1、雅砻江锦屏二级水电站西端 1 、2 引水隧洞工程施工（JPC-200707） 投标文件中国水利水电第十四工程局第二章 施工总体规划锦屏二级水电站西端 1 、2 引水隧洞为一组平行布置的大埋深、大断面、超长隧洞工程，洞线穿越地质条件复杂，要求采用钻爆法开挖，解决隧洞堵排水、通风及岩爆问题将是本工程的关键技术。从锦屏二级水电站的整体考虑，如何 实现本标引水隧洞的安全、快速掘进，对保证的按期贯通和投入运行具有重要意义。2.1 工程特点1、引水隧洞埋深大、洞线长、断面大。引水隧洞沿线上覆岩体一般埋深 1500m2000m，最大埋深为 2525m，全洞平均埋深约 1610m，其中埋深大于 1500m 的
2、洞段占全洞长度的75.276.4。根据本标段与东端引水隧洞暂定分标界面划分，本标施工的 1 、2 引水隧洞分别长 2372m（桩号 0128.02500.0m）、4572m （桩号0128.04700.0m）。本标引水隧洞为马 蹄形断面，开挖洞径 13.0m，混凝土衬砌后洞径 11.8m，衬砌厚度 4060cm 。2、地质条件复杂，高地应力和岩爆、地下涌水等工程地质问题较突出。本工程如此大埋深、长距离的可溶岩地区的越岭输水隧洞为国内外所罕见。引水隧洞穿越的地层岩性涉及杂谷脑组、盐塘组、白山组大理岩，以及绿泥石片岩和砂板岩。本标段大部分引水隧洞段无大型结构面通过，岩体较完整完整性差，洞线、类围岩
3、所占比例约 90.8，、类围岩主要分布在高地应力区，是强及极强岩爆产生的围岩，正常的断层破碎带所占比例较少，仅 在桩号 2108m 之前发育 F28 断 层，在桩号 2577m 处发育 fw24及区域性断层 F6，在 桩 号 44464455m 发育有 F5 断层。引水隧洞地应力场以垂直应力为主的自重应力场，在高程 1600m 处最大主应力值为 70.1MPa，最小主应力值为 30.1MPa，在开挖过程中将产生岩爆，其强烈程度以轻微中等为主，局部洞段将发生强烈极强岩爆。从桩雅砻江锦屏二级水电站西端 1 、2 引水隧洞工程施工（JPC-200707） 投标文件中国水利水电第十四工程局号 0423
4、.7m 引水隧洞开始进入高地应力区，在桩号 444212514m段岩爆将很发育，以中等强岩爆为主，局部有极强岩爆。引水隧洞洞线穿越了介质类型、岩溶水结构类型和水动力条件都有很大差异的岩溶水文地质单元和非可溶岩段，最大外水压力约 1000m，地下水受以溶蚀裂隙为主的岩溶形态影响，以 NNE 和 NWW 向为主的构造网络（断层或大裂隙）的破碎情况和溶蚀开启程度及其岩溶“双层多重” 介质的“上层“岩溶水的连 通状况将始 终控制整个引水隧洞的涌水状况。引水隧洞单洞最大可能涌水量为：1 引水洞 5.757.75m 3/s，2 引水洞 4.76m3/s；预测施工中单点最大突水量为 57m 3/s，需做好排
5、水和防渗措施。3、围岩设计支护方式多、工程量大，施工工艺复杂。引水隧洞全线设计支护根据不同岩性和围岩类别分别采用不同的支护方式，除采取普通喷锚支护外，还运用了大量的管式锚杆、预应力锚杆、水涨式锚杆、 锚索、 喷（硅粉）钢纤维或纳米材料混凝土、钢支撑等；对于由于强烈岩爆引起的围岩类别降低的洞段设计支护，增设了格栅钢架、涨壳式预应力锚杆或水涨式锚杆，并增加其它锚杆的支护强度。主要设计支护工程量为：锚杆 361132 根，喷混凝土约 3.46 万 m3。4、围岩加固、防渗灌 浆要求高。由于断层破碎带的影响及高压地下水丰富，围岩加固、防渗需进行深孔超高压固结灌浆。在类围岩衬砌断面设计布置高压固结灌浆加
6、固：灌浆压力 5.0MPa，孔深 6.0 10.0m；根据引水隧洞段地下水压力大小，在不同洞段衬砌断面设计布置高压固结灌浆防渗：灌浆压力 5.012.0MPa，孔深6.015.0m；对于突涌水量大的洞段需采用超前预灌浆或堵水灌浆加以封堵以便掘进开挖通过，施工难度大。5、工程施工为长时间、高强度连续作业。本标段合同总工期 76 个月，1 、2 引水隧洞开挖至暂定分标界线的工期分别为 23 个月、45 个月。根据招标文件的要求，为满足引水隧洞贯通工期最短，引水隧洞西端的快速掘进也具有重要意义，要实现这一目的，势必组织引水隧洞开挖、混凝土衬砌及灌浆长时间、高强度连续平行作业。雅砻江锦屏二级水电站西端
7、 1 、2 引水隧洞工程施工（JPC-200707） 投标文件中国水利水电第十四工程局6、施工场地狭窄，施工干扰大， 协调问题突出。本标段施工主通道西引 1 、2 施工支洞口附近场地狭窄，施工临时设施布置条件有限。本标段施工期间，锦屏一级水电站项目、二级水电站其它标段项目均在施工，之间有较多施工干扰和协调管理工作，其中与锦屏二级水电站其它相邻标段工程相互间施工干扰较大：本标与拦河闸坝和电站进水口标之间存在相互交面、交叉作业的施工干扰与衔接问题；本标与西端3 、4 引水隧洞标在交通运输、场地利用，以及本标横向排水通道需穿过3 、4 引水隧洞至施工排水洞等方面的协调问题；本标与西端辅助洞、施工排水
8、洞在交通运输方面的协调问题。2.2 施工重点、难点认识1、合理布置和利用施工通道，科学安排施工程序，减少施工干扰，实现长距离引水隧洞快速掘进， 满足工期目标，是本工程的重点。根据本标段引水隧洞设计布置特点，在发包人提供的西引 1 施工支洞主通道的基础上，如何利用在两平行引水隧洞之间设置的横通道，选择合适的出渣和通风方式，分别组织两洞开挖及支护超前、混凝土衬砌及灌浆跟进的平行作业，使两洞成为既相对独立、又有机联系的施工体系，保证两洞施工协调整体推进，减少施工干扰，实现长距离隧洞钻爆法开挖快速掘进，满足引水隧洞及早贯通的工期目标。2、确保断层破碎带不良地质洞段开挖围岩稳定和安全是本标施工的重点之一
9、。本标段引水隧洞主要断层 F5、F6 影响带宽 537m ，带内岩体破碎，岩性软弱，产 状较陡，在开挖过程中易产生围岩稳定问题，特别是对引水隧洞边墙围岩稳定影响较大，针对以此为重点的不良地质结构处理，必须采取切实有效措施确保洞室开挖围岩稳定和施工安全，顺利通过不良地质洞段。3、高地应力区岩爆预测和防治是施工的重点和难点。本工程地应力量值高，大部分洞段岩体较完整，岩石单轴抗压强度与最大主应力 1 的比值约接近 1.02.5，根据岩爆判别准则（我国陶振宇教授提雅砻江锦屏二级水电站西端 1 、2 引水隧洞工程施工（JPC-200707） 投标文件中国水利水电第十四工程局出的判别准则）预测会产生中高岩
10、爆活动。岩爆破坏规模主要取决于岩石强度和围岩应力，产生岩爆必须具备两个条件：一是山体地应力超过围岩强度的必要条件，开挖断面形状不规则，造成应力集中点；二是围岩新鲜完整，岩石具备产生猛烈破坏的充分条件。根据岩爆预测结果，需要及时调整开挖支护方案，提前做好相应的防治措施，确保人员、设备安全，加快施工进度。4、高压大流量地下水施工期防渗排水是重点和难点。本工程地下水十分丰富，地下水补给高程较高、压力大；由于溶蚀裂隙发育的影响，地下水沿主导向裂隙形成相对集中径流而产生大流量突（涌）水，并且本标段引水隧洞为长距离下坡施工，因此，地下水的防排任务重、难度大，必 须制定和采取地下水截、排、堵、引的综合处置预
11、案和措施，确保地下洞室施工安全和顺利推进，是保证引水隧洞及早贯通的重要条件之一。5、超长隧洞施工通风是重点和难点。由于本工程引水隧洞外部地形陡峻，垂直埋深大，本标长引水隧洞钻爆法施工只能利用西引 1 、2 施工支洞作为通往外界的唯一交通要道，从施工支洞内开口向上游或下游侧进行引水隧洞的开挖，施工通风路径长，并且每侧开挖为独头工作面，施工强度高，施工通风散烟困难，是制约施工进度的重要因素。中后期虽然两引水隧洞通过横通道相互连通，但由于开挖和混凝土衬砌平行交叉作业，均需要为两个作业面创造良好通风环境。为保证施工人员的健康和安全，如何充分利用在两平行洞室之间布置的横通道，结合施工程序、出渣运输方式科
12、学规划各阶段通风，在两洞间形成顺畅的风流循环，并进行有害气体监测，以满足地下洞室持续高强度施工需要和施工安全，这是本标施工的重点和难点。6、超长隧洞贯通测量是施工重点之一。贯通测量是超长隧洞施工的重要环节，本合同负责协调并实施整个1 、2 引水隧洞的贯通测量，必须采取合适的精度等级控制贯通误差的测量措施，确保隧洞准确顺利贯通。7、隧洞开挖期间安全监测是重点雅砻江锦屏二级水电站西端 1 、2 引水隧洞工程施工（JPC-200707） 投标文件中国水利水电第十四工程局鉴于本工程超长隧洞的地质特点和复杂性，隧洞开挖期间，必须充分利用永久监测和布置施工期安全监测体系，对地下洞室围岩在施工过程中的变形、
13、应力、应变及支 护结构受力情况进行有效的监测，特别是地应力较高、存在严重渗漏及涌水洞段，采取针对性地安全监测措施，监控施工过程中存在的安全隐患，并加强信息反馈，实现信息化施工，动态调整优化施工措施，保证施工安全。2.3 施工总体规划原则1、紧紧围绕本标工程控制性关键项目引水隧洞开挖及支护这一主线， 统筹兼 顾防渗排水、混凝土衬砌及灌浆工程等项目的施工，科学合理安排施工程序、减小施工干扰，抓好项目衔接，协调整体推进，确保合同目标如期实现。2、根据本标工程地质条件，制定技术可靠、确保安全的施工方案。在制定两平行引水隧洞的开挖程序和方法中，充分考虑不良地质构造、高地应力和突（涌）水对成洞稳定的影响等
14、因素，制定有针对性的施工方案，有效控制围岩围岩变形，保证施工安全、顺利推进。3、合理布置和利用两引水隧洞之间施工横通道，实现开挖、混凝土衬砌交叉多工作面的连续作业，以满足机械化施工要求和平面多工序的快速施工需要。4、认真解决超长隧洞施工通风、排水问题，改善劳动条件，保障作业人员的健康和安全，提高作业效率，体现以人为本，营造良好施工环境。5、针对工程施工的重点及难点，比选最佳施工方案，积极采用先进的施工技术和施工工艺，并运用新工艺、新技术、新设备，解决施工难题，提高施工效率，实现隧洞快速掘进。6、根据本工程控制性工期要求，精心研究和动态优化施工总进度计划，统筹资源配置，做到“均衡生产，文明施工，
15、科学管理”。7、顾全大局，精心 组织，服从 发包人、监理人的统一协调指挥，处理好本标工程与其它标段施工之间的关系，发掘内部潜力消化施工干扰。雅砻江锦屏二级水电站西端 1 、2 引水隧洞工程施工（JPC-200707） 投标文件中国水利水电第十四工程局2.4 施工总体规划根据施工总体规划原则，以下着重就工程特点、施工重点及难点之对策、施工总体程序、施工进度、施工资源和施工配合与协调五个主要方面进行规划。2.4.1 针对工程特点、施工重点及难点之对策1、施工组织管理对策锦屏二级水电站西端超长引水隧洞工程具有挑战性，对工程施工项目管理要求高。我局高度重视本标工程，把它作为我局重大项目组织施工，以期在
16、长隧洞工程施工中进一步锤炼我们的队伍，提升企业品牌，建设优质工程。（1）组建强有力的项目管理机构为满足本标工程施工项目管理需要，我局成立了工程局一级项目部“中国水利水电第十四工程局锦屏二级水电站西端引水隧洞工程项目部”，承担本标工程的施工项目管理。为保证本合同目标的实现，我局将从全局范围内择优选拨精通地下工程施工的高级技术、管理人才组建项目部各管理部门，建立 强有力的、精干高效的现场管理体系实施本项目施工管理。（2）配置施工经验丰富、技术力量雄厚的专业施工队伍在本标工程施工中，我局以“配备一支最优秀的队伍，建 设一个最好的项目” 为指导 ，将从已完建和即将完建的 项目点抽调各类专业队伍承担本标
17、工程施工。（3）做好项目总体策化工程开工后，迅速建立完善的技术保障体系和制度，根据工程特点和现场实际条件制定和优化总体施工技术方案，精心制定施工总程序，抓紧施工临建设施布置，减少施工干扰，实现引水隧洞的“连续、快速、安全”施工。做好施工总进度计划和质量计划编制，优化施工资源配置，并针对关键项目和重点、难 点项目制定专项保证措施，确保各阶段形象进度和施工总工期、质量目标的实现。雅砻江锦屏二级水电站西端 1 、2 引水隧洞工程施工（JPC-200707） 投标文件中国水利水电第十四工程局2、充分利用两平行引水隧洞及横向通道形成多工作面的有利条件，科学安排施工程序，合理选择出渣运输方式，保证引水隧洞
18、连续快速掘进，实现工期目标。（1）利用西引 1 、2 工支洞作为主洞施工主通道，从支洞与支洞交叉口开始向下游在 1 、2 引水隧洞之间每隔 500m 设置一条横通道，采取两条引水隧洞同时前后并进施工，1 引水隧洞开始开挖超前 2 引水隧洞约50m；利用相邻引水隧洞及横通道组织各主洞开挖工作面超前，混凝土衬砌工作面适时滞后跟进的多工序平行交叉作业，提高工作面的利用率，以缩短直线工期，加快施工进度。（2）为满足长隧洞施工通风环境，结合现场场地布置条件，引水隧洞开挖出渣主要采用洞内连续胶带机接洞外自卸车运输的方式，施工中安排好两主洞开挖和混凝土衬砌工作面的良好衔接，确保各工作面利用横通道迂回连续施工
19、，通道不中断。连续胶带机先布置在 2 引水隧洞内，1 引水隧洞出渣通过横通道内的支线胶带机接入 2 引水隧洞内；在 1 引水隧洞开挖出露第 4 个横通道后，混凝土衬砌开始跟进；2 引水隧洞开挖至第 7 个横通道后混凝土衬砌开始跟进时，为减少施工干扰，1 引水隧洞混凝土衬砌面已超过第 4 个横通道，此时从支洞与主洞的交叉口开始以 500m 长胶带机为一单元，随混凝土衬砌面的推进逐步将 2 引水隧洞内连续胶带机移设至1 引水隧洞内，确保胶带机出渣线路和混凝土施工运输畅通。3、隧洞断层破碎带等不良地质及特殊洞段开挖支护对策和措施（1（ 断层带或较大裂隙处理对策及措施根据招标文件地质资料描述的断层或较
20、大裂隙分布特性，开挖严格按 “超前探测， 预锚固或预灌浆 、短进尺、弱爆破、少扰动，早封闭、强支护、勤量测” 的施工原则，确保成洞围岩稳定。隧洞断 层带处理方案如下： 做好断层带的超前探测。采取开挖探洞或超前地 质探测孔、地质雷达等手段探明断层带的准确位置、产状及影响范围，预先采取有针对性的确定安全有效的施工方案。 断层带开挖超前支护。根据断层带结构面 类型，以及受地下水作用雅砻江锦屏二级水电站西端 1 、2 引水隧洞工程施工（JPC-200707） 投标文件中国水利水电第十四工程局的影响，开挖必须采取合理的超前支护措施。断层带围岩顶拱部位超前支护视断层性状采用自钻式中空注浆锚杆、小导管（32
21、40mm，L6m ）预注浆加固措施。为确保洞室边墙部位的稳定，视需要在边墙上增加部分外插角 30左右的超前锚杆支护。 小扰动控制爆破开挖和强支护措施。引水隧洞分两层“台阶法” 开挖及支护，断 层带分部开挖、分区支护，开挖循环进尺按 0.81.0m 控制。隧洞上层采取“ 核心土法 ”开挖，根据断 层产状，每部分开挖按“先软后硬” 的开挖原则，先开挖支护好断层影响较不利部分，再开挖支护其它部分；隧洞下层分两半部分按照上述原则交错开挖及支护，满足尽快完成钢支撑“接腿锁脚” ，确保其承 载力可靠向下传递。一般断层破碎带尽量用挖掘机开挖或人工撬挖，开挖后及时实施喷钢纤维混凝土初封闭及系统锚杆支护，然后立
22、即强支护：型钢拱架或钢筋格栅支撑（间距 50cm80cm）、 328 钢筋肋拱，钢支撑之间采用型钢纵向连接，钢支撑与围岩结合紧密，采用 2528，L4.56m 随机砂浆锚杆或120KN 级预应力锚杆固定，并及时挂钢筋网喷不小于 20cm 厚（硅粉）钢纤维混凝土支护封闭，避免蚀变恶化。及时打设排水孔，降低地下水压力，避免地下水对喷混凝土的渗透破坏。 局部断层处理视宽 度采取：宽度较小时 ，采用缝合长锚杆和利用管式锚杆灌浆；宽度较大时，清挖充填物后沿周边布置管式预应力锚杆，回填混凝土塞置换，并采用锚筋束或预应力锚索等加强锚固，在混凝土达到一定强度后进行固结灌浆处理，防止断层充填物被挤压隆起和侧向变
23、形过大。 塌方处理措施。在施工中由于地质原因 发生塌方时，先了解清楚塌方发生类型、 规模等性状，制定相应塌方处理方案，避免先盲目出渣。塌方治理“ 先治水，后治塌” ，对塌方段附近围岩喷锚支护或钢支撑强支护进行加固，以防止塌方进一步扩展；小规模塌方地段及时采取喷锚支护进行处理，塌落物未将洞室堵塞时，先护顶再清除石渣；较大规模的则采取插板法或管棚法处理方法，短进尺、弱爆破边开挖边支护，加强变形监测，体现稳扎稳打，步步为营 的施工指导思想，每一掘进循环对塌方区采用自进式锚杆或小雅砻江锦屏二级水电站西端 1 、2 引水隧洞工程施工（JPC-200707） 投标文件中国水利水电第十四工程局导管预灌浆超前
24、支护，“核心土法”或“ 导坑法” 分部开挖，及时强支护，开挖前视需要对塌方堆渣体采用花管灌浆加固，稳定开挖掌子面。（2）洞身、类围岩段开挖措施本工程引水隧洞类围岩段表现为两种情况：一是由于岩层结构面产生的类围岩段；二是由于强烈岩爆引起围岩类别降级为类围岩。类围岩段主要是由于极强烈岩爆引起的围岩类别降级洞段。洞身、类围岩段开挖措施如下： 类围岩洞段：引水隧洞上、下层均采用全断面短 进尺开挖。非强烈岩爆洞段顶拱层开挖采用自钻式中空注浆锚杆、小导管（32 40mm，L6m ）预注浆超前支护；开挖钻爆循环进尺 1.02.0m，各部分开挖后及时进行系统中空注浆锚杆、挂网喷混凝土或喷（硅粉）钢纤维混凝土支
25、护， 强烈岩爆洞段及时实施设计涨壳式预应力锚杆或水涨式锚杆，碎裂结构围岩段全断面、强烈岩爆围岩段边顶拱进行格栅钢架强支护。对围岩局部不稳定部位增设带垫板砂浆锚杆、预应力锚杆、管式锚杆；对控制稳定的软弱结构面，采取锚筋桩或预应力锚索加固并伸到完整岩体中维护围岩稳定。 类围岩洞段：引水隧洞上 层采用中导 洞超前、扩挖跟进短进尺开挖，下层全断面开挖，开挖钻爆循环进尺小于 2.0m。各部分开挖后及时进行系统涨壳式预应力锚杆或水涨式锚杆、中空注浆锚杆、挂网喷混凝土、喷（硅粉）钢纤维混凝土支护，边顶拱进行格栅钢架强支护。对围岩局部不稳定部位增设带垫板砂浆锚杆、预应力锚杆、管式锚杆；对控制稳定的软弱结构面，
26、采取锚 筋桩或预应力锚索加固并伸到完整岩体中维护围岩稳定。（3）隧洞平交口的开挖引水隧洞开挖在西引 1 施工支洞内开口之前，先完成锁口锚杆支护后方可开岔洞口，岔洞进口主洞段 1.5 倍洞径（跨度）范围内按“短进尺、弱爆破、及时支 护” 的开挖支护原则施工，并加强变 形监测，必要时增加钢筋格栅支撑或钢筋混凝土衬砌锁口，保证隧洞平交口段围岩稳定。（4）加强安全监测，保证施工安全。雅砻江锦屏二级水电站西端 1 、2 引水隧洞工程施工（JPC-200707） 投标文件中国水利水电第十四工程局在洞室开挖过程中距掌子面 1.01.5m 及时埋设围岩收敛测桩和变形监测仪器，在隧洞不良地质洞段加密监测，根据各
27、种监测数据进行安全分析和预报，对 不稳定围岩或块体实施准确预测和适时有效锚固，在严密的安全监控下展开施工，保证施工人员、设备安全。4、岩爆预防和治理对策（1）以防为主的措施 根据应对岩爆的措施 编制试验大纲，通过现场试验优化调整岩爆防治实施细则。施工中将及时总结岩爆规律，包括岩爆分布、发生时间、变化、规模等方面，以指导施工。 进行预测。针对隧洞埋深较大、干燥和 质地坚硬的岩层中，在设计已有的地质资料基础上，再结合 TSP 超前地 质探测及红外探测法和超前钻孔探测法分析前方地质状况，结合统计分析宏观预测法，评估出是否会产生岩爆的可能性，为及时调整预防岩爆及处理措施提供依据。施工中对以下可能发生岩
28、爆的部位加强监测预报，以采取针对性措施，确保施工安全及将岩爆产生的损失尽量减少到最低：地温值相对较高洞段、地下水温有升高的地段、岩性分界面附近、岩体为整体结构、类整体结构、块状结构的洞段、超前钻孔出现饼化现象的地段、听到岩石劈裂声和看到随后岩块的掉块现象时等。 采用合理的开挖断面和方式，改善围岩 应力条件，减少岩爆发生的风险。引水隧洞分两层开挖，上层开挖采取小导洞超前、扩挖跟进的开挖方式，或布置超前径向钻孔减压，在未开挖区产生孔洞，使掌子面及洞壁岩石应力提前释放。 加强巡视和围岩 变形监测，及 时反馈信息以调整施工措施；岩爆剧烈时时适时采取短时间待避，以保证人员、设备安全。（2）岩爆治理措施 控制爆破，支护工作紧跟开挖工序进行，加强支护，以尽可能减少围岩暴露时间，减少岩爆发生。采用弱爆破、短进尺、多循环的掘进方法，循环开挖进尺小于 2m，以减
