂地层,根据情况决定是否需要进行处理。
㈢扩挖支护施工
导井形成后再进行扩挖成井。扩挖时,井壁设置钢爬梯,施工人员沿爬梯上下。
扩挖采用YTP-26型手风钻钻孔,孔径ф48mm,梯段分层,微差爆破,电雷管起爆,周边光面爆破成型。为防止石碴堵井和保证井壁围岩稳定,采用浅梯段(1.50~2.50m)密布孔,分层、分块微差控制爆破。井口段扩挖后及时进行锁口混凝土施工。
扩挖石渣用人工翻碴,经导井溜至尾水闸门底部井座段,用3m3侧翻装载机配15T自卸车经尾水上平洞出渣,石渣运至业主指定场地。
扩挖时,闸门井身段当穿过不良地质断层时,除采用浅梯段,密布孔,微差控制爆破外,还应及时进行支护锚固,必要时减少分层高度或增加分块数量。
扩挖初期,及时进行混凝土锁口施工,每开挖5m-10m进行一次支护。锚杆孔开挖一层钻一排,锚筋孔采用手风钻钻孔,人工插筋安装锚杆,风动注浆器注浆。喷射混凝土采用PZ-10C型混凝土喷射机施喷。支护工
作与扩挖相互交错进行,每扩挖5~10m,支护一次。不良地质条件段根据需要及时支护。
竖井导井施工按1#、3#、2#、4#顺序施工,导井扩挖按1#、3#与2#、4#顺序间隔施工。具体施工方法示意详见《下库闸门井开挖方法示意图》(HMF/C14-10-07)。
10.3.6混凝土施工
下库进出水口混凝土均由下库混凝土拌和站制取。
㈠渐变段及尾水上平洞混凝土施工
渐变段沿水平中心线分上下两层施工。尾水上平洞采用分段浇筑,每段长度10~12m,施工时,自渐变段向扩散段进行。每段分四层浇筑,即底板一层、边墙两层和项拱一层。
渐变段及尾水上平洞混凝土施工采用先扎筋后立模的方式。钢筋在钢筋加工厂加工,汽车倒运。现场采用手工帮扎,安装的位置、间距、保护层及各部位钢筋规格型号均应符合施工图纸的规定。为控制保护层的厚度,在钢筋和模板之间设置强度不低于结构物设计强度的混凝土垫块,并与钢筋网绑扎。钢筋接头采用搭接单面焊,焊缝长度≥10d,接头分散布置。
渐变段模板采用定制钢模板,尾水上平洞模板采用竹胶板,侧面封头模板采用木模板。模板采用搭设满堂钢管脚手架作为支撑,钢管或方木作为纵横围囹,并用内置式钢筋拉条固定。顶拱模板设进料冲天孔。
结构缝中的止水铜片居中安装、固定,止水片的衔接采用搭接方式,其搭接长度不得小于20mm,双面焊接。伸缩缝外露钢筋拉条应割除,缝间用闭孔泡沫板铺填。
混凝土由下水库拌和站制取,7m3搅拌车运至下库进出水口混凝土泵,混凝土泵泵送入仓,人工平仓,分层浇筑,层厚30~50cm,软轴插入式振捣器振捣。混凝土浇筑结束,水平施工缝用高压水冲毛或凿毛处理。混凝土拆模后,及时洒水养护,养护时间不少于28天。
混凝土具体施工工工艺流程如下:
模板制作
测量放样
模板安装
钢筋安装
仓面验收
混凝土浇筑
拆模养护
基础验收
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