引水工程施工方案

1.1施工规划

1.1.1工作面安排

根据总体规划，中益水电站引水隧洞出口段设置1条施工支洞与调压井相连，1#支洞为一个工作面，开挖至主洞后，上下游各为一个工作面，进口为一个工作面，主洞共计4个工作面。

1.1.2施工用风水电供应

（1）、供风采用固定空压机进行供风；

（2）、建一水池专供隧洞施工；

（3）、在业主提供的低压侧取点，架线至施工洞口。

1.1.3施工通风

根据本工程的特点及与类似工程类比，本工程选用压入式通风方式，各施工支洞洞口及进水口分别布置1台双级对旋式轴流风机， 2×22Kw轴流式通风机。采用Φ800mm的帆布风筒，挂设于隧洞顶部，随开挖延伸。

1.1.4洞内运输

（1）中益水电站引水隧洞采用有轨运输，洞内轨道布置为单线，每150m设置一处错车道，轨道轨距900mm，采用43kg/m钢轨，枕木采用12cm×12cm方木，枕木间距0.7m，长度1.2m，铺设碎石道床。前期永久便道未交付使用前采用

无轨运输方式。

1.2施工支洞施工

1.2.1施工支洞布置

引水系统位于河床右岸，引水隧洞长2739.00m，进水口受汛期坝体临时挡水影响较大，出口施工跟厂房施工干扰较大，本阶段对施工支洞的布置进行了认真研究，根据本工程的实际地形条件及施工特性，经综合比较，本设计阶段1#施工支洞的设置本着尽可能均衡引水洞上下游的施工强度及长度、缩短施工支洞长度、不占或少占居民房屋和耕地的原则布置，经比选，1#施工支洞进口布置于吊耳树脚下游公路内侧，1#施工支洞主洞与引水洞桩号K1+145.00m相接，调压井位于引水洞K2+739.00m处，调压井下游的压力钢管长约95.42m，主压力钢管开挖直径为4.0m，引水洞施工利用压力钢管作为交通比较困难，因此，在调压井下游布置了2#施工支洞，2#施工支洞与压力钢管平洞上段洞相接。

1.2.2施工支洞特征

1#、2#施工支洞特性见表1。

施工支洞特性表

表1

1.2.3施工支洞施工程序

根据本工程现场及各施工支洞的特点，进场后，首先安排人力搬运施工机械至1#、2#施工支洞洞口，修建各种临时设施（包括临时存渣场），各项准备就绪后，进行1#、2#施工支洞施工。场内永久便道交付使用、具备通行条件后，安排大型施工机械进场。

支洞施工先进行洞口边坡开挖及支护，然后挂口进洞，考虑洞口施工安全，洞口段洞身采用砼衬砌锁口，洞身开挖与支护跟进作业。施工程序：场内道路修建→风、水、电系统及碴场准备→洞口边坡处理、排水沟设置→洞口土石明挖

及支护→洞口5～10m段开挖及砼锁口→支洞洞身开挖及支护→施工支洞(交通洞)施工。

1.2.4洞口施工

洞口施工时，采用自上而下分层进行，层高3～5m。开挖前，采用人工在一定高程上设置截、排水沟、拦石屏障并清除植被，处理洞脸。边坡预留30cm的保护层，人工整修成型，边坡开挖出露岩石后，进行石方开挖的钻孔、爆破作业。石方开挖采用YT-28手风钻造垂直孔，孔深1.3～1.5m，人工装填乳化炸药、非电雷管毫秒微差挤压爆破，坡面光面爆破，爆渣及土方开挖采用装载机装碴，自卸汽车运至施工方碴场弃碴。各层开挖后及时采用锚喷砼结合挂网等支护边坡围岩。

1.2.5进洞方法

考虑支洞进口段岩体较破碎，洞脸边坡及洞室进口需及时进行洞口处理和边坡支护：首先在开挖线外15～20cm制安锁口锚杆，Φ25@25～35cm25@1.5m L=3.5m，挑角10～15°，环向间距30～40cm设1～2圈，在喷锚处理后再进行开挖；进口段采用砼衬砌锁口。

1.2.6洞身施工

施工支洞采用钻爆法全断面施工，采用气腿式凿岩机钻孔、全断面光面爆破开挖、喷锚支护。洞身开挖施工程序见“施工支洞洞挖施工程序图”。

施工支洞洞挖施工程序图

1.2.7施工支洞封堵

支洞封堵采用埋石砼封堵。支洞封堵砼安排在主洞内施工完成后进行。施工顺序为：仓面清理→组立模板→预埋灌浆管及止水片→仓位检查、验收→砼施工→洒水养护→灌浆。

模板采用钢木组合模板，人工组立，人工安装，预埋管路。砼利用砼搅拌车运料，砼泵机输送，人工手持插入振捣器振捣密实。砼浇筑完成后，洒水养护至龄期。砼达到强度后，进行回填及固结灌浆处理。

1.3引水隧洞洞挖

1.3.1平面布置

引水隧洞为有压隧洞。

引水建筑物由进水口、引水隧洞、调压井和压力管道组成。取水口竖井式取水口，分为上部结构和下部结构。下部

结构包括拦污栅段、渐变段、闸前连接段、闸门井段及闸后渐变段；上部结构包括取水口操作检修平台、闸门启闭机室。取水口底板高程818.20m，检修平台高程838.00m。引水隧洞总体布置方向为由东向西，在桩号引1+087m处穿越巴岩店，到达桩号引2+145m附近，穿越冉家院子，并且向西偏南方向转向，然后至调压井处。引水隧洞全长2739m，在巴岩店冲沟位置引1+087m处设置施工支洞，支洞长度215m。调压井布置在压力引水隧洞末端厂房上游山体上，中心坐标为（X= 3331298.675；Y= 525807.043）。采用阻抗式调压井，调压室正常运行水位为836.00m，调压室最低涌波水位为813.339m，最高涌波水位为848.430m，调压井直径8.0m，顶高程为850.50m，圆筒底板高程为81.643m，调压室底板高程为807.244m，阻抗孔直径为1.0m。压力钢管最大水头约55m，引用流量2×10.3m3/s，压力管道主管长约90.5m。压力管道前接调压井，后接厂房，由上平段、倾斜段、下平段和进厂支管组成。调压井后为上平段，起止桩号为“管0+0.000m”至“管0+008.100m”长8.1m。其中“管0+000.000m”至“管0+005.000m”为渐变段，长5.0m，管径由3.2m渐变至2.8m，末端经长35°的转角后与斜井连接，转弯半径为9.8m。

1.3.2施工程序

隧洞开挖施工中始终以“新奥法”理论指导施工，及时

总结经验，改进临时支护设计与施工。加强围岩变形观测，掌握岩体变形、坍塌的规律，并在适当的时间，采用合适的方法，把临时支护做好，确保施工人员和机械设备的安全。隧洞开挖采用循环作业施工，引水隧洞洞挖施工程序为：施工准备→超前地质预报→确定开挖方法→石方洞挖→通风排烟→装渣运输→初期支护→进入下一循环。

1.3.3开挖方法

隧洞开挖采用自制钻孔台架、气腿式风动凿岩机钻孔，全断面光面爆破。开挖后立即初喷一层混凝土封闭围岩，Ⅳ类围岩喷锚挂网必须紧跟开挖作业面。在隧洞围岩破碎、完整性较差地段，采用短台阶法开挖，台阶长度3～5m；必要时设置钢支撑加强支护。

1.3.4钻爆设计参数

现场进行试验，最终确定钻爆参数。

1.3.5钻爆作业

采用钻孔台架配气腿式风动凿岩机钻孔，人工装药起爆。钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。如围岩出现变化需要变更爆破设计时，由主管工程师确定。炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接，均由考核合格的爆炮工负责。

（1）测量

测量是控制开挖轮廓精确度的关键。采用断面激光测量

仪进行断面和炮孔划线。每循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。

（2）定位开眼

采用钻孔台车钻眼时，台车与隧洞走线保持平行，台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3～5cm以内。

（3）钻孔

钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要丰富经验。钻孔时严格按照炮孔布置图正确对孔，以确保爆破质量。周边孔外插角1°～2°，炮孔相互平行，周边孔在断面轮廓线上开孔，周边孔对孔误差环向不大于5cm。掏槽孔对孔误差不大于3cm，其它炮孔开眼误差不大于10cm。在钻眼过程中，应根据岩孔位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼程度，以保证炮眼底在同一平面上。

（4）装药

钻完孔后，用高压风吹孔，经检查合格后装药。装药分片分组负责，自上而下严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。爆破网路连接、检查及起爆，按照爆破设计要求和GB6722-2003《爆破安全规程》执行。

（5）堵塞

所有装药的炮眼均堵塞炮泥，堵塞长度不小于40cm。

（6）瞎炮处理

发现瞎炮，应首先查明原因，如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可，但此时的接头应尽量靠近炮眼，如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则应参照《爆破安全规程》有关条款处理。

（7）超欠挖控制

钻爆法开挖是否经济、高效，关键是控制好超欠挖，钻爆施工中将采取如下措施：

①根据不同地质情况，选择合理的钻爆参数，选配多种爆破器材，完善爆破工艺，提高爆破效果。

②提高画线、钻眼精度，尤其是周边眼的精度，是直接影响超欠挖的主要因素，因此要认真测画中线高程，准确画出开挖轮廓线。

③提高装药质量,杜绝随意性, 防止雷管混装。

④断面轮廓检查及信息反馈：了解开挖后断面各点的超欠挖情况，分析超欠挖原因，及时更改爆破设计，减少误差，配专职测量工检查开挖断面，超挖量（平均线性超挖）应控制在10cm以内。

⑤建立严格的施工管理：在解决好超欠挖技术问题的同时，必须有一套严格的施工管理制度来保证技术的实施，为此，从进洞前，制定严格的奖罚制度，用经济杠杆来调动施工人员的积极性，造成人人关心超欠挖，人人为控制超挖去

努力。

1.3.6出渣

引水隧洞采用扒渣机装渣，电瓶车牵引梭式矿车运输至洞外存渣场，再通过自卸汽车转运到洞口渣场的方式。永久便道交付使用前，采用小型翻斗车运输至洞外临时存渣场的无轨运输方式。

1.4支护工程施工

1.4.1锚杆

砂浆锚杆采用多功能作业台架、气腿式风动凿岩机钻孔，锚杆专用注浆机注浆，施工工艺见“砂浆锚杆施工工艺框图”。

砂浆锚杆施工工艺框图

（1）钻孔

利用自制简易平台车，人工手持YT-28手风钻钻孔，钻孔孔位由测量测出控制点后，根据施工图纸所示间排距确定

具体孔位，孔位在任何方向的偏差应小于100mm，孔深偏差应小于50mm；孔轴方向应满足施工图纸的要求，因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应与可能滑动面的倾向相反，其与滑动面的交角应大于450；注浆锚杆的钻孔孔径应大于锚杆直径，如为下倾的锚杆孔，其钻孔孔径应大于锚杆直径15mm以上，如为上仰的锚杆孔，其钻孔直径应大于锚杆直径25mm以上。

钻孔前，由当班技术员确定孔位、孔向正确后，发出书面或口头通知，方可钻孔。

（2）钻孔冲洗

清孔采用高压风水枪联合冲洗孔内岩粉和积水，直至干净。

（3）注浆

注浆采用MZ-30锚杆注浆机边拌合边注浆，注浆水泥采用425#普通硅酸盐水泥，砂采用最大粒径小于2.5mm的中细砂。拌合砂浆的时间应不少于3min，一经拌合，应尽快使用，拌合后超过1h的砂浆不能再用。

水泥砂浆配合比为水泥：砂=1：1～1：2（重量比）或按监理工程师确定配合比，其强度等级不应低于20MPa。对于下倾的孔，注浆管应插至孔底处1m左右，并从注浆管注浆直至孔口冒浆为止。在灌浆过程中，若发现有浆液从岩石锚杆附近流出时应及时堵填，以免继续流浆。对于上仰式的

孔，采用“先安装后注浆”的方法，从孔口灌注浆液，直到安装在孔底的排气管孔口返浆为止。注浆时应有监理工程师旁站时才能进行。锚杆注浆后，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆。

（4）水泥砂浆锚杆安装

对于下倾的孔，采用“先注浆后安装锚杆”的方法，由人工将锚杆尽快插入充满浆液的孔内直到孔底。对于上仰的孔，采用“先安装后注浆”的方法。

（5）锚杆制作

锚杆材料按施工图纸要求，选用Ⅱ级螺纹钢筋或变形钢筋。钢筋在使用前必须进行取样试验，合格方可投入使用。

（6）岩石锚杆质量检验

①锚杆材质检验：每批锚杆材料均应附有生产厂的质量证明书，并按施工图纸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；

②注浆密实度试验：选取与现场锚杆的锚杆直径和长度、锚孔孔径和倾斜度相同的锚杆和塑料管（或钢管），采用与现场注浆相同的材料和配合比拌制的砂浆，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；

③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）进行抽查并作好记录；

④拉拔力试验：边坡和地下洞室的支护锚杆，按作业分