引水放空洞施工方案

一、工程概况

兰州新区石门沟2#水库是《兰州新区水资源供求规划（2011~2030）》中提出的兰州新区调蓄供水水库之一，工程主要任务是城镇供水，通过水库调蓄部分满足石化工业园区在引大入秦工程检修期及冬季停水期的用水需求。

兰州新区石门沟2#水库工程位于兰州新区秦川镇石门沟村东北侧的大麦沟内，工程区距兰州新区秦川镇约15km，为注入式水库，水源为引大入秦工程调入的大通河水，水库蓄水引水取水口位于引大工程东二干渠末端。水库坝址以上控制流域面积4.13km2，水库总库容525万m3，其中正常蓄水位时库容为486.7万m3，死库容为16.7万m3，兴利库容为470万m3。水库建成后向兰州新区石化工业园区每年调蓄供水量为2972万m3。该工程主要由水库枢纽工程、引水工程组成。

引水放空洞线路起点桩号0-029.20终点桩号0+95.5，总长124.7m，其中0-029.20～0-016.50为引渠段，0﹣016.5~0﹣010.5为引水放空洞进口喇叭口段，0﹣010.5~0﹣00.00为F型断面，0﹣00.00~0+04.0为闸室段，0+04.0~0+012.0为E型渐变段，0+012.0~0+080.5为B型断面，0+080.5~0+085.5为C型渐变段，0+085.5~0+090.5为D型衬砌加强段。闸室竖井总高14.9m（高程2142.1~2157.00）引水放空洞及闸室竖井洞身围岩为板岩夹变质砂岩，岩体表层风化强烈，一般强风化层厚4.0～6.0m，围岩不稳定，围岩类别属Ⅳ类围岩。1.1地形、地质条件

引水放空洞及检修竖井位于左坝肩，左坝肩为基岩山坡，山顶高程2165～2169m，山体自然边坡30º～48º，总体呈上缓下陡，基岩裸露。坝肩上下游发育支沟，上游支沟宽20～45m，长约300m；下游支沟宽10～20m，长约100m；岸坡基岩裸露。岩性为变质砂岩夹板岩及板岩夹变质砂岩，岩层产状NW280°SW ∠82°，岩层走向与主沟道走向夹角约18°；变质砂岩多呈极薄层状，局部为中层，板岩呈极薄层状；岩体表层风化强烈、破碎，表层风化后呈片板状，强风化层一般厚4～6m，坝肩顶部岩体强风化层厚约10m。坝肩岸坡稳定，无不良地质现象，仅坡脚地带有少量坡积碎石土分布。

1.2主要工程量

主要工程量见表1。

表1 主要工程量表

二、施工进度计划

1、引水放空洞引渠及洞脸土石方开挖、支护：2015年7月15日~2015年7月28日。

2、引水放空洞石方洞挖、支护：2015年7月29日~2015年8月25日。

3、竖井平台爆破开挖：2015年7月17日~2015年7月18日。

4、竖井石方井挖、支护：2015年8月26日~2015年9月25日。

5、引水放空洞及竖井衬砌：2015年9月26日~2015年11月8日。

6、引水放空洞及竖井灌浆：2015年10月14日~2015年11月30日。

三、施工布置及施工程序

3.1施工道路

引水放空洞进口施工道路从L4路沿基坑上游修筑至工作面，其中在基坑坝横0+40.0~0+130.0需对左侧山体进行爆破形成4.5m宽施工道路；出口施工道路从L1路沿基坑下游修筑至隧洞出口。除左侧山体爆破形成的道路外，其余道路修筑宽度均为8m，路面铺设30cm碎石后碾压，以满足施工车辆行驶。闸室竖井

施工道路利用L1路从左坝肩EL2161修筑支路抵达工作面。

3.2施工风、水、电、通风和通讯系统布置

1）施工供风：供风对象主要为石方洞挖、支护、灌浆手风钻造孔用风和喷锚支护喷射机用风。在左坝肩EL2161平台布置一台20m3/min空压机，主要负责向引水放空隧洞及闸室竖井开挖面供风；风管采用φ100高压橡胶管，同时在端部设置风包，单个风包设5个手风钻连接口，采用球形阀控制开关。

2）供水：施工用水由布置在左坝肩的蓄水池通过橡胶管引至各工作面，橡胶管端部设置水包，采用球形阀控制开关，满足钻孔、支护及其他用水需要。

3）供电：施工用电从左坝肩2#降压站接入。降压站周边设置1.7m高围栏，变压器安装在1.5m×1.5m×2m的砖砌台阶上，配电柜等基础高度为0.6m，为了满足用电安全要求设置3×4m彩钢配电房。

已开挖完成的隧洞平洞段采用40W节能灯照明，布置间距为10m；掌子面30m 范围采用36V低压灯照明。

4）通风：为满足洞内环境卫生标准，采用机械供风方式保证洞内新鲜空气的供应。洞内防尘主要采用手风钻通水钻孔，爆破后出渣前后必须进行喷雾、洒水，用水淋湿全部石渣和附近岩壁，同时洞内作业人员佩带防尘面罩。

①引水放空洞从进口喇叭口段到出口衬砌加强段长107m，，采用机械供风自然排烟。

②其排烟按爆破产生的废气来计算：

依据计算公式Q=5CB/ｔ

C―爆破用得最大炸药量

B―每公斤炸药产生的CO体积，一般采用40L/kg

t―通风时间

其开挖断面为：3.29m×3.4m（以B型断面考虑），单循环进尺1.8m，最大爆破装药量为：17.37kg，隧洞的通风时间按45min考虑。其根据上述公式需要的通风量为Q＝77.2ｍ3/min。考虑供风损耗，因此在进口布置1台18kw单台通风量为180～250ｍ3/min的风机进可满足施工要求。

通风方式采用由洞口向洞内掌子面压风输送的方法，风筒悬挂于拱顶中部，风筒选用细帆布材料，直径D600mm，单节长10m，沿至掌子面25～30m处。

洞内风、水、电布置见图1。

图1 风水电布置示意图

5）施工通讯

各工作面通讯采用对讲机，施工区内采用移动电话。

3.3弃渣规划

引水放空洞洞挖石渣首先用于铺设引水放空工程施工道路，在道路铺设完成后将部分弃渣临时堆放于进口左侧的冲沟内，后期用于大坝上游夯填，同时根据施工情况可将部分弃渣运输至弃渣场。闸室竖井施工过程中溜渣井弃渣利用卷扬机吊出洞口后临时堆放于左坝肩上游，溜渣井贯通后扩挖弃渣通过引水放空洞将弃渣运输至进口左侧渣场。在施工期间内安排机械设备做好渣场堆放区域的平整、运行、维护、管理工作。

3.4施工程序

施工时首先进行引水放空洞石方洞挖支护施工，同时竖井平台石方爆破开挖穿插进行；在隧洞贯通后进行闸室竖井施工，施工时在竖井左上角首先进行1.2m×1.2m溜渣井施工，在溜渣井贯通后进行竖井扩挖和支护。在石方洞挖和井挖完成后进行混凝土衬砌和灌浆施工。

四、引水放空洞及闸室竖井开挖施工

4.1土方开挖