第05章 石方明挖及地下洞室开挖.doc

拉西瓦水电站引水发电系统进水口及压力管道工程 第二卷 投标技术文件第五章 石方明挖及地下洞室开挖5.1概况拉西瓦水电站引水系统采用单机单管引水方式，包含有上平段、上弯段、竖井段、下弯段及下平段上平段及上弯段相邻洞轴线间距为23.0m，下平段、下弯段及竖井段相邻洞轴线间距为34.0m进水口高程分为三个台阶，①、②机进水口中线高程为2350.0m，③、④机为2370.0m，⑤、⑥机为2410.0m6条引水洞穿过右岸坝轴线下游山体，引水洞采用竖井连接上下水平段，引水洞内径9.5m，引水洞下平段采用钢衬，其余部分采用钢筋混凝土衬砌引水洞隧洞轴线长229.126～372.758m不等，总长约1791.776m引水洞以Ⅱ、Ⅲ类围岩为主，根据不同的围岩情况，采取不同的开挖方法及衬砌型式；①～⑥引水洞进口段20.0m为渐变段，上平段及竖井段为开挖直径11.5m的圆形断面，下平段为开挖直径11.1m的圆形断面6#施工支洞总长约612m，洞口位于二道坝下游120m处，标准断面尺寸为11.0×7.0m（开挖尺寸一般为11.2×7.1m）, 6#施工支洞进口高程2232.0m，在与①引水洞相交处底板高程为2214.5m，6#施工支洞与①～⑥引水洞下平段垂直相交，交线位置位于下平段末端上游15.0m处。

5.1.1主要项目及工程量引水洞开挖工程主要工程项目有：1、引水洞石方洞挖：2、6＃施工支洞石方洞挖；3、交通桥桥墩明挖本标段石方明挖及洞挖工程量共计251343m3其中石方明挖320 m3，主要为交通桥桥墩基础石方明挖；石方洞挖共计251023m3，其中引水洞石方洞挖198125 m3详细工程量分布见表5-15.1.2石方洞挖工期安排本工程石方洞挖工程主要为6＃施工支洞及6条引水洞的石方洞挖，根据招标文件技术条款的要求，工程于2004年7月1日正式开工，本合同全部工程要求完工日期为2008年4月30日，总工期46个月电站进水口前期施工的主要项目为电站进水口边坡开挖及支护工程，根据第05号答疑文件右岸坝肩及进水口（坝Ⅱ标）开挖的计划调整，进水口高程2407.0m的开挖工作面将于2004年10月交面；高程2367.0m的开挖工作面将于2005年2月底交面；高程2347.0m的开挖工作面将于2005年4月底交面表5-1 主要开挖工程量表序号工程项目单位数量备注1引水洞上平段石方洞挖（洞径11.5m）m387513含弯段2引水洞下平段石方洞挖（洞径11.1m）m336194含弯段3引水洞石方井挖（洞径11.5m）m3694184引水洞断层处理开挖m340005引水洞不可预见地质原因引起的超挖m3100066＃施工支洞石方洞挖m3 528987交通桥桥墩明挖m33206＃施工支洞位于二道坝下游120m处，开工后及时进行施工准备，即可进行6＃施工支洞的石方洞挖，同时6＃施工支洞也是引水洞下平段及竖井段开挖出渣的主要施工通道，尽早开工及快速施工，对于引水洞下平段及竖井段石方洞挖的开工有着重要意义。

引水洞下平段的石方洞挖开始时间根据6＃施工支洞石方洞挖的进度适时安排，上平段开挖充分考虑减少与电站进水口边坡开挖及支护工程的施工干扰，减小对后续工程项目的影响及引水洞石方洞挖程序等因素，结合我局现场的施工情况，部分工程计划开工时间见表5-2表5-2 部分工程计划开工时间表序号工程项目计划开工时间备注16＃施工支洞施工准备及洞口处理2004年7月1日6＃施工支洞开挖2004年8月1日2引水洞⑤、⑥上平段2004年10月16日根据第05号答疑文件各开挖工作面交面时间计划，结合现场开挖条件，适当与上述工作面保护层开挖穿插的原则引水洞③、④上平段2005年2月15日3引水洞①、②上平段2005年4月16日5.1.3主要施工特点及相应对策（1）引水洞相邻洞间距较小，上平段间距约一倍开挖洞径，下平段间距约二倍开挖洞径，相邻洞室开挖时所产生的爆破振动破坏及二次应力重分布带来的影响决定施工程序与施工方法部分洞室和隧洞进口存在一些陡倾角裂缝性小断层，因此施工中应高度重视围岩变形观测，根据其变形动态观测资料，适时调整施工进度和施工方法2）引水洞进水口边坡开挖支护工程不属于本标范围，该标段由我局承担施工，本标段施工时充分考虑进水口边坡开挖支护条件，尽早形成引水洞上平段进洞开挖条件，同时结合我局承担的电站进水口边坡开挖支护工程进度穿插进行引水洞上平段石方洞挖。

3）6条引水洞洞口分布在三个平台，①、②引水洞洞口平台高程2347.0m，③、④引水洞洞口平台高程2367.0m，⑤引水洞进口处于悬空状态，洞口需采取一定的措施保证施工的进行、⑥引水洞洞口平台高程2407.0m，三个平台之间高差大，尤其是⑤、⑥引水洞上平段石方洞挖施工难度较大引水洞上平段开挖与电站进水口边坡开挖支护工程施工联系密切，与同引水洞上平段开挖相互干扰，施工中必须解决好引水洞上平段石方洞挖与电站进水口明挖的协调工作4）6＃施工支洞开挖工程量大，并且作为引水洞竖井段及下平段开挖、钢管安装、施工支洞的封堵等施工的主要通道，承担地下石方洞挖70％工程量的运输，工程开工后必须严格按照施工组织设计进行施工，确保2004年12月具备引水洞下平段施工条件5）由于引水洞施工均在地下进行，场地十分狭窄，加之竖井高差较大，6＃施工支洞存在与地下厂房标段共用的时段，极易造成施工安全事故，车辆行驶时安全因素也较突出所以在施工过程中要采取相关措施，确保施工安全6）6＃施工支洞轴线长度大，6＃施工支洞开挖及下平洞开挖通风条件差，施工时必须充分重视地下开挖过程中的通风，配备足够的通风设备，保证施工环境良好7）6＃施工支洞及引水洞下平段与引水洞上平段开挖工作面距离较远，设备调动难度相对较大，必须作为两个独立的工作面进行机械设备配置及部分临建布置。

8）本标段地下石方洞挖工程量大，尤其是竖井开挖高度大，最大开挖高度138.75m，竖井开挖工程工程量69418m3，占总开挖量的28％开挖拟采用反循环钻机形成先导井，因此竖井开挖必须在上、下平段完成后方可进行，对工期有一定的制约5.2施工程序安排5.2.1施工程序安排原则根据引水洞工程的特点，施工条件及后续工程工期要求，施工程序安排原则如下：（1）结合我局承担的电站进水口边坡开挖支护工程穿插进行引水洞上平段石方洞挖，尽量减少引水洞上平段石方洞挖对进水口混凝土施工的影响；（2）确保2006年3月底完成所有引水洞石方洞挖，为压力钢管安装提供条件；（3）工程开工后，尽快进行施工支洞施工，及时做好隧洞施工风、水、电管线等临时设施布置，并做好洞口的支护锁口，并根据电站进水口边坡开挖及支护施工进度积极进行引水洞上平段石方洞挖准备工作4）引水洞系统洞与洞之间岩墙厚度有限，岩墙最薄处仅11.5m，在进行引水洞开挖时，为减少爆破振动的影响，尽量安排各洞开挖爆破间隔施工，若不能间隔施工时，相邻两条洞的开挖掌子面应错开一定距离（30～40m）结合电站进水口明挖，在具备引水洞上平段开挖条件后及时进行上平段施工，并为各竖井段开辟工作面。

下平段施工支洞开挖至引水洞下平段后，先挖下平段上部，随后可开挖各竖井段，竖井段开挖完成后，进行下平段下部开挖，随后即可进行混凝土衬砌和钢管安装5.2.2施工程序 引水洞开挖根据6＃支洞开挖随后进行，下平段按①～⑥的顺序进行，上平段按⑤、⑥→③、④→①、②（相邻两条洞的开挖掌子面错开40m距离）的顺序进行，竖井段开挖根据上、下平段的开挖施工进度进行,导井施工顺序为⑤→⑥→③→④→①→②，扩挖施工顺序为⑤→⑥、③→④、①→②典型施工程序为：6＃施工支洞开挖→引水洞下平段上层开挖、引水洞上平段开挖→引水洞竖井段导井施工→引水洞竖井段扩挖→引水洞下平段下层开挖5.3施工支洞的设计及施工5.3.1 施工支洞设计5.3.1.1施工支洞断面调整原则（1）根据招标文件图纸提供的施工支洞平面布置，满足引水洞开挖出碴、混凝土浇筑、钢管运输及安装的需要；（2）断面尺寸、纵坡等必须与施工机械设备的外型尺寸、工作范围相适应3）引水洞上平段岔洞断面满足竖井段反井钻机作业的要求及后期混凝土衬砌的要求5.3.1.2施工支洞断面确定1、引水洞上平段岔洞为了进行引水洞竖井段开挖在每个引水洞上平段末端布置岔洞，岔洞位于引水洞上平段的延伸段，作为引水洞竖井段反井钻机工作位置。

岔洞底部高程与相应引水洞上平段底部开挖高程相同，①岔洞长15.0m，②～⑥岔洞长度均为19.0m引水洞上平段岔洞主要考虑反井钻机作业空间及竖井扩挖，根据反井钻机工作尺寸及竖井扩挖要求，确定其开挖断面尺寸为4.5m×5.0m( 宽×高 )2、6#施工支洞6#施工支洞总长约612m，洞口位于二道坝下游120m处，标准断面尺寸为11.0×7.0m（开挖尺寸一般为11.2×7.1m）, 6#施工支洞进口高程2232.0m，在与①引水洞相交处底板高程为2214.5m，平均坡度4.5％6#施工支洞主要考虑引水洞开挖出渣及运输钢管，钢管直径9.5m，按水平运输单节2.0m长进洞焊接为4.0m的安装节，根据钢管在洞内焊接、翻身、洞内运输及安装的需要，6＃施工支洞断面作局部调整，钢管水平运输段（桩号：0+000～0+387）长度387.0m，采用设计标开挖准断面尺寸为开11.2×7.1m( 宽×高 )；在施工支洞设置钢管焊接、翻身段（桩号： 0+387～0+400）长度13.0m，确定其开挖断面尺寸为13.2m×13.6m( 宽×高 )钢管垂直运输段（桩号：0+400～0+612）长度212.0m，确定其开挖断面尺寸为7.2m×11.6m( 宽×高 )。

6＃施工支洞平面布置详见附图，图号：LXW/厂Ⅰ-05-015.3.1.3施工支洞支护设计施工支洞采用喷锚支护，由于6＃施工支洞桩号：0+300以前走向与右岸过坝低线交通洞平行，施工支洞桩号：0+300以后走向与主厂房平行，与主厂房上游墙之间岩体厚度仅为15.0m6＃施工支洞所处围岩参考以上两个部位的围岩分类，施工支洞所处围岩基本上是Ⅱ、Ⅲ类围岩，6＃施工支洞支护参数参考右岸过坝低线交通洞部分参数支护参数为：Ⅱ、Ⅲ类围岩喷C20，厚10cm的混凝土,局部挂φ6.5钢筋网系统锚杆，锚杆L=3.5m，Φ25mm，间排距1.5×1.5m～2.5×2.5m随机长锚杆，L=7.5m，Φ32mm局部围岩条件较差部位采用钢支撑加固6#施工支洞特性及工程量见表5-3施工支洞支护设计详见附图，图号：LXW/厂Ⅰ-05-02表5-3 施工支洞特性及工程量表 部 位长度( m )断面尺寸( m×m )石方洞挖( m3 )喷砼( m3 )锚杆( 根 )0+000～0+387（钢管水平运输段）38711.2×7.138665140027000+387～0+400（钢管翻身段）1313.2×13.62080602000+400～0+612（钢管垂直运输段）2127.2×11.612153750943合计6125289822103843引水洞上平段岔洞1104.5×5.02266200660注：6。