水电站引水隧洞工程施工组织设计 　1编制依据 　　1.1招标单位提供的四川南桠河冶勒水电站引水隧洞工程招标文件及补充文件（第01号）； 　　1.2招标单位组织的现场考察所得资料； 　　1.3国家有关行业标准及水利部现行标准及规范； 　　1.4我单位施工类似工程的相关经验； 　　2工程概况 　　2.1设计概况 　　冶勒水电站位于四川省西部的冕宁县和石棉县境内，为南桠河的龙头水库暨引水式发电站。电站枢纽由沥青砼心墙堆石坝、左岸泄洪洞、左岸放空（兼导流）隧洞、引水隧洞、双室式调压井、压力管道、地下厂房等建筑物组成，总装机容量240MW。大坝位于冕宁县冶勒乡，厂房在石棉县栗子坪乡南桠村，距坝址约11Km。 　　一、标段范围 　　本标段工程起于（引）0+000，止于（引）6+300。 　　（一）进水口为竖井式，位于坝轴线上游左岸480m的岸坡处，上设固定式拦污闸。 　　（二）闸门竖井位于进水口下游161.00m，井深64.5m，设4×4m（宽×高）的平板工作闸门、检修闸门和井顶固定式启闭机。 　　（三）本标段引水隧洞长6300m（隧洞总长7118.755m），洞身净空采用4.6×4.6m马蹄形断面，过水断面18.89m2。主洞与支洞交叉段及IV、V类围岩段采用钢筋混凝土衬砌，断层带地段采用钢板衬护，其余洞段边墙与拱顶采用锚喷混凝土，底板为现浇混凝土。隧洞埋深一般为240～370m，洞线在平面上设二个转折点，并设二个施工支洞。 　　（四）主要工程项目包括： 　　1、进水口、闸门竖井、引水隧洞（0+000～6+300）工程的土石方明挖、石方洞挖开挖、喷混凝土、混凝土浇筑、钢筋制安、钢衬安装和接确灌浆、各类围岩的固结和回填灌浆及Ⅰ#施工支洞封堵等项目的施工； 　　2、引水隧洞局部地段的钢板衬护安装及波纹管位移补偿器的安装； 　　3、标段内观测设备的检验、安装、调试与施工期的观测； 　　4、Ⅱ#施工支洞为永久进人门的土建及金属结构安装工程； 　　5、标段内的闸门、起闭机、拦污栅等金属结构设备的运输、保管、安装、埋设及调试； 　　6、Ⅰ#、Ⅱ#施工支洞及其它临时设施的施工； 　　二、主要工程数量如下表： 　　主 要 工 程 数 量 表 　　序号 工 程 项 目 单 位 数 量 备 注 　　一 临时设施 　　1 Ⅰ#施工支洞 延米 600m 　　2 Ⅱ#施工支洞 延米 420m 　　二 引水隧洞工程 延米 6300 　　1 明挖覆盖层/石方 m3/ m3 111210/90480 　　2 洞挖覆盖层/石方 m3/ m3 2190/141160 　　3 井挖石方 m3 5989 　　4 竖井C20混凝土 m3 3369 　　5 C20隧洞衬砌混凝土 m3 18710 　　6 C20隧洞喷锚段底板混凝土 m3 2760 　　7 C20支洞封堵混凝土 m3 2183 　　8 C20喷射混凝土 m3 5876 　　9 钢筋制安 T 1946 　　10 锚杆（Φ=22mm，L=3m） 根 22590 　　11 锚杆（Φ=25mm，L=4m） 根 170 　　12 回填灌浆 m2 15060 　　13 固结灌浆 M 17990 　　三 钢衬安装 T 544 　　四 金属结构设备安装工程 　　1 进水口工作闸门（175t/套） 套 1 　　2 进水口检修闸门（65t/套） 套 1 　　3 进水口拦污栅（19.5t/套） 套 3 　　4 进水口工作门启闭机(2500KN) 套 1 　　5 进水口检修门启闭机(400KN) 套 1 　　三、交通运输 　　（一）冶勒水电站大坝坝址距成昆铁路乌斯河车站为147km，距泸沽车站123Km。 　　（二）大坝距栗子坪乡国道108线约7km，栗子坪下行至泸沽约105km，西昌158km，上行至石棉36km，雅安242km，成都389km。国道108线基本为三级公路，部分为四级和等外级公路。 　　（三）由栗子坪桥上行侧起，沿楠桠河左岸，经电站厂房至坝址，为泥结碎石三级公路。场区内交通较为方便。 　　3.2.2工程地质及水文情况 　　一、工程地质 　　引水隧洞布置在南桠河左岸，沿线山体雄厚，地形陡峻，海拔高度在3000～3700m，三岔河冰川“U”型呈北北西向深切其间。区内岩石以晋宁期石英闪长岩为主，并有少量细晶花岗岩脉及辉绿岩脉穿插，其中以三岔河F3断层（安宁河两支断层）为界，两侧为灰绿色致密块状石英闪长岩，东侧为混染状石英闪长岩，具混合岩体特征，岩性单一，岩石致密坚硬。工程场地地震基本烈度为Ⅷ度。 　　分段地质描述如下表： 　　引水隧洞分段地质情况表 　　里程及分段 项 目 进水口～三岔河段 三岔河段 三岔河～f1段 　　0+000～+161 0+161～1+890 1+890～3+740 3+740～6+300 　　长度（m） 161 1729 1850 2560 　　埋深（m） 260～425 570～900 　　围岩类别 IV～V IV、II（主） III（主）、IV、V Ⅲ(主)、Ⅳ、Ⅴ、Ⅱ 　　地 质 条 件 1、坡积块碎石层，结构松散； 2、第四岩组弱胶结卵砾石层； 3、晋宁期石英闪长岩； 1、致密坚硬石英闪长岩，偶有辉绿岩脉穿插； 2、晋宁期石英闪长岩； 3、为现块状结构。 1、三岔河冰川“U”型谷，上覆冰（水）块碎石土厚74m； 2、基岩由石英闪长岩组成，节理裂隙较发育，岩体较破碎； 1、混染状石英闪长岩组成，伴有少量细晶花岗岩脉及辉绿岩穿插，岩石新鲜较完整； 2、岩体呈块状～整体状结构； 　　主 要 裂 隙 ①N15～20°W/NE∠40～50° ②N40～60°W/SW∠50～70° ③N30～50°E/NW∠70～80° ④N50～70°E/SE∠35～50° ①N10～20°W/NE∠45～55° ②N35～50°E/NW∠70～80° 裂隙间距≥1m ①N10～20°W/NE∠70～85° ②N35～50°E/NW∠73～85° ③N50～70°W/NE∠40～45° ④N50～60°W/SW∠35～45° 裂隙间距一般0。4～0.8m ①N30～40°W/NE∠60～75° ②N50～60°E/NW∠65～75° 裂隙间距≥1m 　　不良地质情况 小断层破碎带宽0.2～0.4m，岩石弱风化，呈碎裂结构，地下水以滴状渗出为主。 F3断层北段在2+740～+840附近通过，主破碎带宽约50～80m，并形成控水构造，岩体破碎，地下水较丰富。 隧洞埋深大，岩体完整，自重应力和构造应力均较高，局部岩爆。f1、f5断层，主断层带及影响带。 　　二、水文地质 　　南桠河是大渡河的一级支流，干流自西南向东北流，于石棉县城注入大渡河，流域属高原温带川西山地湿润气候区。冶勒地区（1986～1993）多年平均气温6.5℃，极端最高气温27.5℃，极端最低气温-20℃，全年无夏季，冬季长达6～7个月，平均年降水量1872.8mm，年降水天数230天，5～10月为雨季，平均相对湿度86%，最大风速20m/s，平均水温6.2℃，坝址处多年平均流量14.2m3/s，年最大流量发生在6～9月（汛期），1～3月为枯水期。 　　3.3工程重点及难点 　　3.3.1工程重点 　　前期施工中重点是Ⅰ#、Ⅱ#施工支洞开挖及进水口覆盖层明挖，此项工作直接影响正洞施工进度；中期施工中的重点是引水隧洞主洞的掘进和衬砌；后期施工重点是如何确保金属结构设备的安全运输和正确安装。 　　3.3.2工程难点 　　一、Ⅰ#支洞口至Ⅱ#支洞口洞长5.8km，平均独头通风距离长2.9km，施工中通风及出碴问题是本项目的一大难点； 　　二、0+000～0+090段覆盖层段为卵砾石层，围岩稳性极差，顺利通过该覆盖层是本项目的一大难点。 　　三、引水隧洞约在引2+740～2+840处穿越F3断层，安全通过断层带的施工是本项目的又一大难点。 　　四、钢板衬砌段的钢管安装技术难度大。 　　3.4 施工平面布置图 　　3.4.1 施工总平面布置图 　　3.4.2 洞口车场及洞内轨道布置图 　　3.4.3 洞内水、电线管线布置图 　　3.4.4 洞内通风布置图   3.4.5 临时工程数量表 　　临时工程数量表 　　编 号 项 目 单 位 进口及 1#支洞 2# 支洞 项目 经理部 合计 　　4101 施工交通 　　4101-1 公路 　　（1） 新建便道 Km 0.5 0.5 　　（2） 公路养护 Km/月 18 18 　　4101-2 轨道工程 　　（1） 新铺拆24Kg 762mm轨道 Km 10.765 10.765 　　（2） 新铺9#道岔 付 61 61 　　（3） 浮放道岔 付 2 1 3 　　（4） 拆铺762mm轨道 Km 3 0.72 3.72 　　（5） 铺拆1.8m轨距轨道 Km 3 0.72 3.72 　　（6） 埋设1.8m轨距砼支墩钢管定位轨道 Km 0.3 0.2 0.5 　　4102 风、水、电、通讯 　　4102-1 高压风供水 　　（1） 20m3电动空压机安装基础砼 m3/台 50/5 40/4 90/9 　　（2） 循环水池40T 座 2 1 3 　　（3） φ100高压风管安拆（洞内外） Km 3.6 3.72 7.32 　　4102-2 供水 　　（1） 高山水池修建250T 座 1 1 2 　　（2） 挡水坝 处 1 1 　　（3） 洞内外φ80供水管 Km 4.7 4.62 9.32 　　（4） 抽水站 处 1 1 　　4102-3 供电 　　（1） 洞外10KV电线路安拆 Km 1.92 2.74 4.66 　　（2） 洞内10KV铠装电缆安拆 Km 3.10 2.9 7.0 　　（3） 洞内外0.4KV动力线路安拆 Km 3.9 3.87 7.77 　　（4） 洞内外变压器安拆 台 4 3 7 　　4102-4 通风 　　（1） 轴流式通风机安拆 　　a 2×55KW 台 1 2 3 　　b 1×28KW 台 1 1 　　c 1×55KW 台 1 2 3 　　(2) 通风管安拆 　　a φ1000通风管 Km 3.02 3.16 6.18 　　b φ600软通风管 Km 0.7 1.4 2.1 　　4102-5 洞内排水 　　(1) 集水坑开挖及回填砼 m3 37.5 125 162.5 　　(2) φ100抽水管安拆 Km 3.0 1.2 4.2 　　(3) 抽水机安拆（KW） 台 6 7 13 　　(4) 洞口污水处理池 座 2 1 3 　　4102-6 通讯 　　(1) 程控电话 台 10 　　(2) 对讲机 台 10 　　(3) 洞内外通讯电话 　　a 通讯线路安拆 对公里 7.32 　　b 皮包电话机 台 4 4 8 　　4103 砼拌合系统 套 1 1 2 　　4104 机械修配、加工场 　　4104-1 空压机房 m2 200 100 300 　　4104-2 充电房 m2 105 105 210 　　4104-3 修理间 m2 40 40 80 　　4104-4 配电房 m2 16 8 24 　　4104-5 车工间 m2 35 35 70 　　4104-6 钳工间 m2 30 30 60 　　4104-7 大修间 m2 120 120 240 　　4104-8 钢筋加工棚 m2 50 40 90 　　4105 各类砼库、料场 　　4105-1 水泥库 m2 80 80 160 　　4105-2 火工品库及加工房 m2 120 120 240 　　4105-3 油库 m2 100 100 200 　　4105-4 材料库及配件库 m2 60 60 120 　　4105-5 材料转运站 处 1 1 　　4105-6 工程试验室 处 1 1 　　4106 Ⅰ#Ⅱ#施工支洞开挖及临时支护 Km 0.6 0.42 1.02 　　4107 办公及生活用房 m2 2500 2500 1000 6000 　　4108 场地平整及清理 　　4108-1 场地平整及清理 m2 20000 　　4108-2 弃碴处理 　　(1) 干砌挡墙 m3 1000 　　(2) 浆砌片石 m3 500 　　4109 其它 　　4109-1 临建工程税 % 　　3.5 砼系统的布置及生产流程说明书 　　3.5.1 砼拌合站设置 　　本标段设砼拌合站2座，每个拌合站由两台JDY750型强制式拌合机，电子计量控制室，砂石料输送窗等组成，并配备ZL50装载机一台上料。第一拌合站设在引水隧洞进口端的场地R，负责Ⅰ#支洞和引水隧洞进口端的砼拌合任务，第二拌合站设在Ⅱ#支洞附近的场地N内，承担Ⅱ#支洞和引水隧洞本标段出口端的砼拌合任务。 　　3.5.2 施工用电、用水 一、施工用电 　　Ⅰ#支洞和引水隧洞进口端的施工用电由业主提供的坝区35KV变电站10KV施工电源接线点引入，架设10KV电力线接至Ⅰ#支洞洞口，经变压后供支洞施工用；并继续架设电力线接至引水隧洞进口端，为拌合站和引水隧洞施工提供电力。 　　Ⅱ#支洞和本标段出口端的施工用电从业主提供的厂区35KV变电站10KV施工电源接线点接入，架设近3Km的10KV电力线至Ⅱ#支洞洞口，以解决此工点的施工用电需要。 　　洞内采用10KV铠装电缆进洞。 　　为了预防临时停电，各工点配备内燃发电机备用。 　　二、施工用水 　　在引水隧洞进口端，南桠河岸边就近修建一座抽水站，并在引水隧洞进口端山坡上建一座250t蓄水池，以解决进口端施工用水。同时，从此蓄水池沿地形走势架设水管至Ⅰ#支洞洞口，满足支洞的施工用水。 　　在Ⅱ#支洞洞口南面的山沟建一座拦水坝，截取地面径流，并沿山形架设水管将水引入建在Ⅱ#支洞洞口山坡上的250t蓄水池内，采用φ100钢管将蓄水池蓄水引至洞口，以解决Ⅱ#支洞及引水隧洞本标段出口端的施工用水。拦水坝的高程高于洞口蓄水池的高程。 　　3.5.3 砼原材料及外加剂、掺合料 　　一、砼原材料 　　（一）水泥 　　水泥由业主指定供应商。购买时，应有生产厂家本批产品的材质化验单，其各项技术性能指标必须符合现行的国家标准及有关行业标准的规定。选用的水泥标号不低于425#，并与砼设计标号相适应。 　　运输过程中，不同品种、标号的水泥不得混杂，并且应防止水泥受潮。 　　在干燥地点建立水泥库，并做好排水沟、防潮层及通风措施。水泥到货后，马上标明品种、标号、出厂日期等分别堆放。水泥堆放距地面、边墙30cm以上，堆放高度不超过15袋。库存水泥量要能满足正常施工5—7天。 　　（二）砂石 　　砂石料从业主指定的砂石料场采购。由生产单位提供的产品合格证书各项试验指标应符合国家标准。 　　在运输过程中，尽量减少转运的次数。粒径大于40mm的粗骨料的净自由落差不宜大于3m，超过时设置缓降设备。 　　砂石堆放场有良好的排水设施。对不同粒径的砂石分别进行堆放，并设置隔离设施，以免混杂和混入泥土等杂质。砂石堆放时采用分层堆放，避免堆成斜坡或锥体，以防止大小颗粒产生离析。 　　（三）水 　　本标段的天然来水，均可用来拌制和养护砼。但在使用天然矿化水前，要对水质进行检测，对化学成分超过规范要求的水不使用。 　　（四）外加剂 　　为改善砼性能，提高砼质量，合理降低水泥用量，在砼中掺加适量外加剂。 　　外加剂由专门的生产单位负责供应。运到工地的外加剂无论是固体、液体或粘膏状态，均要有包装和容器。包装上标明名称、用途和有效物质含量，并附有产品鉴定合格证书。 　　在运输和存贮过程中，根据外加剂的性质采取相应措施避免污染、蒸发或损耗。 　　（五）掺合料 　　掺合料从专业生产单位购买。存贮时应注意防水，并避免污染。 　　3.5.4 砼质量控制 　　拌合站生产砼过程中，对砼质量进行全程控制，以保证砼质量完全满足相应规范要求。 　　一、原材料控制 　　原材料控制主要是利用试验手段对原材料进行质量检测，并使用检测结果符合相应质量标准的原材料。 　　（一）水泥的使用应根据本批拌合的砼的设计标号选择相应的标号，而且应提前做试验，测出其各项技术性能指标是否符合相关标准。另外，对贮存时间超过3个月的水泥也要进行检测。对检测不合标准者降低标号使用或不使用。 　　（二）砂石材料要在使用前对含泥量、含水率、有机杂质等进行检测。保证砂料泥质含量不超过3%，硫化物、硫酸盐、云母等杂质含量不大于1%，有机质含量颜色不深于标准色。同时，保证石材强度不低于60Mpa，针片状含量不大于10%，泥土粉尘不大于2%，对泥土粉尘含量超标的砂石应过筛、冲洗，达标后再使用。 　　（三）外加剂在使用前应经过试验，确定其性质、有效物含量、溶液配制方法和最佳掺量。并将其名称、来源、样品等资料和试验成果报告交监理工程师，经同意后才使用。溶液状外加剂必须用专门设施搅拌均匀再与砼进行拌合。 　　（四）掺合料 　　使用掺合料前，应对掺合料的颗粒细度等方面进行检测，对满足要求的掺合料进行试配，确定实际掺量。并在拌合前将相关资料结果交监理工程师同意后才使用。 　　对各种原材料进行检测完毕后，根据所得检测结果进行配合比设计，确定砼配料单。砼拌和时，严格按照配料单计量。同时，坚持试验抽检，随时调整砼配料，以保证砼质量不因原材料的质量波动而降低。 　　二、机械控制 　　在拌合前，对砼拌和站进行全面检修，保证各个部分工作状态良好。电子计量保证配料误差不超过规范允许误差。拌和机必须按其铭牌规定转速运行，并保证足够的拌合时间，但也不应拌合过度。具体拌合时间根据试验确定并符合规范要求。同时，装载机上料也应及时、均匀。 　　三、生产控制 　　砼生产前，应对全体操作人员进行质量意识教育，竖立“质量就是生命”的观念。生产过程中，设置一名专业试验员进行全程旁站监督，并随时取样进行检验。 　　砂石上料 　　计 量 　　集 料 　　砼搅拌 　　砼运输 　　外加剂制备 　　计 量 　　水 　　水 泥 　　3.5.5 砼生产流程 　　 　　3.6施工支洞开挖、支护和封堵施工方法说明书及附图 　　3.6.1施工方法说明及流程图（开挖、钻爆、通风出碴、支护、衬砌） 　　一、概况 　　为本标段引水隧洞施工设置施工支洞二个（即Ⅰ#、Ⅱ#支洞），Ⅰ#支洞长600m，支洞断面5.0m×5.0m马蹄洞型，纵坡3‰，与主洞交点的引水隧洞桩号为引0+615.000，围岩以Ⅱ类为主，Ⅲ类次之，岩性由致密坚硬石英闪长岩组成，偶有辉绿岩脉穿插，次块状结构；Ⅱ#支洞长420m，支洞断面为4.5m×4.0m马蹄洞型，纵坡3‰，与支洞交点的引水隧洞桩号为引5+383.542，围岩以Ⅱ--Ⅲ类为主，围岩主要由混染状石英闪长岩组成，并拌有少量细晶花岗岩岩脉和辉绿岩穿插，岩石新鲜较完整，主要工程内容为土石方明挖，石方洞挖、锚喷砼，砼浇筑及封堵等。 　　主要工程数量表 　　序号 工 程 项 目 单位 数量 Ⅰ#支洞 Ⅱ#支洞 　　1 洞门 土石方 m3 796 358 438 　　圬 工 m3 109.5 59.8 49.7 　　锚 杆 根 1407 768 639 　　钢筋网 m2 264 144 120 　　2 洞身 洞挖石方 m3 22129 14244 7885 　　喷射砼 m3 564.6 353 211.6 　　模注砼 m3 276.5 148.3 128.2 　　锚杆 根 4820 3000 1820 　　钢筋网 m2 4760 3281 1479 　　格栅钢拱架 榀 70 35 35