引水隧洞工程施工组织设计方案

引水隧洞工程施工组织设计方案1.1 工程概况*市北线引水工程是为解决*中西部地区的城市缺水问题，供水规模为120万吨/天，设计流量9.26m3/s，起点为东莞的上埔，终点为*区的石岩水库，线路全长29.5Km，其中管线长19.9Km，隧道长9.6Km，输水采用有压输水方式。本标段为茜坑水库鹅颈水库隧洞，长4.03Km，断面为2.2X2.7m。施工场地位置有宽阔的山地，可供布置施工场地用，通过较短交通便道与主路相连，道路交通相对方便。工程内容本工程主要建筑物为隧洞，其余还包括：引水明渠、进口工作闸、出口检修闸、泵站、启闭房、控制房、出口消力池、出口明渠、5.5Km茜坑水库环库路和检修支洞等内容。隧洞工程： 围岩类型长度初期支护二衬备注590m边墙和拱部10cm厚素喷C20砼，拱部设置2.0m长随机砂浆锚杆，底部设10cm厚C10砼垫层30cm厚C25模注钢筋砼，拱顶水泥砂浆填充注浆ZM-1型锚杆2350m边墙和拱部10cm厚素喷C20砼，拱部设置1.2mX1.2m纵模向间距的2.0m长砂浆锚杆，底部设10cm厚C10砼垫层30cm厚C25模注钢筋砼，拱顶水泥砂浆填充注浆ZM-1型锚杆626m边墙和拱部10cm厚网喷C20砼，拱部设置1.0mX1.0m纵模向间距的2.0m长砂浆锚杆，底部设10cm厚C10砼垫层40cm厚C25模注钢筋砼，拱顶水泥砂浆填充注浆ZM-2型锚杆464m超前支护采用3.5m长32注浆小导管，环向间距0.4m，纵向间距1.5m；初期支护格栅钢架纵向间距1m，边墙和拱部20cm厚网喷C20砼，拱架设置锁定锚杆，底部设20cm厚C20素喷砼40cm厚C25模注钢筋砼，拱顶水泥砂浆填充注浆ZM-2型锚杆隧洞根据检修和施工需要，隧洞内每400500m设置避车洞一个，共设置7个；在F2+031.78处设置检修支洞一个（施工时作施工通道），支洞全长274.66m，与主洞成60度角斜交，纵向成14.6%下坡向主洞，结构同主洞。隧洞进口工程: 北线引水工程6标段茜鹅隧洞进口建筑物工程主要包括进口水闸、引渠、闸室、翼墙、护坡、启闭机房及检修平台、交通桥、闸室配电房、管养房、挡土墙以及金属结构和电气等工程项目。隧洞出口工程: 北线引水工程6标段茜鹅隧洞出口建筑物工程主要包括出口检修闸、泵站、出口明渠、明沟、消力池以及金属结构和电气等工程项目。在隧洞开挖工程全部施工完后，进行方可进行进出口建筑物工程施工，建筑物工程施工前，场地可作为施工场地和临时道路用地。电气设备安装工程：本标段电气设备安装工程主要包括：隧洞进口启闭室电气工程、进口3#管理房电气工程、出口检修闸站电气工程。标段内的控制阀、流量计、排水阀、起闭机等结构设备的运输、保管、安装、埋设及调试。环库路：茜坑水库环库道路沿茜坑水库老库侧库边布置，其中西南角一段因附近已建有道路，环库检修时可以利用，因此环库路分成两段，南侧一段长2559.33m，北侧一段长2885.563m。有支沟处设有排置涵管，环库路段共设27座涵管。环库路作为检修道路，按一个车道进行设计，路面宽3.5m，两侧设排水沟，排水沟总宽1m，排水沟上设盖板。环库路结构设计为：150mm厚纯石粉底基层、150mm厚6%水泥稳定石屑、200mm厚C25水泥混凝土面层。排水沟及截水沟采用M7.5浆砌石。水土保持及防护工程：本标段水土保持及防护工程包括环库路绿化、防护，隧洞部分主要是洞口施工区，生活区以及渣场的绿化。工程地质、水文及气象情况本段地貌属典型的低山丘陵地貌，隧洞地面高程多在56.9230m，地形被7个主要冲沟所切割，冲沟底高程多在79m以上，但鹅颈水库尾冲沟底高程仅56.9m（隧洞底高程61.552.0m）。地层岩性：地层以残坡积及风化岩为主，冲洪积地层不发育。有少部分人工填土，主要分布于几个冲沟的表层，一般干-稍湿，但隧洞不穿该层。隧洞前段（F0+000F1+019）为高潭超单元花岗岩，全-微风化，岩性为中粗粒黑云母花岗岩，风化程度较深，隧洞围岩多为弱风化岩，但完整性较差，隧洞进口及洞身局部少量为全强风化岩；隧洞中段（F1+019F3+719）为早侏罗世金鸡组和晚三叠世小坪组的沉积岩，前者岩性为细粒长石石英砂岩与粉砂岩、粉砂质泥岩，局部夹砂砾岩，后者岩性为一套中厚层状砂砾岩、含砾砂岩、中细粒石英砂岩、长石石英砂岩等，由于地形较高，隧洞埋深较大，多为弱-微风化岩，一般较完程，局部裂隙发育岩石较破碎。隧洞末段（F3+719F4+030）为震旦纪黄波山片岩，岩性以片岩、片麻岩为主，由于地质年代久远，围岩的风化一般较深，隧洞洞线经过处多为全-强风化，局部有弱风化岩但较破碎。地质构造：本段的地质构造主要是断裂构造，与隧洞线相交的断层主要有1条，为北西向断层，该断层在F1+910附近与隧洞相交，交角38度左右，对隧洞围岩的影响较大。此隧洞F3+570位置有花岗岩以岩针、岩株状侵入沉积岩体的现象，应与构造运动有关。水文气象：工程所在区域属亚热带季风气候区，气候温和，雨量充沛。多年平均降雨量约1800mm。本地区年降雨在时间上分配不均，汛期占全年80%以上，且多以暴雨形式出现，多年平均降雨日数140天，多年平均气温22，极端最高气温38.7，极端最低气温0.2，多年平均相对湿度79%。常年盛行风向为南东东和北北东，夏季盛行东南和西南风，多年平均风速为2.6m/s，夏秋季的台风，是区内的灾害性天气，年平均4.8次，且多发生在7-9月，极端最大风速大于40m/s。水文地质：地下水以基岩裂隙水为主，由于断裂构造不太发育，但局部裂隙发育，易于储水导水，几条主冲沟中旱季也有水流，表明基岩裂隙水较丰富，地下水可通过断层、裂隙接受补给，并向地势低处排泄，或出露于地表形成泉水。本段的地下水会对隧洞施工产生一定影响，并且一般砂岩区的涌水量会明显大于花岗岩区的涌水量，地下水对混凝土无腐蚀或具有弱腐蚀性。施工总体规划及安排一、工期的安排根据施工合同要求，本工程计划总工期为970日历天。及早开工，尽早完成前期的施工准备工作即完成四通（水、电、路、通讯）一平（平整场地）和临时建筑工程，施工设备与人员进驻工地，为工程提前施工隧洞进出口、支洞及整过工程的有序开展提供有利条件。主体工程工期安排情况为：主洞开挖16个月、模注二次衬砌9.5个月、铺底2个月，各工序科学合理的安排，现场各工序施工形成流水平行作业。确保工期在2008年9月15日前完成。本工程茜鹅隧洞工程施工按设计规划分三个作业工区点，即隧洞进口一工区、支洞口二工区、隧洞出口三工区。三个工区点，交通便利，隧洞进出口及支洞施工点均有道路。根据本工程规模、工期要求、工程特点、施工工艺及其地质条件，合理统筹安排隧洞工程开挖、喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢拱架以及隧洞二次衬砌等各工序有序施工；同时环库路路基挖填方工程分段同时进行施工。隧洞出入口建筑物：明渠、进口建筑物、放水渠、检修建筑物、3#管养房、泵房等建筑物结构工程除明渠及放水渠外其余待隧洞主体工程完成后，再进行基础开挖作业，以及金属结构物和电气设备的安装施工。多工序立体交叉和平行流水作业，充分利用时间、空间相互配合，见缝插针，争取主动，确保按期优质完成本标段工程任务。本标段根据工程量划分主要分为隧洞工程部分、建筑物结构工程部分、环库路工程部分、绿化及防护工程部分，多工序同时进行施工。隧洞主体工程成立3个土建作业队、1个设备安装作业队、1个电气作业队；环库路工程分南北段同时施工，成立南北项目队，各作业队根据地形及工期要求、合理组织和安排，可多段多个工点同时开工作业进行路基挖填方作业。正洞施工根据围岩分类而采用不同的施工工艺和支护结构，隧洞内采用液压反铲挖掘机装渣，洞内运输采用矿车有轨运输，洞外转运由装载机配合DP205自卸汽车运渣作业。进出口建筑物以及相关井室和部分检修道路的施工在隧洞主体开挖工程完后在不影响隧洞正常施工的情况下即可进行施工。环库路工程与隧洞工程互不干扰，合理组织采用多段多工点挖填作业，边坡防护及绿化工程随路基工程同时进行。其引水隧洞工程总体施工顺序为：进出口及支洞三个洞门工程施工隧洞主体开挖初期支护隧洞二次衬砌进出口建筑物结构施工金属结构设备安装电气工程安装进出口防护及绿化工程；其环库路工程总体施工顺序为：施工便道的修建路基的挖填方施工及土石方调配管涵施工路基边坡防护及绿化路面各结构层施工路面排水工程道路防护及绿化工程。1.2 各分部分项工程的主要施工方案1.2.1隧洞施工方案：隧洞采用新奥法施工，主体隧洞从进口、出口、支洞口三个方向单向掘进，开挖采用自制多功能钻爆台架，人工手持风钻打眼，开挖类围岩地段采用全断面法，光面爆破开挖；不稳定的、类围岩地段采用半断面微台阶法开挖施工，台阶长度在12m，弱爆破或人工开挖法施工。洞内有轨运输，液压反铲挖掘机出渣。开挖后紧跟初期支护作业，初期支护有喷、锚、网、钢拱架组成，配合超前钢插管注浆加固地层措施，喷射砼采用TK961湿喷机湿喷作业。二次衬砌采用模板台车进行模筑衬砌施工，在洞口设砼输送泵接力输送。铺底砼在二次衬砌完成前分段进行，分段长度不小于50m。隧洞施工给水：在洞外山坡适当位置修建高位水池，其容量为50立方，向洞内工作面铺设100供水管，进行施工供水。隧洞施工供风供电：供风系统在洞口设3台20立方空压机提供高压风；供电则采用市网供电系统高压供电，另设100KW发电机三台备用。隧洞内排水：洞内水以潜水泵接力方式抽水排入洞口储水池，经三级沉淀后过滤后排入指定的排水沟内。隧洞内施工通风：采用PVC软风管，通风采用风管混合式通风，施工通风各配三台轴流式风机作抽、压式通风。1.2.1.1施工通风、排水、供风、供水、供电一、施工通风本工程特点是引水隧洞断面小,独头通风长度长，是正洞开挖中的重点和难点。本标段隧洞单口独头掘进隧洞超过1000m，施工时通风采用长抽短压的方式通风。主扇使用软风管，风管直径采用800，通风机主扇选用KJ66-11系列，为保证良好的通风效果，提高风管的安装和维护质量，减少风管接头漏风率，控制在2%以内。当隧洞掘进很长，主机通风已不能保证隧洞施工通风要求时，设置局部通风系统或风机间隔串连或加设另一路风管增大风量进行施工通风。解决通风问题的措施1）主洞出碴采用有轨运输，使用电气设备，减少废气。2）分两期通风：一期掘进500m以下时，通风采用压入式通风；二期掘进长度在500m以上时通风采用混合式通风，长抽短压，抽风距离过长时，采用接力风机布置（通风管连续）排风，因使用软风管，要求风机洞内布置，由里向外排气，风机随掘进工作面推进。3）通风组织：组织专业通风管理班负责。通风管，通风风机安装、拆除严格按要求进行，并作好设备调试工作。通风管维修、修补，确保风管不漏风。通风管理，严格禁止燃油车进入，同时严格保证通风时间。通风管安装，必须保证平、直、顺，尽量紧靠拱顶，尽量不使下托，以免影响运输净空。4）爆破使用水封炮泥，减少爆破废气及尘土，出碴前洒水喷雾。二、施工给排水施工给水：根据施工图要求，施工用水就近市政供水网接口，全部采用100供水钢管，其中进水口段为3500m管路，支洞处铺设管路1500m，出口铺设管路3000m，进各工区在洞口外山坡适当位置修建高位水池，共3个，其容量为30m3，向洞工作面铺设100供水管，水压0.30.5Mpa。施工排水：隧洞进出口及支洞施工隧道底板坡度过小，且受底板淤泥或积碴影响，洞内水不能自流方式排入水仓，计划每400m设一处集水坑，安装潜水泵排水管道排出隧洞；隧洞进口及支洞向终点方向施工，为下坡施工，在洞内设置集水