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引水隧道塌方涌水处理方案

2020-09-24 来源:步旅网


CB34 报告单

(葛新 [2012]引报告051号)

合同名称:新疆塔什库尔干河齐热哈塔尔水电站工程Ⅱ标(Y4+500~Y8+700)段土建及安装工程 合同编号:SG:XHQRHTR-201005-04-012 致:河南明珠工程管理有限公司项目监理部 报告事由:关于齐热哈塔尔水电站工程Ⅱ标2#施工支洞主洞5+226塌方处理方案的报告 承 包 人:葛洲坝新疆工程局(有限公司) 齐热哈塔尔水电站工程项目部 项目经理: 日 期: 年 月 日 监理机构意见: 监 理 机 构:河南明珠工程管理有限公司 项目监理部XIII 总/监理工程师: 日 期: 年 月 日 发包人意见: 发包人:新华喀什齐热哈塔尔水电开发有限公司 负责人: 日 期: 年 月 日 说明:本表一式 份,由承包人填写。监理机构、发包人审签后,承包人 份,监理机构、发包人 各1份。

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葛洲坝新疆工程局(有限公司) Ge zhouba Xinjiang Engineering Bureau (Co. ,Ltd .)

新疆塔什库尔干河齐热哈塔尔水电站工程Ⅱ标土建及安装工程

2#施工支洞主洞塌方处理方案

(合同编号:SG:XHQRHTR-201005-04-012)

葛洲坝新疆工程局(有限公司) 齐热哈塔尔水电站工程项目部 二○一二年

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齐热哈塔尔水电站工程Ⅱ标土建及安装工程

2施工支洞主洞塌方处理方案

一、工程概况

我单位承建的2#施工支洞主洞上游作业面在施工过程中从桩号5+226段出现岩石破碎现象,开挖面出现大面积塌方及渗水;根据引水发电洞支洞开挖设计图(图号831H-A2-L-2#-02)显示该处主要以Ⅲ类围岩为主,局部为Ⅳ、Ⅴ类围岩。主要充填物为岩脉或砾碎块,较坚密,且顺层发育,对洞室稳定影响不大,主洞地质情况较好。实际桩号5+226部位岩体较破碎,处于F3断层,围岩呈泥质胶结结构,几乎没有承载力。为了不影响施工安全和施工进度;根据业主、设计、监理和施工单位现场勘察做出处理方案,对此部进行锚杆喷护支护和钢拱架支护加固处理。 二、塌方情况

隧洞开挖至桩号5+226处时发生涌水塌方,随后我单位采取了拱架支护措施。但由于顶拱不断掉块,为保证施工人员的安全,格栅拱架支撑到5+227时就被迫停止,持续掉块的状态延续了近2天,塌方一直延伸至5+230处,5+227~5+230段的拱架也被压垮。塌方块体充满了整个断面,此次塌方为一大型塌方,塌方体空腔高估计40米以上,宽约9米(见图1、图2),且塌方仍在继续,都呈大块石夹碎渣,先前采取的支护钢拱架+锚杆+钢筋网片+喷护混凝土的措施效果不佳,有三品钢拱架已经严重变形并且拆除,随后将洞内积渣清除,由于塌方持续并未达到自稳(11月11日至12月24日共计出渣286车,12月23日下午已经把塌方体内石渣基本出完,但到12月24日上午塌方石渣又充满了洞体),因此我单位将采取第二套施工方案进行支护。 三、先前塌方处理措施

为保证施工人员和设备安全并为下一步支护提供条件,在支护过程中采取了上下导洞分别开挖、分别支护的方式,支护前先在渗水部位安装排水管,首先对工作面进行C25喷混凝土进行封闭,采用塌渣做为施工平台,测量放样定点;因该段垮塌松散体夹杂有大小不均的各类岩石,且岩石较为破碎,大部分岩石大小在2cm~5cm,打超前锚杆成孔后再置入ф50钢管这种施工工艺无法实施,故采用钻杆代替钢管,形成一定的防护,其次35cm间距进行上半拱拱架支护,上半拱锁脚锚

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杆固定8根,连接筋与原支护的钢拱架焊接牢固,连接筋间距0.5米,钢筋网片和排水管安装完成后,进行喷护,支护至岩石较为完整部位时进行安装下半洞拱架、锁脚、钢筋网片、连接筋、排水、喷护。 1、超前锚杆

由于岩石较为破碎,塌方渗水严重,为了施工安全起见,在塌方部位后方7米的位置(原支护钢拱架内),架设第一榀拱架,形成超前锚杆的支撑点,在顶拱进行超前锚杆施工,超前锚杆长度L=3.5米,间距:0.1米(由于岩石破碎,用钻杆代替锚杆);稳定后人工清渣,塌渣用手推车运出。超前锚杆以每进尺0.4~0.5m作为一个循环,每次的超前锚杆从前一循环的工字钢顶穿过,保证工字钢与超前锚杆形成统一的整体,同时钢拱架和超前锚杆连接在一起,加固岩体的强度,保证不至于在开挖过程中产生塌方。 2、人工开挖上台阶并架设上台阶钢拱架

采用人工凿挖法开挖,上台阶预留土心以便施工,循环进尺控制在0.6m之内。拱支撑采用I18工字钢制作,钢拱架间距为0.3m;将塌方体稳定,塌方体顶部与超前锚杆连接成为整体起到支撑的作用(此拱架占用衬砌断面,待支护完后拆除)后,工字钢架设时要将两榀钢拱架焊缝焊好,钢拱架安装到位后及时焊接ф25、环向间距为50cm的连接筋,拱架两层铺设双层钢筋网片,钢筋网片与拱架焊接牢固。使拱架系统形成一整体空间结构,联合受力。 3、锁脚锚杆、挂网喷混凝土

锁脚锚杆在一定程度上起固定拱脚的作用,选用ф25钢筋,L=3.5米,露出部分的长度控制在20~30cm,将露出部分与拱架焊接牢固。网片采用Φ8钢筋制作,间距@15cm×15cm,钢筋网铺设在纵向连接筋与岩面之间,与围岩的间隙不大于5cm,同时将钢筋网通过焊接与拱架连接为整体。在喷护砼前,先用塑料布把水集中引至拱角部,对塌方段的拱部及边墙进行初喷25cm厚C25混凝土封闭围岩,喷射混凝土时分层喷射,让混凝土和钢筋网片形成一个整体,形成一个保护层。

如开挖后岩石较为完整,不存在安全隐患,在二次衬砌时对塌方段进行砼回填;如开挖后,岩层情况较为破碎且塌方空腔较大,存在安全隐患,为避免坍塌段再次发生坍塌,及时对塌腔应进行C25混凝土回填;分两次向空腔内泵入C25混凝土,当混凝土强度达到设计的70%,砼衬砌后再

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向空腔内注浆,将该空腔岩石与砼之间注浆填充,以保证回填砼质量。 4、下台阶开挖、架设竖支撑拱架

待上半拱拱架已支护完(支护至岩石完整部位)后,对洞内塌渣进行处理,进行竖支撑拱架处理,仍然采用人工凿挖法开挖,遇到大孤石放小炮,每循环进尺不超过1.0m。竖支撑拱架采用I18工字钢制作,工字钢间距与上台阶顶拱的工字钢间距一致,并焊接牢固;竖支撑安装连接后,仍采用ф25钢筋连接;网片采用Φ8钢筋制作,间距@15cm×15cm,同时将钢筋网通过焊接与拱架连接为整体后对塌方段的拱部及边墙进行初喷25cm成一个整体。 四、塌方段目前改进处理措施

由于2#施工支洞主洞上游此次为较大塌方,因此我单位将采取如下措施,对塌方段进行支护:首先将2#施工支洞主洞上游掌子面塌方的大块石碎渣进行清理,形成一个坡比为1:1.5的斜坡,使其具有一定的自稳能力,然后喷护混凝土封堵(确保注浆时砂浆不外漏),喷护厚度30cm,待喷护的混凝土达到一定强度后,对塌方段安装注浆管,对塌方部位固结灌浆,最后进行超前锚杆+开挖+钢拱架+钢筋网片+连接筋+喷护混凝土+二次固结灌浆。

1、喷护混凝土

首先用0.5m3挖机将塌渣面上的较大石块清除,对塌渣进行清理,形成一个坡比为1:1.5的斜坡后,对1:1.5的斜坡进行混凝土喷护(C25,厚30cm)使之起到一定的防护作用,防止塌渣滑落,在注浆时不至于漏浆等。 2、钻孔、埋管、注浆

回填与固结钻孔采用YT—28气腿风钻钻孔,孔径大于40mm,孔内埋入Φ40钢管花管做进浆管,注浆时先侧墙后拱顶,孔口固定,孔深6m,间排距1.5m×1.5m,呈梅花形布置。 (1)冲孔

灌浆孔冲洗前采用从孔底向孔口处的冲洗方法。冲洗水的压力采用80%的灌浆压力,压力超过1Mpa时采用1Mpa。冲洗风压采用50%的灌浆压力,压力超过0.5Mpa时采用0.5Mpa。 (2)制浆

主材料采用42.5级的普通硅酸盐水泥。 (3)灌浆

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对坍塌段灌浆,注浆材料为水泥浆,水灰比1.0:1.0~1.0:1.5。注浆压力以能顺利注入即可,注浆过程中密切观察支护结构防止因注浆压力过大而影响支护结构发生安全事故。注浆开始时水灰比可偏大,然后逐级减少,注浆压力逐步提高,达到0.4Mpa并继续注浆10min以上作为注浆结束标准。

固结灌浆压力为0.25~0.4Mpa,当注水率不大于1L/min后,继续灌浆30min,灌浆即可结束。当长期达不到结束标准时,报监理人员共同研究处理措施。 (4)、封孔

封孔采用机械压浆封孔法和压力灌浆封孔法。 3、超前锚杆、开挖

为保证施工人员和设备安全并为下一步支护提供条件,沿2#支洞主洞上游轴线方向从桩号Y5+230段,在设计开挖线以外布设Ф25mm超前锚杆,锚杆L=4米。塌方体范围开挖循环的超前锚杆以每进尺0.4~0.8m,施作一个循环,每次的超前锚杆从前一循环的工字钢顶穿过,保证工字钢与超前锚杆形成统一的系统,同时钢拱架和超前锚杆连接在一起,加固塌方体的强度,保证不至于在开挖过程中产生新的塌方,加固塌体附近未塌部分,对未塌部分的边墙及拱部适当加密锚杆,以保证作业面的塌体的开挖安全稳定。

顶拱在开挖前打超前锚杆,L=4米,间距:0.3米;开挖采用短进尺、弱爆破、强支护、勤量测的方式进行开挖施工。 4、拱架安装

在沿桩号Y5+230m段根据现场实际情况量身架设钢拱架,在后续开挖中按V类围岩进行施工并将两侧边墙调直以形成城门洞型,再进行钢拱架支护施工。钢拱架安装同样采取上下台阶开挖架设拱架。钢拱架采用18#工字钢,(喷护25cm,不占用二衬断面)间距0.3~0.5m,相邻俩榀桁架之间用Φ22钢筋按50cm间距进行连接,使拱架形成一整体空间结构,联合受力,并采取锁脚锚杆对钢拱架进行加固(每榀工字钢两底角分别设4根L=3m,拱顶设4根L=3mΦ25锁脚锚杆与工字钢进行焊接)。 5、钢筋网片、喷护

网片采用Φ8钢筋制作,间距@15cm×15cm,钢筋网铺设在纵向连接筋与岩面之间,与围岩的间

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隙不大于5cm,同时将钢筋网通过焊接与拱架连接为整体。在喷护砼前,先预埋注浆管,对塌方段的拱部及边墙进行初喷25cm厚C25混凝土封闭围岩,喷射混凝土时分层喷射,让混凝土和钢筋网片形成一个整体保护层,当钢拱架与基岩面空腔太大,用喷射砼进行回填,喷护完成后,对空腔部位再次注浆。

6、二次固结灌浆

开挖进尺2~3榀拱架后,防止再次塌方,径向安装间距1.5m注浆锚杆,对已支护部位进行固结灌浆,使之岩石形成一体。

五、施工机械设备配置及人力资源 (1)机械设备配置 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

名 称 砼喷射机(PZ-5B) 注浆泵3SNS 电焊机(BX1-400) 空压机21m3/min 砼拌合机(JQ25、0.5m3) 钻机(YT28、100B) 轴流通风机(110kw) 发电机 潜水泵(5.5kw) 8t自卸车 装载机 双层搅拌桶JN—400 制浆机ZL-400 自动记录仪GJY-IV 单 位 台 台 台 台 台 套 台 台 台 辆 辆 台 台 台 7

数 量 2 1 2 2 1 10 1 2 2 2 1 10 1 1 1台备用 1台备用 各5套 备 注 (250kw一台,400kw一台)

15 16 (2)人力资源 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 铁锹 手推车 把 辆 3 2 工种 管理人员 施工技术质检员 安全员 装载机手 司机 电工 修理工 电焊工 钢筋工 支护工 钻工 辅助工 机械手 制浆工 灌浆工 钻工 数量(人) 3 2 2 2 2 1 1 2 4 16 10 6 2 4 4 4 备注 六、施工质量保证措施

1、加强对材料质量的检查。工程材料是工程质量的首要保障,在采购材料物资时,必须按所需材料性能、强度、型号、规格、品种和数量定货,必要时先取样试验,合格后再进入工地。材料到场后要先试验,后使用。坚决杜绝以次充好,以劣充优的材料进入工地。 2、锚杆应选用Ф25mm螺纹钢筋,灌注前应清除表面油污、铁锈等杂物。 3、锚杆灌注所用沙浆和锚固剂应符合设计要求,灌注应饱满。

4、钢筋网编制前应将钢筋拉直,钢筋网不得有变形、松脱和脱焊,与锚杆应焊接牢固。

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5、钢拱架采用型钢进行制造,其接头应焊接牢固。拱架的立柱应支立于坚硬的基岩上,不得支立于浮渣上。拱架应与围岩用随机锚杆(l=4.5m,入岩4.4m)牢固连接。

6、喷射前应拆除作业面障碍物,并将受喷面用高压风水冲洗干净。喷射时,拌合料不得出现离析和“脉冲”现象。喷射砼时,喷嘴应按螺旋形轨迹一圈压一圈的方式沿横向移动,层层喷射,使砼均匀密实,表面应平整。按规范要求对现场喷护砼、砂浆砼取样检测,检测结果必须符合配合比强度,施工前,实验人员应对原材料进行检查,未检或检验报告出的原材料不得使用。砼施工前应对砂、碎石含水率进行测算,并校验配料称,以保证砼质量;喷射砼初凝后,立即进行养护,时间不少于7d。

7、灌浆质量控制:灌浆施工过程中,对水泥进行抽检,受潮结块的水泥不用于灌浆;同时还抽测浆液的比重,采用经检验合格的液体密度计进行检测,不符合规范要求的原材料杜绝使用。 8、加强人员质量教育,不断提高质量意识,严格规范作业程序和行为,加强工程质量的监控,宣传推广质量管理理念,真实体现质量重要性。

9、 施工过程由质检员24小时跟踪值班,以保证施工质量,每道工序严格按照三检制度,上道工序不合格,不允许进行下道工序施工;对每道工序自检,做好自检记录,经监理检查确认后方可继续施工。

10、施工前做好外业测量工作,确保放样位置正确。 七、施工进度保证措施

1、建立以项目部为核心的责权体系,定岗、定人、授权,各负其责。及时协调处理现场施工中出现的问题并及时解决,对于处理不及时的追究其个人责任,以保证各工序的有效衔接。 2、各施工队应坚持每天施工布置会议,做到当天问题不留到第二天,并让每个施工人员清楚明天的施工任务,及时安排布置。

3、调度室定期每周召开一次由施工队和机械队负责人参加现场调度会,及时协调各施工队各工序的有序衔接,合理调配机械、物资、人力,及时解决施工过程中出现的问题。对于施工队提出的问题制定详细的记录,供驻地监理随时参阅。

4、各作业面的负责人必须清楚第二天的施工任务,提前为下一道工序做好准备,确保工程一

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环扣一环的进行,对影响工程的关键部位、关键工序项目部派人跟踪值班作业。

5、做好人员调配、材料采购、机械设备维修保养等后勤保障工作,保证工程顺利进行。 八、安全保证措施

1、施工现场设立专职安全员。

2、施工前认真检查作业面的围岩情况,及时清理危石和障碍物。 3、喷射机、电焊机、空压机、发电机等设备在使用前必须全面检查。 4、设备转动部份不得外露,应设置保护罩。

5、施工过程中应定期检查电源线路和电器部件,确保用电安全。 6、作业面内严禁在喷头和注浆管前方站人。堵管处理宜采用敲击法疏通。 7、工作台架的安装必须牢固可靠,设置栏杆。高空作业应系好安全带。 8、注意防尘工作,喷射机必须保持良好的密封性,加强作业面的通风工作。 9、喷射砼和电焊等操作人员应佩带防尘口罩、防尘帽、防护面具、手套等防护用具。 10、每天对塌方区进行安全观测3次,以保证施工安全。 九、文明施工

1、制定和落实文明施工标准工地的施实方案,做到工地设施齐全,规化合理,施工中机械设备和各种材料必须堆放整齐有序,施工道路必须长期保持平整、排水畅通。 2、及时清理现场剩余材料和施工垃圾,保持施工现场清洁卫生,喷水降尘。 3、作好醒目安全标识、宣传标语。

4、加大对环保和文明施工宣传力度,组织学习文明施工先进条规、方法,增进对文明施工重要性的认识,真正做到文明工地文明建的目标。 十、塌方处理的辅助事项

1、变形观测

施工时,按照规范进行拱顶下沉及净空收敛变形观测,如变形量较大,则对初期支护进行加强。

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2、加强监控量测和超前地质预报工作。 通过监控量测对隧道进行动态的监控,通过超前地质预报,了解前方围岩的变化,使整个施工过程都在受控范围之中。

3、安全警戒

开挖以及打眼施工中,派专人进行安全警戒,一旦有异常声响或者加剧坍塌的危险,发出警告,保证人员安全。在塌方处理时,不可预见性及危险性的因素较多,施工安全要得到高度地重视,加强施工量测及现场情况变化的观察,提高预警能力,确保施工人员的人身安全。

十一、工程量计收

由于塌方形状极不规则,加之塌方处理工程具有一定的随机性和不确定性,故此整个加固处理所发生的工作量,由监理工程师现场核实为准。 十二、其他

其他未尽事宜、事项,以随后有关设计文件,现场监理、设代及有关工作人员的指示为准。

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9.023145.15399.2433坡比0.2925.000图1

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4.3245.1544.678桩号5+252钢拱架(I18)空腔封堵面桩号5+226桩号5+2306.900图2

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