尾水系统施工组织设计方案.doc

第七章 尾水系统工程施工方案
7.1 概述
7.1.1 施工特性
尾水系统由9条尾水支洞、3个长廊阻抗式调压井、2个“三合一”的“卜”形岔洞、3条圆形尾水隧洞和尾水出口等建筑物组成。
1、枢纽布置
(1) 尾水支(岔)洞
尾水支洞共计9条，总长1324.532m( 含岔洞段 )，断面型式为底园角城门洞型，尾水支洞典型断面衬砌后尺寸为12.00m×20.00m，岔洞衬砌后断面尺寸从12.00m×20.00m渐变至18.00m×21.00m。
(2) 调压井
调压井采用“三机一井” 方案，共设3个长廊阻抗式调压井，井底高程188.50m，顶拱跨度24.85m，井体高度84.21m，井体平面尺寸（宽×长）分别为：19.30m×68.30m（①井）；22.725m×75.60m（②井）；22.725m×96.00m（③井）。
(3) 尾水隧洞
尾水隧洞共计3条，总长1391.991m(含渐变段)，其中①尾水隧洞长352.751m，②尾水隧洞长466.654m，③尾水隧洞长572.586m。断面型式为圆形，典型断面开挖直径为22.60m，最大断面开挖直径为25.00m，衬砌后隧洞直径为21.00m。
（4）尾水出口
尾水出口由尾水闸及尾水渠等建筑物组成，尾水闸设6扇闸门，最大闸高66.00m，闸顶高程260.00m，闸顶宽度196.00m。尾水渠由开挖形成，底坡i=1: 5, 边坡喷锚支护。
尾水系统工程建筑物布置详见 附图一《尾水系统工程施工布置图》。

2、地形地质条件
厂区地形整齐，山体雄厚，底宽约1000m，山顶高程650m。厂区的地层全为三叠系中统板纳组（T2b）。厂区岩层产状345°～355°/NE∠57～60°。左岸山体内的地应力为压应力场，最大主应力方向约280°～330°，倾角一般小于20°，最大主应力平均量值12～13Mpa，属中等量级，侧压力系数λ=1.2～1.9。在地下洞室群布置区，围岩新鲜或微风化，透水性小，地下水活动微弱。地震波速在5000m/s以上，围岩属质量中等或较好的层状结构岩体，洞室所在区域绝大部分为III类，小部分为II类围岩，极少部分属IV、V类围岩，具有较好的成洞条件。
（1） 调压井地质条件
调压井位于主变室下游侧，两洞间岩柱厚29.70m，布置区主要岩性为板纳组T2b28～T2b40 ～41层砂岩、砂岩泥板岩互层，岩体以新鲜为主，围岩97%以上为较好或中等质量的层状结构II ～ III类岩体。调压井布置区有F12、F18、F13等层间错动（断层）切割，调压井已基本避开F63断层的直接影响，但布置区仍有陡倾角小断层发育，与层间错动及随机节理组合构成的楔体。调压井与主变室之间的岩墙厚度27～30m，调压井与主变室之间有近15m厚的层状岩体被切脚而临空倾向调压井，该岩柱有可能向调压井方向发生危害性剪切位移变形，调压井下游侧墙可能向上游产生倾倒蠕变位移。

（2）尾水洞及支洞地质条件
尾水洞平行布置，洞室围岩为T2b38 ～ T2b48层砂岩和砂岩泥板岩互层，岩体夹少量泥质硅质灰岩，洞室走向除出口段与岩层走向夹角较小外，其它洞段均大于或等于40°，沿线主要断层有F1、F533、F213、F363、F536、F18、F22 以及层间错动和层间挤压破碎带等，此外还发育有一些陡倾角裂隙性小断层。洞室除出口及F1、F75等断层切割段属IV类围岩外，其它大部分属较好或中等质量的层状结构II～ III类岩体。尾水支洞布置区围岩多为新鲜砂岩和砂岩泥板岩互层岩体，围岩类别属II ～III类，围岩整体稳定性较好，但由于洞室间距小，尾水支洞间岩墙稳定性差，尾水支洞与洞室交叉口段存在不同类型的切割块体。
（3）尾水出口地质条件
尾水出口开挖边坡区地层有T2b44～T2b49层砂岩和砂岩泥板岩互层岩体，表层覆盖层厚一般为1～2m，上游侧坡触及⑨号冲沟出口厚约5～8m的冲洪积层，边坡岩体多呈强风化和弱风化，局部伸入微风化内，边坡布置区有陡倾角断层F1、F30、F533、F213、F536、F369、F206、F153、以及层间挤压破碎带F75、F78等，其中F533、F536与洞脸边坡近于平行。
7.1.2 工程项目及工程量
1、工程项目
尾水系统工程主要工程项目：
（1）尾水支（岔）洞及尾水洞洞身开挖、支护及混凝土衬砌；
（2）尾水调压井开挖、支护、混凝土衬砌及一期闸门槽预埋件制安；
（3）尾水调压井井间连接洞的开挖、支护、混凝土衬砌及灌浆；
（4）各洞室固结灌浆、回填灌浆及排水孔施工；
（5）调压井预应力锚索和尾水出口边坡锚索；
（6）尾水出口高程260.00m以下明挖及坡面处理(含坡面排水)；
（7）尾水出口混凝土浇筑及闸门槽一期预埋件制安；
（8）尾水施工支洞封堵及灌浆；
（9）尾水系统其它施工支洞的设计、施工（含支洞封堵及灌浆）；
（10）尾水洞预留岩塞及尾水出口围堰（岩坎）的设计、施工及拆除。
2、工程量
尾水系统工程主要工程量：土石方明挖755111m3, 石方洞挖（含井挖）1463391m3, 混凝土浇筑340912m3, 喷混凝土24439 m3, 预应力锚索1365 根，锚杆104198 根，回填灌浆55661m2, 固结灌浆183899m, 钢筋制安25953t。分部位工程量见表1。
尾水系统工程主要工程量表
表1
部 位

工程项目
尾水调压井
尾水支洞及尾水隧洞
尾水出口
合计
分类统计
土方开挖（m3）

75291
75291
755111
石方明挖（m3）

679820
679820
石方洞挖（含井挖）（m3）
503097
960294

1463391
1463391
挂网喷聚丙烯微纤维网砼（m3）
7337

7337
24439
喷聚丙烯微纤维网砼（m3）
1449
2088

3537
喷钢纤维网砼（m3）

1425

1425
喷 砼（m3）

9565
2575
12140
预应力锚索（根）
800

565
1365
1365
预应力锚杆（根）
3009

3009
104198
锚 杆（根）
25576
65574
6951
98101
底板锚筋（根）
1500

1588
3088
回填灌浆（m2）
20
55613
28
55661
55661
固结灌浆（m）
3000
177899
3000
183899
183899
接触灌浆（m2）

350

350
350
排 水 孔（m）

2043
2043
2043
混凝土浇筑（m3）
61391
180097
99424
340912
340912
钢筋制安（t）
6209
16284
3460
25953
25953
预 埋 件（t）
2

3
5
5
钢结构制作与安装（t）
7

15
22
22
备注：表中工程量暂按投标设计阶段的工程量清单统计。
7.1.3工程特点
本标尾水系统工程是一个由多种断面、体型变化频繁的平洞及竖井纵横交错布置而成的庞大的地下洞室群。其主要施工特点如下：
1、工程量大（其中石方洞挖146万m3、砼34万m3），工期紧，施工强度高（石方洞挖高峰强度6.1万m3/月，砼浇筑高峰强度2.6万m3/月）；
2、地下洞室多，结构复杂，相互间施工干扰大；
3、洞室断面大，开挖需分层进行，且一次支护工程量大，要求及时，施工通道的安排和施工组织协调较为困难；
4、地下洞室及施工支洞战线长，又有弯道，且通风口少，通风散烟困难；
5、在洞室进出口、交叉口及断层破碎带IV、V类围岩不良地质洞段施工难度大，施工安全问题突出；
6、洞室间岩墙厚度较小，若施工不当，易发生安全问题；
7、调压井砼浇筑及228.5m高程以下开挖支护所需设备、材料（钢筋、模板等）的吊运，数量大，吊运设备布置困难；
8、尾水出口建筑物施工只能在枯期进行，工期紧，强度高，且与尾水洞
出口洞段施工干扰大；尾水洞出口洞段地质条件较差，多为IV、V类围岩。
针对上述施工特点，为保证工程质量、进度，在本标尾水系统工程中拟采取如下主要施工措施：
1、在满足总工期前提下，采取切实可行的施工程序，优化施工方案，合理布置施工通道，配备足够的、高性能的施工设备，精心组织，减少施工干扰，保质保量按时完成施工任务；
2、增设施工支洞，解决调压井与尾水支洞施工干扰，变调压井中上部的井挖为洞挖，有利于提高工程质量，加快工程进度，确保工程安全；
（1）增设3#、8#、9#施工支洞作为调压井228.5m高程以上开挖施工通道，变井挖为洞挖；
（2）增设12#施工支洞作为尾水洞、尾水支洞及调压井下部施工通道，解决尾水洞、尾水支洞及调压井下部施工与厂房下部施工的干扰。
3、尾调交通洞与7#施工支洞交汇处①尾水隧洞上部增设一通风竖井，在7#公路内侧①、②、③尾水隧洞上部增设三条通风斜井，以改善尾水系统工程地下洞室群施工的通风散烟状况；
4、在洞（井）室开挖过程中，要及时支护，并加强监测，尤其在洞室进出口、交叉口及不良地质洞段更应加强监测，及时支护、砼衬砌，必要时，进行超前支护、超前固结灌浆及弱爆破，以确保施工安全；
5、为解决调压井砼浇筑及228.5m高程以下开挖支护所需设备、材料（钢筋、模板等）的吊运，在三个调压井井顶分设一组30t级天锚，在调压井263.50m高程各设一台10t级桁车；
6、尾水洞出口洞段施工应结合尾水出口下部开挖进行，精心组织，合理安排，减少施工干扰；为保证尾水洞出口洞段施工安全，拟对7#公路和尾水洞出口洞段之间一定范围内的IV、V类岩体进行超前固结灌浆处理；
7、洞室间岩墙厚度较小时，相邻洞室开挖不得齐头并进，前后错开的距离不小于1.5倍洞径。