第6章 施工进度安排及工期保证措施

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第六章 施工进度安排及工期保证措施

6.1 施工进度安排依据与原则

(1)雅砻江锦屏二级水电站东端1#、2#引水隧洞工程施工合同文件(合同编号：JP ⅡC-200709)；

(2)相关设计文件、图纸和工程数量；

(3)实施性施工组织方设计方案，各施工项目间的施工顺序，资源配备； (4)目前了解到的工程实际情况； (5)已有的地质资料。

6.2 总体施工进度计划

计划施工工期：进点日期：2007年5月30日，

完工日期：2013年9月30日。

施工进度计划安排表见表6-1。 总体施工进度计划横道图见附图6-1。

表6-1 总体施工进度计划安排表

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6.3 里程碑计划

里程碑计划见表6-2。

6.4 施工关键线路分析

根据要求的阶段性工期，必须确保1#隧洞按期贯通，同时，2#隧洞也要满足工期要求。由于TBM 的掘进速度较快，因此，在1#隧洞TBM 掘进贯通后，TBM 由1#隧洞通过横洞进入2#隧洞，以加快2#隧洞的施工进度，所以，本合同段施工关键线路为：

施工准备→1#隧洞TBM 组装洞施工→1#隧洞TBM 组装→1#隧洞TBM 掘进→TBM 拆卸、组装→2#隧洞TBM 掘进→TBM 拆卸→2#隧洞衬砌、辅助通道封堵、灌浆→2#隧洞充水调

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试→竣工交验。

同时为了满足1#引水隧洞通水的节点目标，1#隧洞底拱衬砌、辅助通道封堵、灌浆、1#隧洞充水调试是1#引水隧洞通水的关键线路。

6.5 分项工程进度分析及进度计划

6.5.1 钻爆法掘进进度分析

本标段工程中，2#隧洞前期及通风洞、排水洞、排水检修廊道等辅助通道均采用钻爆法施工，以2#隧洞钻爆法为例进行说明。

2#隧洞设计为马蹄形断面，洞身包括Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ四种围岩类别。严格按新奥法原理采用钻爆法组织施工，全断面开挖，采用353E 钻孔台车钻孔，人工风洞凿岩机配合，前期采用无轨运输出碴，横洞贯通后，采用连续皮带机出碴。掘进进度指标见表6-3。

表6-3 各类围岩开挖支护进度分析表

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根据已有的地质资料进行对2#引水隧洞钻爆法开挖进度分析见表6-4： 2#引水隧隧洞开挖进度分析表。

6.5.2 TBM 施工进度分析

6.5.2.1 TBM 施工长度

根据招标文件要求，引水隧洞分为东西两段施工，1#、2#隧洞东西两端各分为C2、C4 标段，两个标段在1#隧洞的分标界面引(1)2+500为动态界面，1#引水隧洞C4标段的施工长度(自引(1)2+500至引(1)16+587)为14087m ，主要采用直径为12.4m 的全断面TBM 施工，东端在TBM 进场前采用钻爆法施工至桩号引(1)15+793m ，并完成TBM 组装洞、步进洞、出发洞的施工。采用TBM 的开挖长度为13293m 。

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6.5.2.2 TBM 掘进进度要求

1#引水隧洞TBM 施工掘进长度为13293m ，招标文件要求1#隧洞的贯通工期为45个月，根据施工计划安排，TBM 从2008年10月开始掘进，不考虑处理不良地质的工期（6个月），TBM 实际掘进时间只有26个月，要求TBM 平均月进尺不低于511m 。

6.5.2.3 TBM 施工进度分析

锦屏引水隧洞沿线各类围岩的掘进进度，可根据选定TBM 的刀具贯入度(推算一个循环所需时间)、循环进尺、掘进与支护衬砌的关系、工作制度(18小时开挖/天，)设备利用率等确定进度指标。

(1)影响TBM 施工进度的因素分析

根据我单位已有的使用TBM 施工经验，影响TBM 施工的因素可分为主观因素和客观因素，各种影响因素分析见图6-1。

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图6-1 影响TBM 施工的因素分析图

(2)TBM 掘进速度的分析

①TBM 设备参数

本工程TBM 采用19英寸刀具，其最大负荷311kN ，刀盘上刀刃数量78把；刀盘额定最大推力22703kN 。刀盘额定扭矩16519kNm(2.5rpm)。TBM 掘进循环长度为

1.82m(实际考虑施工长度1.78m)。

刀盘正对掌子面的推进力按照70把切削刀具(70个刀刃)考虑。由于两半刀盘上刀具基本均布，由此推算刀间距为6200mm ÷70≈88mm 。

②贯入度计算

锦屏引水隧洞沿线主要围岩的单轴抗压强度见表6-5。

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根据上表中对引水隧洞沿线地质的分类，可将引水隧洞岩石按照抗压强度的等级分为120～150Mpa ；90-120Mpa ；≤90Mpa 三个种类的围岩，在Ⅳ类围岩和断层及破碎带围岩不按照贯入度进行考虑。主要考虑以挤压破岩为主的Ⅱ类、Ⅲ类围岩洞段刀具的贯入度。

根据TBM 厂商提供的掘进机稳定掘进施工速度为在抗压强度≥120MPa 岩石条件下30mm/min ，≥80MPa 岩石条件下60mm/min 。

由此推算TBM 在≥120MPa 岩石条件下贯入度为9mm/r(假定TBM 稳定施工时刀盘转数为4r/min)，在≥80MPa 岩石条件下贯入度为15mm/r 。

③掘进机理想状态下的进尺

按照刀盘稳定转数为4rpm 计算，在抗压强度为120～150Mpa 的岩石条件取平均贯入度为9mm/r ，90～120Mpa 的岩石状态下取平均贯入度12mm/r 。在90Mpa 以下的岩石条件下取平均贯入度为14mm/r 。掘进一个循环(循环行程 1.82m ，实际开挖掘进长度1.78m)的时间分别为50.56min 、37.92min 、32.50min 。各种工况下TBM 换步时间一般为5～10min ，在本工程中平均采用8min 。见表6-6。

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(3)各干扰因素对TBM 施工的影响程度分析

TBM 设备故障、掘进施工时间刀具的更换、地质原因造成停机、TBM 整备、施工现场管理等因素均会对TBM 的正常施工造成影响。各因素对TBM 施工进度的影响程度在以下进行分别分析。

①地质原因导致停机

因地质原因造成的停机时间无法准确确定，只能根据以往施工经验和锦屏辅助洞施工情况及引水隧洞的地质条件进行分析，从而确定可能对TBM 施工的影响程度。具体分析见表6-7。

②TBM 设备故障

TBM 为系统化的集合设备，单独每个环节的故障均会影响到TBM 的正常掘进，可能影响到正常开挖进行的主要设备故障包括机械、液压、电气、后配套系统、TBM 皮带机、岩石支护设备、导向设备、水系统、润滑系统、除尘系统等。

根据我单位在秦岭隧道和桃花铺1#隧道使用TBM 施工的经验，各种故障所占用施工时间的比例见图6-2。

以上时间比例根据全部隧道施工中的情况综合统计确定，累计每天处理设备故障需要占用4.332h ，折合到每个掘进工班设备故障需要占用2.166h ，但以上各种设备故障有一部分通常放置在整备时间进行处理，因此在此确定在掘进工班中设备故障占用时间为1.5～1.8h/班。在此取1.6h/班。

③刀具更换

刀具更换按照整备换刀、掘进期间的换刀进行分别考虑；

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整备时间的换刀工作基本可以保证正常施工。掘进施工过程中的刀具工作包括掘进过程中的刀具情况检查和换刀，此时的换刀工作为非正常的换刀，包括因为地质条件的突然变化造成刀具损坏、TBM 施工操作中的误差等，该换刀工作将占用TBM 施工时间。预计该项时间平均在每个掘进工班工作时间中占用0.8h 。

④TBM 整备时间

TBM 掘进过程中，以三班工作制工作，即二个掘进班各9小时，整备维修保养6

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小时。TBM 的整备一般为固定时间，在此处按照每天固定进行6h 整备考虑。

⑤连续皮带皮带添加及硫化

连续皮带机皮带的添加、硫化接头的时间尽可能安排在整备时间进行，但由于皮带仓中的皮带有可能在掘进施工时需要添加，该项工作将占用掘进施工时间。完成一次500m 皮带的布设和硫化的平均时间约为20h 。由此推算皮带布设和硫化时间为

4.8min/m 。扣除整备时间进行的安装时间，预计占用掘进施工时间4.5min/m 。

⑥现场施工管理

影响到TBM 正常施工的工地施工管理原因包括：

a 、混凝土、注浆浆液、材料的运输不能及时到达，折合占用时间1.2min/m

b 、高压电缆的接续、停、送高压电时间；供水管路的接续、停、送水的时间；施工中可能出现的风管接头破裂、运送风管、风管接头连接等，累计折合占用时间0.37min/m 。

c 、测量重新设定基准占用掘进时间1h/500m ；0.12min/m 。

d 、班组交接：0.5h/班。

⑦支护施工干扰

本标段TBM 施工段锚杆按照平均施工长度为6～8m 考虑，喷射混凝土20cm(方量为13m 3/循环)，按照每循环施工时间40min 考虑，按照TBM 每台混凝土喷射机械手的能力为25m 3/h ，可以保证在掘进施工循环时间内完成初期支护及作为永久衬砌的混凝土喷射。

TBM 配套有4台锚杆钻机，型号为Atlas Copco COP1838，综合钻孔速度可达到

2.5m/min 。按照隧洞的支护设计，锚杆布置考虑边顶拱270°范围布置，间距为@1.5×1.5m 。掘进机每施工循环考虑施工两排平均长度8m 的锚杆数量为40根，在≤90Mpa 岩石条件下掘进开挖一个循环时间为40min 。锚杆施工可在开挖时间内完成。

以上对于TBM 影响因素的综合即为在施工过程中TBM 的停机时间，扣除停机时间得到TBM 正常掘进施工时间。掘进时间的停机时间统计分析见表6-8。

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(4)TBM 实际月进尺计算

每班实际工作时间：掘进工班9h/班，扣除班组交接、刀具更换时间、设备故障原因后掘进时间为6.1h ；按每循环实际掘进距离1.78m 计算。

影响时间折合到每个施工循环： (4.5＋0.12＋1.2＋0.37)×1.78=11.02min 推算每循环掘进、换步时间69.58min 、56.94min 、51.52min 。

120～150Mpa 条件下每班掘进循环为6.1h/69.58min ＝5.26循环，两个掘进工班每天进尺为18.72m ，月进尺按照每月施工时间25天计算为468.2m 。

90～120Mpa 条件下每班掘进循环为6.1h/56.94min ＝7.02循环，两个掘进工班每天进尺为22.88m ，月进尺(每月25天)为572.12m 。

≤90Mpa 条件下每班掘进循环为6.1h/51.52min ＝7.10循环，两个掘进工班每天进尺为25.29m ，月进尺(每月25天)为632.28m 。

引水隧洞中的Ⅳ类围岩包括板岩(T 3)、绿泥石片岩(T 1)、裂隙发育带或断层其影响带，另外考虑隧洞中可能出现的断层带。以上洞段综合进度根据我单位已有施工经验综合进度200m/月。

根据锦屏1#引水隧洞的地质条件，TBM 施工洞段的围岩以抗压强度≥90Mpa 左右的Ⅱ类、Ⅲ类大理岩类围岩为主，见表6-9。预计TBM 在1#隧洞的施工速度以Ⅱ类、Ⅲ类围岩条件下的施工进度为主，因为岩爆而降级的围岩段施工进度相应折减，根据下表中的计算TBM 在1#隧洞的施工平均进度518.76m 。

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根据已有的地质资料进行对1#引水隧洞钻爆法开挖进度分析见表6-10： 1#引水隧隧洞开挖进度分析表。

6.5.3 衬砌进度分析 6.5.3.1 衬砌进度指标

本标段1#引水隧洞混凝土边顶拱衬砌段长度5775m ，2#引水隧洞混凝土边顶拱衬砌段长度3805m ，边顶拱衬砌施工循环进度分析见表6-11，各段衬砌进度指标见表6-12。

6.5.3.2 主要施工阶段

根据总工期安排，混凝土衬砌主要按以下路线进行施工。 (1)第一阶段(工程开工至2008年9月以前) 施工准备阶段。

(2)第二阶段(2008年10月至2010年11月，1#引水隧洞贯通以前)

①1#引水隧洞安排：为加快TBM 掘进、支护速度，1#隧洞贯通前不安排混凝土衬砌。 ②2#引水隧洞安排：跟随钻爆法开挖、支护，完成钻爆段以及东端终点段的混凝土衬砌。

(3)第三阶段

①1#引水隧洞安排(2010年12月至2012年6月，1#引水隧洞充水以前)： 1＃贯通后，分段完成1#引水隧洞内所有混凝土衬砌。

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表6-12 衬砌进度指标表

②2#引水隧洞安排：(2011年6月至2012年7月，2#引水隧洞贯通以前) 为加快TBM 掘进、支护速度，2#隧洞TBM 施工阶段不安排混凝土衬砌。 (4)第四阶段(2012年8月至2013年5月，2#引水隧洞充水以前)

2#引水隧洞安排：TBM 拆卸后，分段完成2#引水隧洞内剩余所有混凝土衬砌。

6.5.3.3 施工安排

根据引水洞衬砌段划分，各洞段高峰期强度分别为：1#隧洞TBM 施工段320m/月，1#隧洞钻爆段150m/月，2#隧洞TBM 施工段150m/月，2#隧洞钻爆段150m/月。按此施

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工强度，高峰期需投入5台衬砌台车，单条隧洞高峰期投入3台衬砌台车。

6.5.4 灌浆进度分析

6.5.4.1 施工顺序

(1)按施工工序划分

在各种工序上的施工顺序为：开挖与锚喷支护→预埋灌浆管(无盖重固结灌浆)→混凝土衬砌→回填灌浆→固结灌浆→排水孔→引水隧洞充水调试。

(2)按施工过程划分

钻灌工程的施工过程为：具备进场条件→制浆输浆系统布置→钻灌台车或平台布置→引水隧洞钻灌施工→辅助洞堵头钻灌施工→钻孔灌浆完工。

6.5.4.2 主要施工阶段

根据总工期安排，钻孔灌浆施工主要按以下路线进行施工。

(1)第一阶段(工程开工至2008年10月以前)

施工准备阶段。

(2)第二阶段(2007年12月份至2011年8月)

2#引水隧洞：跟随钻爆法开挖、支护、堵水及混凝土衬砌，完成钻爆段以及东端终点段的钻孔与灌浆。

(3)第三阶段(2011年2月至2012年9月，1#引水隧洞充水以前)：

1#引水隧洞：TBM 转场后，紧跟混凝土衬砌，完成1#引水隧洞内剩余的所有钻孔与灌浆；并完成1#引水隧洞两侧的辅助洞室封堵灌浆。

(4)第四阶段(2012年7月至2013年6月，2#引水隧洞充水以前)

2#引水隧洞：TBM 拆卸后，紧跟混凝土衬砌，完成2#引水隧洞内剩余的所有钻孔与灌浆；并完成2#引水隧洞两侧的辅助洞室封堵灌浆。

6.5.4.3 施工进度计划

钻孔灌浆工程施工进度计划根据本标施工总进度计划进行编排，施工计划主要分析对进度影响比较大的施工项目，包括回填灌浆、固结灌浆、灌浆质量检查孔和衬砌排水孔，按此进度计划安排，各主要施工项目高峰期强度分别为：回填灌浆9500m 2/月，高压固结灌浆56000m/月，堵头固结灌浆9000m/月，灌浆质量检查孔2800m/月，衬砌排水孔1800m/月。

按此施工强度，高峰期需投入不少于8套钻灌台车施工高压固结灌浆；简易台车

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高峰期投入量单条隧洞不少于4台。

6.5.5 地下水处理对工期影响的分析

根据该工程地下水处理原则，地下水处理过程中对引水隧洞掘进工期影响较大的处理主要是地下水超前注浆处理施工。

工作内容包括超前钻孔、安装孔口管、注浆、钻检查孔、补充灌浆、局部封堵灌浆等作业。各种情况按一个灌浆循环段考虑。

6.5.5.1 全断面帷幕超前钻孔注浆时间分析

根据孔位布置要求每个断面需布置103个孔，其钻孔灌浆工程量为：

103×30=3090m 。

采用10台XY-2型地质钻机钻孔，10台3SNS-140/15型灌浆泵灌浆。根据以往工程经验及对超前灌浆复杂性的充分估计，钻孔灌浆工效按每套钻灌设备每天15m 考虑，

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