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摘要:绩溪抽水蓄能电站引水斜井全断面扩挖施工技术的实施过程中,对爆破施工、整体提升系统核验、平台布置等方面技术要求较高,在全断面扩挖过程中运用多种技术措施,为后期支护与压力钢管安装提供保证。
关键词:引水斜井;全断面扩挖;技术研究
一、概述
绩溪抽水蓄能电站由三条引水隧洞平行布置,上、下部通过施工支洞将其连接。引水隧洞斜井轴线长度413.194m,斜井轴线与水平线夹角55°,爬罐反导井开挖尺寸2.4m×2.8m,斜井全断面扩挖为马蹄形断面。引水斜井前期均为爬罐从下至上开挖反导井,后期从上至下进行全断面扩挖。
二、引水斜井开挖施工
1、施工方法
斜井扩挖施工;斜井反导井全部由爬罐施工,反导井为2.4m×2.8m矩形断面。斜井扩挖工作在导井开挖完成后自上而下进行,采用的主要方法为:布置一台10T双筒卷扬机和一台8T双筒卷扬机分别牵引支护台车和载人运料小车上下运行于斜井之间,扩挖采用人工钻孔爆破,开挖面采用光面爆破开挖,钻孔采用人工YT28气腿钻,钻孔直径为42mm。
2、施工总程序
下斜井扩挖施工程序:施工准备→卷扬机布置→测量放样→上弯段及前20m斜直段扩挖→轨道安装→扩挖支护台车就位→卷扬机牵引系统安装→载人运料小车安装→钢支架平台安装→斜井扩挖支护施工循环→斜井扩挖验收→扩挖台车及卷扬系统拆除。
3、斜井全断面扩挖施工前期准备
(1)斜井初始段开挖
斜井的初始段为30m范围内的上弯段和部分斜直段,实际距离可根据现场爆破影响距离调整,初始段开挖完成后即可进行轨道和台车的安装。
斜井初始段开挖时采用钢筋网片封闭导井口,单块网片结构为1m宽,3m长。网格采用ø8@10×10cm钢筋铺设,井口共设置3块网片,单块网片重56.5kg,封闭网片总重169.5kg。
斜井初始段扩挖通过设置的爬梯上下交通,每次爆破时距掌子面附近3~5m范围内采用活动挂式爬梯,便于爆破时拆除及下次利用。
(2)斜井扩挖辅助设施施工
斜井扩挖辅助设施包括:轨道安装、扩挖支护台车、载人运料小车、钢支架平台、卷扬机牵引系统、钢筋格栅盖板等项目。
(3)扩挖支护台车和载人运料小车
a、扩挖支护台车
扩挖支护台车最大尺寸为长4.836m×宽4.6m×高4.662m,采用16#工字钢作为骨架,3mm厚花纹钢板作为面层,面层四周采用Ø48钢管做成1.2m高的护栏进行防护,栏杆立柱间距1.2m,水平横杆间距0.6m,四周栏杆底部设30cm高踢脚板。支护台车为整体焊接制作,平台载重不大于2.5T。
台车平台承重:台车面层结构自重2.0t,负重2.5t(锚喷支护作业人员6人,总重按0.5t计算,6台手风钻及相应配件总重0.4t,喷砼机重0.6kg,施工材料及其他可能增加荷载按1.0t考虑),总荷载4.5t。
b、载人运料小车
载人运料小车最大尺寸为长2.9m×宽1.6m×高2.68m,采用[100mm槽钢作为骨架,5mm厚钢板焊制箱体,小车为整体焊接制作,运输总重量不大于1.5T。
(4)提升卷扬系统布置
扩挖支护台车和运料小车提升系统由钢支架、轨道、1台10t双筒卷扬机和1台8t双筒卷扬机、导向轮、钢丝绳、托辊、托轮及相应的运行开关控制系统构成。
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(5)钢支架平台
钢支架平台采用工字钢和槽钢焊制,面层铺5cm后木枋,布置在斜井上弯段,主要为卷扬机操作、作业人员上下小车、材料设备装卸提供场所,上弯段曲率半径小坡度大,不利于材料、设备及人员上下小车,另外上弯段的人员、杂物、碎石等易掉落井内,设置监测平台即可提供便利施工条件又可防止掉落斜井内物体伤人,同时作为观测使用。
(6)轨道布置
斜井扩挖支护台车与后期压力钢管运输安装小车共用同一轨道,轨距2.6m,轨道采用Ⅰ20a工字钢。
4、斜井全断面扩挖施工
为防止溜渣井堵塞,扩挖循环进尺应控制在2.5~3.0m。钻爆参数依据本工程的地质条件和工程特点,结合以往类似工程的施工经验进行选定。单循环进尺暂定为2.5m,设计边线采用光面爆破。以导井作为临空面,主爆孔的布置考虑爆破抛掷效果尽量朝向导井。
(1)准备工作
a、围岩的危石已进行了处理;
b、上弯段支护完成;
c、供水、供风、供电线路延伸到工作面附近。
(2) 爆破钻孔作业
钻孔作业采用支护台车将人员和设备运至作业面,延伸轨道2.5~3.0m,台车行驶至开挖掌子面上方,同时封盖导井口,人工进行钻孔。
手风钻一般采用YT28型,使用钻架台车作为作业平台。由于手风钻轻便小巧,人工钻头定位十分容易。造孔的一般技术要求为:
a、钻孔要求“平、直、齐”, 周边孔应在断面轮廓线上开孔,沿轮廓线的调整范围的孔位偏差不应大于5cm,其他炮孔孔位的偏差不得大于10cm。
b、炮孔的底孔应落在爆破图规定的平面上,炮孔孔径应符合报监理工程师批准的钻爆设计要求,手风钻孔径为42mm。
c、为保证爆破质量和爆破效果,钻孔角度严格按爆破设计图,保证钻孔方向符合爆破要求。
(3)装药、联网、起爆
斜井的施工装药及联网方式同其它隧洞施工的方式,爆破器材选用乳化炸药、非电雷管起爆、排间微差爆破。
(4) 通风排烟
在爆破作业完成后主要靠自然通风排烟,同时利用之前上下支洞支洞已经布置的通风机加强排风。
5、斜井扩挖堵井预防处理措施
(1) 堵井原因分析
下斜井扩挖溜渣井最小断面为2.4m×2.8m,堵井的几率虽小但发生堵井的现象仍然存在,主要有4种:
a、溜渣导井断面太小,溜渣时容易堵井。
b、现场施工过程中未严格按爆破设计执行,或者爆破参数设计不合理,爆破形成超径石造成堵井。
c、溜渣井中间某段地质条件差,爆破和溜渣过程中塌方造成堵井。
d、竖井下部集渣区空间太小或出渣不及时,堆渣积压密实造成堵井。
(2) 堵井预防措施
根据斜井堵井的原因,可采取以下措施预:
a、防止堵井,必须严格按照设计的爆破参数执行,要控制好爆破钻孔的间排距,增加各段位延迟时间,降低堵井几率。合理布置炮孔密度,离溜渣导井边缘越近,炮孔间距应越小,合理装药,炮孔间排距控制不大于60cm,控制爆破后最大石渣块度不大于井径的1/3。
b、用非电半秒延期雷管合理分段延期爆破,并加大各段雷管起爆间隔时间,避免爆破后石渣集中挤压堵井。
c、导井下口堆渣距井口距离小于2m时应及时出渣,避免堆渣堵井。
d、人工在井内扒渣时,注意观察导井内风向及气流情况,防止堵井后继续下渣,致使导井全部堵死,无法处理。
e、对下部集渣区集渣及时清理,避免堆渣密实造成堵井。
三、结束语
1、本工程开挖中,在保证质量、安全等基本要求的前提下,通过加强通风,保证洞内空气质量、撒水防尘,减少周围环境破坏等技术,最大限度节约资源,实现四节一环保。
2、引水斜井全断面扩挖过程中,应用多项先进技术,克服斜井坡度大、排烟除尘难度大、提升系统布置空间小、轨道布置不平整等不利因素,值得在更多的类似工程中推广运用。
参考文献:
[1]水工建筑物地下工程开挖施工技术规范(DL/T5099-2011)
[2]钢结构焊接规范(GB 50661-2011)
[3]水利水电工程爆破施工技术规范(DL/T5135-2013)
[4]水利水电工程施工安全防护设施技术规范(DL/T5162-2002)
[5]水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范(DL/T5389-2007)
[6]水利水电工程施工通用安全技术规程(DL/T5370-2007)
论文作者:张玉祥
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/28
标签:斜井论文; 台车论文; 断面论文; 钻孔论文; 卷扬机论文; 小车论文; 作业论文; 《基层建设》2017年第33期论文;