導(dǎo)流洞混凝土封堵施工方案

下庫導(dǎo)流洞堵頭封堵施工方案1工程概述1.1概述洪屏電站下庫導(dǎo)流洞布置在大壩右岸，導(dǎo)流洞進(jìn)口位于大壩上游約130m處，出口在大壩下游約60m處。導(dǎo)流洞全長269.68m，由進(jìn)口段、洞身段和出口段組成。進(jìn)口底板高程為121.5m，出口底板高程為120.5m，進(jìn)出口高差1.0m。導(dǎo)流洞封堵段位于樁號導(dǎo)0+120～導(dǎo)0+135之間，長度為15m。堵頭分兩部分，其中樁號導(dǎo)0+120～導(dǎo)0+129之間為全斷面封堵，斷面尺寸為8.70×8.55m（寬×高）；樁號導(dǎo)0+129～導(dǎo)0+135之間封堵段預(yù)留灌漿廊道，廊道尺寸為2.50×2.50m（寬×高），堵頭混凝土為C20W5F50,二級配。1.2水文氣象下水庫位于北河上游河段的秀峰河上,控制集水面積258.0km2,多年平均年徑流量約2.63億m3，年平均流量8.33m3/s,月徑流最小為2.77m3/s，發(fā)生在12月，徑流主要由降雨形成，10月～3月為枯水期。計劃在2015年4月30日前完成導(dǎo)流洞封堵閘門下閘以及堵頭混凝土施工前的準(zhǔn)備工作,于2015年4月30日進(jìn)行導(dǎo)流洞下閘蓄水。1.3主要工程量導(dǎo)流洞封堵主要施工內(nèi)容包括閘門安裝及下閘、堵頭C20混凝土、C20埋石混凝土臺階、引接回填灌漿管、回填灌漿、固結(jié)灌漿、冷卻水管、鋼筋制安等。主要工程量見下表1-1。表1-1導(dǎo)流洞封堵工程量表序號項目名稱單位工程量備注1混凝土C20m37602埋石混凝土C20m313臺階混凝土3冷卻水管m300?50mm4引接回填灌漿管m100?40mm5回填灌漿m21706固結(jié)灌漿m/t300/307鋼筋t2.63注：表中工程量為設(shè)計藍(lán)圖工程量，結(jié)算量以現(xiàn)場實際發(fā)生量為準(zhǔn)。2編制依據(jù)(1)江西洪屏抽水蓄能電站工程主體土建工程C4標(biāo)下水庫土建工程施工合同；(2)《下水庫導(dǎo)流隧洞堵頭結(jié)構(gòu)、灌漿布置圖（1/2）》H76J-8D4-23、《下水庫導(dǎo)流隧洞堵頭冷卻水管、灌漿廊道鋼筋布置圖2/2》H76J-8D4-24、導(dǎo)流洞封堵閘門布置圖、導(dǎo)流洞封堵閘門門槽布置圖；(3)江西洪屏抽水蓄能電站工程主體工程主體土建工程下水庫土建工程招標(biāo)文件；(4)《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144-2001；(5)《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》DL/T5148-2012；(6)《水工混凝土鋼筋施工規(guī)范》DL/T5169-2013；(7)《水電水利工程模板施工規(guī)范》DL/T5110-2013；(8)工程建設(shè)強(qiáng)制性條文（電力工程部分）2011版。3施工布置3.1施工道路布置導(dǎo)流洞下閘封堵后，在導(dǎo)流洞出口上、下游處設(shè)置土石圍堰，圍堰與護(hù)坦下游EL.120平臺相連，使導(dǎo)流洞出口形成封閉基坑，方便施工。擬從大壩下游左岸壩下0+200.00位置修筑一條至導(dǎo)流洞出口的施工便道，由于壩前蓄水需通過下庫大壩放空管泄流，并經(jīng)下游左岸泄流至下游，在修筑大壩下游左岸至導(dǎo)流洞出口的施工便道時，在壩下0+200.00位置設(shè)置一座臨時鋼棧橋，確保壩前來水順利通過左岸泄出,也保證導(dǎo)流洞施工道路暢通。如遇超標(biāo)洪水，立即撤離人員、設(shè)備。待洪水退去后，及時修復(fù)圍堰，恢復(fù)生產(chǎn)。3.2施工用電導(dǎo)流洞施工用電利用下庫左壩變壓器，施工電源線路嚴(yán)格按照國網(wǎng)新源公司要求的三相五線制配置，配電箱滿足國網(wǎng)新源公司相關(guān)要求。洞內(nèi)照明從導(dǎo)流洞下游架設(shè)照明線路，洞內(nèi)每10m安裝一盞50W白熾燈照明，工作面采用1kW碘鎢燈照明。并在洞內(nèi)每10m安裝一盞應(yīng)急照明燈。3.3施工供水施工用水直接在導(dǎo)流洞下游出口位置安裝一臺7.5kW潛水泵，以滿足施工用水需要。3.4施工供風(fēng)施工供風(fēng)利用一臺9m3電動空壓機(jī)供風(fēng)，供風(fēng)鋼管至洞口位置，利用橡膠管在混凝土澆筑之前應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測儀器的埋設(shè)，導(dǎo)流洞堵頭混凝土在2個斷面（導(dǎo)0+123.00m、導(dǎo)0+127.50m）共布置有滲壓計6支、測縫計6支、溫度計4支。其中測縫計、滲壓計均采用鉆孔埋設(shè)，滲壓計鉆孔孔徑?110mm，孔深0.3m；測縫計孔徑應(yīng)比測縫計套筒外徑大3cm，孔深0.5m。(7)混凝土澆筑堵頭混凝土澆筑分三層澆筑，第一層澆筑高度為2.43m，至灌漿廊道底部高程；第二層澆筑至廊道頂部以上0.8m位置；第三層澆筑完成混凝土堵頭。第三倉最后兩個澆筑層混凝土采用C20、二級配自密實混凝土澆筑。具體分倉詳見附圖2。第一倉、第二倉單層封堵體混凝土采用平澆法從上游向下游澆筑，泵管布置在中線，一直鋪設(shè)至倉面上游。澆筑過程中人工將混凝土料堆向下料點兩側(cè)趕料并振搗密實。在倉面砼向下游澆筑過程中，泵管跟隨倉面砼接頭逐節(jié)拆除。進(jìn)行導(dǎo)流洞堵頭最后一層混凝土澆筑時，在頂部左右部位分別預(yù)埋Φ125鋼管（作為泵管），利用鋼管輸送混凝土。詳見附圖3。澆筑時，先由預(yù)埋在下游的一根①號Φ125鋼管向內(nèi)輸送混凝土，邊輸送邊觀察至泵機(jī)打不出料后，封閉管口，換下游②號預(yù)埋的鋼管，向內(nèi)繼續(xù)輸送自密實砼，打不出料后，同時頂部排氣孔出現(xiàn)外露漿液，使泵機(jī)保持壓力30min結(jié)束。利用Φ125鋼管作為泵管時，先將Φ125鋼管在倉外進(jìn)行預(yù)拼裝，防止鋼管進(jìn)入倉內(nèi)時，出現(xiàn)無法拼裝情況。在進(jìn)口的泵管表面設(shè)置三小孔，在混凝土泵送完成后，利用鋼筋插入小孔內(nèi)，防止自密實混凝土回流，以確?；炷撂畛涿軐?。封堵段采用平鋪法澆筑，每層鋪料厚度40cm，砼卸入倉內(nèi)后，采用?50～?70插入式振搗器振搗密實。澆筑到拱頂部位人工無法振搗時，用泵送壓力盡可能向倉內(nèi)打料，盡量充填頂拱部位空間，直至無法泵送為止。同時在混凝土澆筑后期適當(dāng)加大輸送壓力，輸送完成后穩(wěn)定一段時間。堵頭混凝土采用HBT60混凝土泵泵送入倉,利用9m3的混凝土攪拌車。澆筑前，倉號內(nèi)應(yīng)沖洗干凈并排干積水，清洗后的基礎(chǔ)面在混凝土澆筑前保持潔凈和濕潤。具體分倉詳見附圖2。4.3.3廊道滿堂腳手架驗算灌漿廊道滿堂扣件式支撐架步距h=0.9m，立桿縱距l(xiāng)a=0.7m，立桿橫距l(xiāng)b=0.7m，立桿上端伸出至模板支撐點長度0.2m，采用鋼管為?48mm×3.5mm，扣件連接方式為雙扣件。4.3.3.1施工參數(shù)(1)排架參數(shù)搭設(shè)參數(shù)：排架搭設(shè)高度H=2.5m（取最大高度），步距h=0.9m，立桿縱距l(xiāng)a=0.7m，立桿橫距l(xiāng)b=0.7m，立桿上端伸出至頂部橫桿長度0.2m，采用的鋼管為?48mm×3.5mm，扣件連接方式為雙扣件。模板采用竹膠板，支撐主梁采用雙48mm鋼管，順橋向間距為0.7m，主梁鋪設(shè)在立桿頂托中間；模板底部次梁立桿采用10×10cm方木，橫橋向間距為0.3m。(2)荷載參數(shù)①板梁實體荷載q1：a.新澆混凝土荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q1-1=24KN/m3b.梁板鋼筋荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q1-2=1.1KN/m3②模板荷載q2：模板自重標(biāo)準(zhǔn)值：q2=0.50kN/m2③施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q3=1.0kN/m2④支撐架自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q4=0.175kN/m⑤澆筑和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q5=1.0KN/m2(3)方木參數(shù)①方木彈性模量：E=9500N/mm2；②方木抗彎強(qiáng)度設(shè)計值：[σ]=13N/mm2；③方木抗剪強(qiáng)度設(shè)計值：[T]=1.3N/mm2；④橫向鋼管托梁的間距：0.7m；⑤10×10cm縱向板底方木的間距：0.3m。⑥鋼管抗彎強(qiáng)度設(shè)計值：[T]=205N/mm2。4.3.3.2模板支撐方木的計算10cm×10cm縱向方木按照三跨連續(xù)梁計算，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為：W=10×102/6=166.67cm3I=10×103/12=833.33cm4方木按照簡支梁計算，其受力簡圖見下圖4-4。圖4-410×10cm縱向方木受力簡圖(1)荷載的計算①靜荷載為鋼筋混凝土板梁和模板面板的自重（kN/m）：q1=（24+1.1）×0.3×1+0.5×0.3=7.68kN/m②活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與澆筑和振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載（kN/m）：q2=（1+1）×0.3=0.6kN/m(2)強(qiáng)度驗算計算公式如下：M=0.1ql2均布荷載q=1.2×q1+1.4×q2=1.2×7.68+1.4×0.6=10.056kN/m最大彎矩M=0.1ql2=0.1×10.056×0.72=0.493kN?m方木的最大應(yīng)力計算值σ=M/W=0.493×103/166.67=2.956N/mm2＜[σ]=13.0N/mm2，滿足要求。(3)抗剪驗算截面抗剪強(qiáng)度必須滿足：T=3V/2bh＜[T]其中最大剪力：V=0.6ql=0.6×10.056×0.7=4.224kN方木受剪應(yīng)力計算值：T=3×4.224×103/(2×100×100)=0.634N/mm2＜[T]=1.3N/mm2,滿足要求。(4)撓度驗算計算公式如下：w=0.677×ql4/（100EI）均布荷載q=q1=7.68kN/m最大撓度計算值：w=0.677×7.68×7004/(100×9500×833.33×104)=0.158mm最大允許撓度[w]=700/250=2.8mm方木的最大撓度計算值0.158mm＜[w]=2.8mm，滿足要求。4.3.3.3主梁的計算鋼管主梁按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算，集中荷載P取縱向板底支撐傳遞力，P=7.039kN圖4-5主梁計算簡圖圖4-6主梁計算彎矩圖（kN?m）圖4-7主梁計算變形圖（mm）圖4-8主梁計算剪力圖（kN）最大彎矩Mmax=1.172kN?m；最大變形Vmax=1.37mm；最大支座力Qmax=17.766kN；主梁截面應(yīng)力：σ=1.172×103/5.08×2×103=115N/mm2＜[σ]=205.0N/mm2，滿足要求。主梁的最大撓度小于700/250=2.8mm，滿足要求。4.3.3.4立桿的穩(wěn)定性計算(1)作用于模板支架的靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容：①支撐架的自重（kN）：NG1=0.175×12.1=2.118kN②模板與木方的自重（kN）：NG2=0.5×0.7×0.7=0.245kN③鋼筋混凝土板梁自重（kN）：NG3=25.1×1×0.7×0.7=12.299kN經(jīng)計算，得靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值NG=NG1+NG2+NG3=14.662kN(2)活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載。經(jīng)計算，得活荷載標(biāo)準(zhǔn)值NQ=（1+1）×0.7×0.7=0.98kN不考慮風(fēng)荷載時，立桿的軸向壓力計算公式N=1.2NG+1.4NQ=18.966kN立桿的穩(wěn)定性計算公式如下：σ=N/（φA）≤[f]其中，N——立桿的軸心壓力設(shè)計值，N=18.966kN；φ——軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長細(xì)比L0/i查表得到；i——計算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，i=1.58cm；A——立桿的凈截面面積，A=4.89cm2；W——立桿凈截面模量（抵抗矩），W=5.08cm3；σ——鋼管立桿抗壓強(qiáng)度計算值（N/mm2）；[f]——鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，f=205N/mm2；L0——計算長度。根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2011）中第5.4.6條規(guī)定，滿堂支撐架立桿的計算長度應(yīng)按下式計算，取整體穩(wěn)定計算結(jié)果最不利值：頂部立桿段：l0=kμ1（h+2a）（1）非頂部立桿段：l0=kμ2h（2）式中：k——滿堂支撐架立桿計算長度附加系數(shù)，查表，得，0＜H≤8時，k=1.155；h——步距；a——立桿伸出頂層水平桿中心線至支撐點的長度，取0.2m；μ1，μ2——考慮滿堂支撐架整體穩(wěn)定因素的單位計算長度系數(shù)，查表，得μ1=1.806，μ2=2.896。公式(1)的計算結(jié)果：立桿計算長度l0=kμ1（h+2a）=1.155×1.806×（0.9+2×0.2）=2.71m長細(xì)比λ=l0/i=2711/15.8=171＜[λ]=210由長細(xì)比的結(jié)果查表得，軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.243；鋼管立桿受壓強(qiáng)度計算值：σ=18966/（0.243×489）=159.6N/mm2立桿穩(wěn)定性計算σ=159.6＜[f]=205N/mm2，滿足要求。公式(2)的計算結(jié)果：立桿計算長度l0=kμ2h=1.155×2.896×0.9=3.0長細(xì)比λ=l0/i=3000/15.8=189＜[λ]=210由長細(xì)比的結(jié)果查表得，軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.201；鋼管立桿受壓強(qiáng)度計算值：σ=20100/（0.216×489）=190.29N/mm2立桿穩(wěn)定性計算：σ=190.29＜[f]=205N/mm2，滿足要求。4.8灌漿工程導(dǎo)流洞堵頭混凝土施工時，在樁號導(dǎo)0+120～導(dǎo)0+135段拱頂120°埋設(shè)回填灌漿管，需回填灌漿處理，回填灌漿壓力為0.3Mpa；樁號導(dǎo)0+122.7～0+135洞段周邊需作固結(jié)灌漿，灌漿壓力2.0Mpa。固結(jié)灌漿沿隧洞全斷面布置，灌漿孔深入圍巖5m，環(huán)向間距為3m，梅花形布孔，固結(jié)灌漿采用全孔一次灌漿，灌漿壓力2.0Mpa。固結(jié)灌漿實心段固結(jié)灌漿孔為斜孔，角度為65°、45°。4.8.1回填灌漿施工(1)回填灌漿工藝流程：回填灌漿鉆孔→回填灌漿埋管→回填灌漿→封孔。(2)鉆孔回填灌漿鉆孔采用YQ-100B鉆孔,孔徑80mm，要求鉆孔入巖20cm,鉆孔在導(dǎo)流洞封堵閘門下閘后實施。(3)回填灌漿埋管回填灌漿預(yù)埋管采用?40mm鍍鋅鋼管，灌漿管布置在拱頂120°范圍內(nèi)，在拱頂按照30°間距布置，灌漿孔每隔3m設(shè)置以出漿孔，并在頂部設(shè)置1根回填灌漿-排氣兼進(jìn)漿管，具體布置詳見設(shè)計圖紙。(4)回填灌漿回填灌漿壓力為0.3Mpa，水灰比0.5:1，在進(jìn)行預(yù)埋管回填灌漿時，按照先低管后高管原則進(jìn)行灌漿。即先對高程較低回填灌漿管進(jìn)行施工，再對高程較高回填灌漿管施工。待頂部回漿管回漿后，對回漿管進(jìn)行封堵即可。(5)回填灌漿施工要求 頂拱回填灌漿必須在混凝土達(dá)到70%強(qiáng)度后進(jìn)行，堵頭廊道段回填灌漿與固結(jié)灌漿孔相結(jié)合。實心段采用灌漿管實施，灌漿管引至堵頭下游，所有灌漿管必須編號。同時，堵頭混凝土回填灌漿必須在混凝土冷卻至20℃才能實施。4.8.2固結(jié)灌漿施工根據(jù)《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T5148-2012）第7.3.6條規(guī)定，Ⅱ、Ⅲ級圍巖環(huán)間可不分序；另外，根據(jù)《招標(biāo)文件——水文氣象工程地質(zhì)》顯示，下庫導(dǎo)流洞洞身段為Ⅱ、Ⅲ級圍巖。因此，在堵頭混凝土澆筑前埋設(shè)φ100mm固結(jié)灌漿導(dǎo)向管，導(dǎo)向管為φ80mm鋼管。待堵頭混凝土澆筑完成且回填灌漿施工完畢后，再進(jìn)行固結(jié)灌漿施工。(1)固結(jié)灌漿鉆孔固結(jié)灌漿鉆孔采用XY-2，孔徑59mm，開孔孔位與設(shè)計孔位的偏差不得大于10cm。(2)沖洗壓水①固結(jié)灌漿孔造孔結(jié)束后進(jìn)行孔壁沖洗和裂隙沖洗，沖洗時間不大于15min或至回水清凈為止。②考慮到固結(jié)灌漿壓力為2Mpa，沖洗水壓力按灌漿壓力80%控制，但壓力不超過1Mpa，即采用1MPa。(3)導(dǎo)向管灌漿引管采用Φ80的鋼管。(4)灌漿固結(jié)灌漿采用循環(huán)式灌漿法。固結(jié)灌漿原則上一泵灌一孔，當(dāng)相互串漿時，采用3個孔并聯(lián)灌注，并控制灌漿壓力。灌漿機(jī)具采用3SNS型和WB160/10灌漿泵，JZ-400攪拌機(jī)，CFP1012型灌漿自動記錄儀配套使用。灌漿漿液的變換，應(yīng)遵守由稀到濃的原則，逐級改變，漿液的水灰比采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1等4個比級。開灌水灰比采用2:1。灌漿壓力為2Mpa。固結(jié)灌漿在規(guī)定壓力下注入率不大于1.0L/min后，繼續(xù)灌注30min，可結(jié)束灌漿。灌漿要求及過程處理：①固結(jié)灌漿應(yīng)在該部位的回填灌漿結(jié)束7天后進(jìn)行。②灌漿過程中，發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿，應(yīng)根據(jù)具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、限流、限量、加濃漿液和間歇灌漿等方法進(jìn)行處理。③灌漿過程中發(fā)生串漿時，如串漿孔具備灌漿條件，可以同時進(jìn)行灌漿，應(yīng)一泵灌一孔。否則應(yīng)立即將串漿孔塞住，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，串漿孔再繼續(xù)鉆進(jìn)和灌漿。④灌漿過程中如回漿變濃，應(yīng)換用相同水灰比的新漿進(jìn)行灌注，若效果不明顯，繼續(xù)灌注30min，即可結(jié)束灌漿。⑤灌漿工作必須連續(xù)進(jìn)行，若因故中斷，須按如下原則進(jìn)行處理：a.盡可能縮短中斷時間，盡早恢復(fù)灌漿；b.中斷時間超過30min，應(yīng)立即進(jìn)行沖洗，如沖洗無效，應(yīng)在重新灌漿前進(jìn)行掃孔；c.恢復(fù)灌漿時，應(yīng)采用開灌比級的漿液進(jìn)行灌注。如吸漿量與中斷前相似，即可采用中斷前的水灰比。如吸漿量較中斷前減少不多，則漿液應(yīng)逐漸加濃；d.當(dāng)長期達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)報請監(jiān)理人共同研究處理措施。(5)封孔處理固結(jié)灌漿采用全孔灌漿法封孔。5進(jìn)度計劃及資源配置5.1進(jìn)度計劃(1)2015年4月25日完成導(dǎo)流洞閘門拼裝；(2)2015年4月30日導(dǎo)流洞下閘；(3)2015年6月15日完成導(dǎo)流洞混凝土封堵施工；(4)2015年7月20日完成導(dǎo)流洞洞內(nèi)灌漿工程。5.2資源配置5.2.1設(shè)備配備根據(jù)施工需要、進(jìn)度計劃及施工強(qiáng)度，特配置施工機(jī)械設(shè)備見表5-1。表5-1施工機(jī)械設(shè)備表序號設(shè)備名稱規(guī)格參數(shù)數(shù)量備注1高速制漿機(jī)ZJ-40012灌漿泵3SNS13輸漿泵BW25014攪拌桶JJS-2B（200L×2）15灌漿自動記錄儀JT-216排污泵SB-1017比重計38手風(fēng)鉆YQ-10039混凝土輸送泵HTB-60110混凝土罐車9m3311軟軸式振動棒8035.2.2人員配置表5-2施工人員配置表工種人數(shù)工種人數(shù)鉆工4制漿工2技術(shù)員2質(zhì)檢員2灌漿工4普工4試驗員1鋼筋工2混凝土工4模板工4機(jī)械作業(yè)人員6電工1安全員2焊工3合計416質(zhì)量保證措施(1)堅持質(zhì)量“三檢”制，加強(qiáng)過程控制，施工中的每一道工序均須嚴(yán)格要求，每一道工序完成后，須報監(jiān)理檢查驗收后，方