摘要:本文结合黑河黄藏寺水利枢纽导流洞工程实例,分析了水利工程中导流洞施工方法、质量控制措施、安全保证措施等技术问题,以供参考。
关键词:施工技术;质量控制;安全保证。
1 工程概况
1.1 枢纽布置
黄藏寺水利枢纽坝址位于黑河上游东西两岔交汇处以下11km的黑河干流上,距青海省祁连县约25km,祁连县现有公路与宁~张公路(227国道)相连,工程规模属于Ⅱ等大(2)型。
1.2 导流洞工程布置
导流洞进口高程2532.50m,出口高程2529.00m,洞长580.00m,综合纵坡0.596%。根据需要,导流洞轴线设置了2个转弯段,进口直线段长58.93m,第一个转弯半径为70m,转弯角度60°,弯段长73.31m,中间直线段长329.53m,第二个转弯半径为70m,转弯角度40°,弯段长48.87m,出口直线段长69.36m。
2 水文气象资料
工程区位于青藏高原东北侧的祁连山系中,主要受青藏高原气候的影响,基本为高寒半干旱气候。坝址地势高峻,气候严寒、湿润,海拔在2500m以上。工程区多年平均降水量400mm,其中6月~9月降水量占全年降水量的78%;多年平均气温0.7℃,12月平均气温为-12.2℃,极端最低气温-31.1℃,7月平均气温为10.7℃,极端最高气温30.5℃;年平均水面蒸发量为1500mm(E601蒸发皿,下同),年内5、6月份蒸发量最大,12、1月份最小;常年多为西北风,年平均风速2.0m/s,最大风速约20m/s。
3 导流洞施工方法
3.1进洞方案
根据现场地形情况,本隧洞工程采用双向掘进施工,确保隧洞施工进度及工程整体工期符合招标文件要求。
隧洞洞口段围岩类别为Ⅳ、V类,地质条件较差,施工中处理不好就有可能造成顶拱坍塌导致进洞失败。为确保施工顺利进行:
①进口洞脸开挖基岩部分采用喷锚支护。
②在进口进洞前进行超前预支护,进口段在开挖轮廓线1.0m外布设两排Φ25锁口锚杆。
③洞口5m范围内先开挖中导洞再扩挖。
3.2洞身开挖施工方法
洞身不良地质段采用分台阶法施工:上台阶6m,采用YT-28气腿钻钻孔,自制台车配合,周边光面爆破技术。孔深3.0m,计划进尺2.5m,孔径42mm,爆破孔间排距90×90cm,初拟炸药单耗0.8~1.1kg/m3,光爆孔间距50cm,初拟线装药密度为180~240g/m,采用V形掏槽,非电起爆网络进行开挖施工;2.7m3侧卸装载机配15t出渣,运往指定渣场堆放。下台阶4m,上台阶支护完成后及时跟进。
3.3导流洞洞挖施工工艺
3.3.1洞身开挖严格按照“新奥法”原理组织施工。爆破施工遵循“短进尺、强支护、弱爆破、勤测量”的原则。
3.3.2测量放样
①测量作业由专业人员实施,每个循环钻孔前由专业测量人员对设计规格线进行测量放样,并检查上一个施工循环超欠挖等情况,测量人员及时向现场施工技术人员进行交底测量结果;测量人员要每个月对洞轴线及坡度进行一次全面的检查、复测,确保控制好洞内断面开挖工序施工质量。
②测量人员放样内容包括:隧洞中心线和顶拱中心线、底板高程、掌子面桩号(每隔5m在隧洞内侧放一条控制桩号线)、设计轮廓线、两侧腰线等。
3.3.3钻孔
①上台阶钻孔采用YT-28(气腿式)手风钻钻孔,自制台车配合。
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②由专业的操作手严格按照测量人员掌子面标定的孔位进行钻孔作业。造孔前先根据洞内拱顶中心线和两侧腰线调整钻杆方向和角度,经专业质检工程师现场检查确认无误后方可进行施工。
③各专业操作手分区分部位定人定位钻孔,专业的炮工负责掏槽孔和周边孔。钻孔过程中要保证各炮孔相互平行,掏槽孔和周边孔严格按照掌子面上所标孔位开孔施钻,崩落孔孔位偏差不大于5cm,崩落孔和周边孔要求孔底落在同一平面上。
④在造孔过程中均需要保护,每个造好的孔,工人都要采用木杆或竹竿缠上柔性物对孔口进行封堵,以防止孔被上面掉块覆盖后找孔。
⑤为了能控制好孔深,气腿钻可以直接在钻杆上做好标记。
⑥炮孔完成以后,由专业质检工程师进行检查,对不符合规范及图纸要求的钻孔,必须进行重新造孔。
3.3.4装药爆破
①人工装药施工现场自制台车进行配合。
②在钻孔工序开始时,专业爆破工按照设计要求提前做好准备工作等。
③炮孔必须经专业质检工程师检查合格后,方可进行装药爆破。
④炮工装药要严格按照安全爆破操作规程进行。
⑤炮工装药要严格按照爆破参数根据现场实施情况,过程中不断进行调整优化,掏槽孔、扩槽孔和其他爆破孔装药要密实,封堵要良好,洞内采用非电起爆网络。
⑥药装完成后,由炮工和专业质检工程师进行复核检查,现场确认无误后,撤离人员和机械设备并放好安全警戒,由炮工负责引爆。
⑦炮响20分钟后由炮工先进入洞内检查是否有瞎炮,若有则迅速排除,待排除后,确认安全的情况下,方可进入下一道施工工序。
3.3.5出渣
导流洞出渣采用2.7m3侧翻式装载机配合15t自卸汽车直接弃于1号渣场。
3.3.6撬挖、清底
出渣完毕后,采用反铲对掌子面进行撬挖,把松动岩石处理干净,最后将底部浮渣清除干净,以利下一个循环造孔。
4 开挖质量控制措施
(1)严格按照设计图纸、设计修改通知及相关技术规范进行施工。
(2)在施工过程中,当接近断层破碎带及节理发育地段时,为了准确了解地下洞室中尚未开挖岩体的地质情况,专业地质人员要及时研究掌子面开挖后的支护方式,对洞室前方可能出现的涌水、崩塌等及时采取防范措施,改进施工方法,避免发生安全事故。在洞室开挖过程中布置超前钻探孔。位置在洞室断面上半部中间,采用SGZ-ⅢA型地质钻机钻孔,孔径根据情况大于54mm,孔长15~30m,在钻进过程中采取岩芯进行分析和试验。
5 开挖安全保证措施
(1)所有进入导流洞工地的人员,必须按照安全规程规范配带安全防护用品,并进行进、出洞登记制,上岗前由专职安全员对进洞人员进行班前安全教育。
(2)导流洞施工放炮由专业的爆破工担任,作业人员包括爆破员、安全员、保管员,押运员。洞室开挖严格按照安全规范进行操作,要求作业人员持证上岗,杜绝违章作业,避免发生安全事故等。
(3)专职安全员和专业地质工程师对洞内每天要进行检查和巡视并及时分析检查的情况或出现的问题,掌握洞内围岩应力应变情况,及时采取安全有效的支护措施。
结束语:
黑河黄藏寺水利枢纽导流洞工程工期要求紧,技术复杂,工作面狭长、单一,地处高原,受气候、地质等自然条件影响较大,根据这一特点,在工程施工中要根据实际情况不断的优化施工组织,引进科学的管理模式,才能获得更好的经济效益和社会效益。
参考文献:
(1)《水工建筑物地下开挖工程施工规范》SL378-2007。
论文作者:张陆鑫
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/20
标签:钻孔论文; 黑河论文; 测量论文; 人员论文; 隧洞论文; 段长论文; 专业论文; 《基层建设》2017年第34期论文;