取水口渐变段施工专项方案

华能四川涪江古城水电站首部枢纽工程 取水口渐变段专项施工方案

1 编制依据

⑴ GB6722-2003 《爆破安全规程》

⑵ GB50202-2002 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 ⑶ DL/T5123-2000 《水电站基本建设工程验收规程》 ⑷ DL/T5135-2001 《水电水利工程爆破施工技术规范》 ⑸ DL/T5333-2005 《水利水电工程爆破安全检测规程》 ⑹ DL/T5173-2003 《水电水利工程施工测量规范》

⑺ DL5162-2002 《水电水利工程施工安全防护设施技术规范》 ⑻ DL/T5389-2007 《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》 ⑼ DL/T5144-2001 《水工混凝土施工规范》 ⑽ GB50164-1992 《混凝土质量控制标准》 ⑾ DL/T5110-2000 《水利水电工程模板施工规范》 ⑿ DL/T5169-2002 《水工混凝土钢筋施工规范》 ⒀ JGJ18-2003 《水工钢筋焊接及验收规程》 ⒁ 设计下发的各项相关技术要求 ⒂ 招、投标文件相关资料

⒃ 本公司已完建类似工程的施工经验

2 工程概况

2.1 工程概况

古城水电站位于四川省平武县境内的涪江上游干流上，是涪江上游干流水电梯级开发的第二级，为低闸引水式电站。电站闸址位于平武县龙安镇曲水村跨河人行铁索桥下游约0.1km处，上距平武县城约3.6km；厂址位于涪江左岸平武县古城镇李家沟下游侧，紧邻古城镇，上距平武县城约14km。

进水口布置于涪江左岸，采用“正向泄洪排沙，侧向取水”的布置型式，设置4孔拦污栅和1孔事故检修闸门。进水口渐变段由9.5m×9.5m的正方形渐变为直径为9.5m的圆形，渐变段长度为15m。 2.2工程地质条件

进水口布置在左岸，为岸塔式进水口，洞室断面型式为圆形，内径9.5m（开挖洞径约11.1m），进口底板高程827m。进口处为阶地基座陡坎，坡角50?~70?，

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阶面高程875m。高程865m以下基岩裸露，出露地层为志留系通化组第一段，岩性组成为深灰色绢云英千枚岩，岩体较完整，但片理发育，岩层产状275?~305?/SW∠70?~85?，走向与洞脸边坡斜交。

进水口范围内无较大断裂破碎带发育，岩体中发育的节理裂隙大多闭合，其组合不构成洞脸边坡失稳的控制边界，自然边坡稳定性较好。高程850m以上岩体表层有倾倒变形现象，变形松动深度约4m，强风化带水平深度约5m，弱风化带下限埋深5m~30m；高程850m以下岩体较完整，弱风化带深度0~15m。

进水口位于九环线左侧一冲沟内，隧洞施工安全与否将直接影响九环线的正常运行。根据目前开挖揭示的地质情况，隧洞进水口上方为九环线公路，交通流量较大。开挖顶部距公路10米，上覆基岩约4米，以上部分为九环线路肩挡墙。

3 施工进度安排

2011年10月15日开始对取水口边坡进行开挖， 2011年11月21日取水口渐变段引0+22.8～0+30.0段开挖和初期支护完成，2011年11月底完成引0+22.8～0+28.8段混凝土衬砌。

4 施工布置

4.1 施工道路

进水口渐变段引0+22.8～0+30.0段施工道路与基坑明挖的施工道路相同，引0+30.0～0+37.8段通过引水隧洞从内至外开挖。 4.2 风、水、电供应 4.2.1施工用风

利用24m3移动空压机和从1#支洞口空压机房接一条供风管道至开挖面，满足施工需要。 4.2.2施工用水

根据招标技术条款相关内容，首部枢纽建筑物区地表水和地下水按环境水腐蚀评定标准，能够满足施工需求，故左岸二枯开挖过程中，施工用水可直接从河中或集水井抽取至各施工面。 4.2.3施工用电

从1#支洞口的3#、4#变压器接引至各施工点，主要用于施工照明、基坑抽排水和施工设备用电。

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4.3 照明

根据现场实际情况，为保证夜间场地照明，拟在左岸适当位置设立3.5KW太阳灯作为场地照明，灯架用型钢制作。开挖面选用1.0KW碘钨灯照明。施工道路每50m接一支100W卤素灯照明。

5 施工方案

5.1开挖方案

根据施工进度计划安排，考虑到周边环境和围岩情况等因素，渐变段拟先从外至内开挖支护引0+22.8～0+30.0段，并衬砌引0+22.8～0+28.8段的混凝土。待该段混凝土达到一定强度后，再从内至外开挖支护引0+30.0～0+37.8段，衬砌引0+28.8～0+37.8段。 5.1.1取水口边坡开挖及支护

由于取水口边坡较陡，坡脚即为九环线浆砌石挡墙，且边坡围岩极其破碎等不利因素，取水口边坡覆盖层采用人工配合反铲清理，边坡岩石采用液压破碎锤破碎后，人工配合反铲清理。

每梯段削坡开挖后，立即在临九环线坡面安装直径Φ28，长度L=9.0m（外露1.0m），间排距为1.0×1.0m的M25砂浆锚杆；在上、下游坡面安装直径Φ28，长度L=6.0m（外露0.5m），间排距为1.0×1.0m的M25砂浆锚杆。锚杆安装完毕后在坡面挂设直径φ8、网眼间距为15cm的钢筋网片，喷射15cm厚的C20混凝土进行边坡支护。同时，应根据边坡渗水情况，布置一定数量的排水孔，排水孔孔径、钻孔方向、孔深应符合设计要求。具体支护参数将根据设计参数进行调整。

为增强边坡岩体的整体性和完整性，发挥岩体的自承作用，在边坡支护过程中，同时对边坡岩体进行固结灌浆。具体方法为：支护锚杆插入锚杆孔后，用砂浆封闭孔口，并在孔口预埋两根直径为1cm的软管，待砂浆凝固后，作为锚杆孔注浆和边坡固结灌浆用。注（灌）浆材料为水泥净浆，固结灌浆的技术参数根据现场实际情况定。

为保证九环线浆砌石挡墙基础的稳定，拟在浆砌石挡墙基础外侧浇筑一道钢筋混凝土挡墙，挡墙内配筋与支护锚杆连接成整体，以保证浆砌石挡墙的整体性。 5.1.2 洞脸及渐变段开挖及支护

洞脸开挖前，先沿设计开挖边线外围65cm及125cm的洞周打设两排锁口锚

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杆，边顶拱部位沿设计开挖边线打设超前锚杆，用液压破碎锤沿设计开挖边线开挖出1榀工字钢的槽深，将工字钢嵌入槽中后，再按分层分部开挖的方法进行开挖支护。分层梯段高度及锁口锚杆布置情况见《渐变段开挖支护图》

由于渐变段开挖跨度较大，围岩风化严重，岩层破碎，整体稳定性差，故引0+22.8～0+30.0段顶拱部分采用液压破碎锤进行凿挖，下部采用梯段台阶爆破开挖。引0+30.0～0+37.8段从内至外采用上下导洞分层钻爆法进行开挖。下部梯段台阶爆破时，边墙应预留1.0m左右的保护层，该保护层采用液压破碎锤进行凿挖。渐变段每循环进尺为0.5m左右，每3个循环打设一组超前锚杆。

渐变段初期支护型式为：18工字钢型钢拱架+锁定锚杆+超前锚杆+挂网喷护。 型钢支护型式见《渐变段开挖支护图》，挂网型式参见主洞，喷护混凝土厚度不小于20cm。 5.2 浇筑方案

取水口渐变段分6m+9m两段每段三层浇筑，待洞口6米浇筑完成后再进行9米段石方洞挖。浇筑时先浇筑中心线以下混凝土，再浇筑上部混凝土，最后浇筑扩挖断面回填混凝土。引0+22.8～0+30.0段部份拟采用木模与钢模组合的形式进行施工，引0+30.0～0+37.8段拟采用1015和3015的钢模板组合拼装（具体见渐变段相关方案） 5.2.1 模板加工

引水隧洞模板采用木模与钢模组合的形式，直面采用普通1015和3015的钢模板组合拼装，圆弧断面采用木模，木模采用方木、钢管和拉筋等进行固定。木模面板拟采用4cm木板，成型厚度不小于3.5cm，面板内侧进行拉槽处理，拉槽间距为1～4cm，槽深2～3cm，具体情况根据实际定。面板应结合严密，并进行刨光处理，浇筑前润湿、刷脱膜剂，保证混凝土外观质量。钢木结合处形成的拼缝用棉纱线填实。

木桁架方木尺寸为6×10cm，端部不小于6×6cm，方木间采用爪钉连结。在安装过程中，采用满堂脚手架支撑，立杆间距75×75cm，水平间距1.2cm，每隔3m设加强型水平、竖向剪刀撑，具体可根据实际情况调整。立杆顶部用可调托撑支撑模板。渐变段木模板加工图见附件《渐变段木模板加工图》。 5.2.2满堂支架受力计算

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根据渐变段开挖和衬砌图，渐变段分3层浇筑，先浇筑中心线以下部位混凝土，再浇筑中心线至顶拱以上1.5m厚混凝土，待顶拱混凝土具有一定支承强度后，在不拆模的条件下，最后浇筑扩挖断面回填混凝土。顶拱模板受力衬砌跨度拟为9.5m，引0+22.8～0+28.8段内的浇筑平均厚度为1.5m。模板采用满堂支架支撑。支撑受力计算如下：

⑴荷载

①砼重：1.5×3×9.5×25=1068.75KN ②模板重：0.75KN/m2×9.5×6=44KN ③钢筋重：1.5KN/m2×1.2×9.5×6=104KN ④人重：1.0KN/m2×9.5×6=58KN ⑤泵送砼冲击荷载：按100KN算 则荷载设计值：

N=1.2ΣNgk+1.4ΣNqk=1.2(1068.75+44+104)+1.4(58+100)=1681KN ⑵支架管布置

纵横向立杆间距为75cm，步距1.2m，在架体外侧周边及内部纵、横向每3.0～3.5m应由底部至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑宽度为3.0～3.5m。

由此布置得每根立杆实际受力为：N=1681/9/14=13.34KN ⑶支撑受力计算 ①计算长度：

顶部立杆段：l0=kμ1(h+2a) 非顶部立杆段：l0=kμ2h

式中：k——满堂支架计算长度附加系数，按规范取1.185 h——步距，取1.2m

a——立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度，取0.4m

μ——考虑满堂支架整体稳定因素的单杆计算长度系数，μ1=1.294， μ2=2.062。 ②稳定计算

A.顶部立杆段计算长度：l0=kμ1(h+2a)=1.185×1.294×（1.2+2×0.4）=3.067 长细比：λ=3.067×100/1.58=195

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