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公伯峽左岸泄洪洞開挖施工
簡介: 公伯峽左岸泄洪洞開挖施工采用各種先進開挖支護手段,針對開挖中的復(fù)雜地質(zhì)情況,現(xiàn)場技術(shù)人員及時采取有關(guān)措施,未發(fā)生任何事故,現(xiàn)場施工嚴格執(zhí)行“三檢制”確保工程安全、質(zhì)量、進度。開挖半孔率達90%以上,受到專家及業(yè)主的好評。但還有一些問題需要認真改進,如底板擴挖質(zhì)量較頂部稍差。
關(guān)鍵字:公伯峽 左岸 泄洪洞 開挖施工
1、工程概況
公伯峽電站位于青海省循化縣與化隆縣交界處黃河干流上,壩址河道上游76km為已建李家峽水電站,下游距劉家峽電站148km,電站裝機容量為150萬千瓦。左岸泄洪洞全長為607m,(樁號為0+015~0+622),其中0+015~0+035段為進口漸變段,體型由12×17.2m城門洞形(寬×高)。漸變?yōu)橹睆?0.5m,底寬6m馬蹄形。洞身段(樁號0+35~0+607),Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類,圍巖開挖直徑分別為9.70m、10.10m、10.50m,底寬均為6m馬蹄形。出口漸變段(樁號0+602~0+622)直徑由馬蹄形漸變?yōu)?1.50×12.50m城門洞形(寬×高),總開挖量為5.25萬m3,其中Ⅱ類圍巖段長135m,Ⅲ類圍巖段長316.5m,Ⅳ類圍巖段長150.5m。支洞開挖從2000年12月1日~2001年2月21日,支洞進入主洞向上游開挖至0+35樁號,向下游開挖至0+504.5樁號。主洞貫通時間為2001年6月22日,全部開挖施工結(jié)束時間為2001年9月14日,獨頭平均月進尺65m。
2、工程地質(zhì)狀況
左岸泄洪洞上覆巖體厚度80~110m,局部過溝段較薄,約45~60m。左泄0+00~0+116段巖性主要為片巖,其次為脈狀花崗巖及花崗偉晶巖脈,與圍巖接觸的不好,該段巖體中裂隙發(fā)育。0+105~0+622段,主要為花崗巖,類有少量片巖、片麻巖捕虜體。花崗巖局部風(fēng)化強度裂隙發(fā)育。片巖主要在隧洞出口,片麻巖分布的較少,巖性較軟弱,層理較厚,層間夾有黑云母帶,主要構(gòu)造有f14、f15、f17、f20、f23、f45等斷層破碎帶,呈交錯出現(xiàn)。
3、施工
3.1 支洞設(shè)置及施工
由于左岸泄洪洞工期比較緊張,進出口施工區(qū)受明挖影響大,若單從從進出口兩個方向掘進,將影響整個工期,因此設(shè)置一條施工支洞,綜合考慮支洞的地質(zhì)及進入主洞向上、下兩個方向開挖的工程量等因素后,將主洞與支洞相交處樁號定為0+204.832。支洞全長188m,支洞斷面7×6.5m(寬×高),支洞開挖采用手風(fēng)鉆鉆孔,乳化炸藥及非電毫秒雷管爆破,支洞隨機支護,支護形式為噴5~10cm厚砼及插φ25、深3.5m錨桿。
3.2 主洞開挖:
泄洪洞開挖分上、下兩部分進行,上部開挖高度為7.5m(Ⅳ類圍巖)、7.3m(Ⅲ類圍巖)、7.1m(Ⅱ類圍巖),開挖量為3.7萬m3。
3.2.1 通風(fēng)、供水、供風(fēng)布置:
通風(fēng):由設(shè)在支洞口二臺110kw軸流風(fēng)機通過支洞向上、下兩個工作面送風(fēng),排煙。
供水:由設(shè)在▽2010高程水箱將水用φ108鋼管通過支洞引向上、下游兩個工作面。
供風(fēng):由設(shè)在支洞口2臺40m3固定空壓機站供給。
3.2.3 開挖時爆破參數(shù)的選擇:
炮孔數(shù)量依據(jù)以下公式,并參照類似工程確定。
N=
其中:q——炸藥單耗 kg/m
S——斷面面積 m2
b——裝藥百分比 %
r——裝藥密度 kg/m
炮孔利用系數(shù)按85%確定。
炸藥采用乳化炸藥、楔形掏槽孔、非電毫秒管起爆、光面爆破、計算爆破參數(shù)如下:
巖石類別
周邊孔間距(cm)
周邊孔抵抗線(cm)
線裝藥密度(g/m)
Ⅱ類圍巖
55~66
60~80
300~350
Ⅲ類圍巖
45~60
60~75
200~300
Ⅳ類圍巖
35~45
45~55
70~120
注:孔徑45~50mm,藥卷直徑25~30mm。
在實際施工根據(jù)現(xiàn)場情況對參數(shù)進行調(diào)整。Ⅱ類圍巖,循環(huán)進尺3.0~3.5m,循環(huán)時間約20小時,單耗0.8~0.9kg/m3,Ⅲ、Ⅳ類圍巖,循環(huán)進尺2.0~3.0m,循環(huán)時間22~24小時,單耗0.7~0.8kg/m3,單響控制在18kg,為控制超欠挖,光爆孔間距40~45cm,圍巖較差處控制在30cm。線裝藥密度為140~200g/m,爆破效果較好。
3.2.4 施工支護:系統(tǒng)支護錨桿由多臂鉆造孔,插錨桿掛網(wǎng)、噴砼、均在臺車上進行。
系統(tǒng)支護參數(shù)表:
項 目
圍巖分類
錨 桿
噴 砼
鋼 筋 網(wǎng)
Ⅱ
頂拱120°范圍內(nèi)
φ25(a)2×2m,入巖3m。
Ⅲ
φ25(a)1.5×1.5m,入巖3.5m。
噴砼5cm
Ⅳ
φ25(a)1.5×1.5m,入巖3.5m。
噴砼10cm
掛網(wǎng)φ6.5(a)15×15cm
φ8(a)15×15cm
臨時支護形式的選擇
為確保優(yōu)質(zhì),安全的開挖,在地質(zhì)條件較差地段進行臨時支護,支護形式如下:
鋼拱架支撐:在局部地質(zhì)條件較差地段采用18#工字鋼加工成拱架進行支撐,該拱架在加工廠制作,分段螺栓聯(lián)接,現(xiàn)場安裝后噴砼使其與開挖面緊密接觸,洞子下半部開挖完后下接至洞底部,拱架間距0.8~1.0m。
錨筋樁、長錨桿加固:在進口樁號0+17~0+32、0+130~0+170段,由于受斷層及兩種巖石接觸面的切割,存在較大楔形體失穩(wěn),采用入巖6m、7m長錨桿及入巖7~11m3、φ32錨樁進行加固。
掛鋼筋網(wǎng)加固:在Ⅳ類圍巖區(qū),由于受地下水的影響,開挖后的斷面在進行系統(tǒng)支護后還不能滿足要求,存在安全隱患,現(xiàn)場采用φ25、φ32鋼筋編成20×20cm的網(wǎng)格,焊接在錨桿上,噴10cm砼加固。
管棚支護:出口漸變段由于巖石破碎成洞條件較差,開挖時采用管棚支護,在設(shè)計斷面外50cm處鉆φ105孔插入φ75鋼管灌漿加固,鉆孔孔向外傾10°,孔深7m、孔間距0.5m、插入管管壁布置出漿孔,灌注C20水泥漿,注漿壓力0.5~1.0Mpa。
經(jīng)過以上支護后,泄洪洞施工過程中未出現(xiàn)任何險情,保證圍巖穩(wěn)定,設(shè)備人員安全。
3.2.5 機械設(shè)備配置:
序號
設(shè)備名稱
型號
單位
數(shù)量
1
鑿巖臺車
JTH3RS-150
臺
2
2
裝載機
966F
臺
2
3
自卸車
15T
輛
10
4
反鏟
PC200
臺
1
5
噴砼機
SP—3
臺
2
6
手風(fēng)鉆
YT28
臺
20
7
鑿巖臺車
自制
臺
2
4、工程質(zhì)量評價
4.1 開挖質(zhì)量
泄洪洞全長607m,共劃分為30個單元工程,施工中與測量監(jiān)理共同檢測,按5m一個斷面,共檢測124個斷面。除地質(zhì)原因引起超欠挖外,其余處超挖控制在15cm以內(nèi),符合規(guī)范要求。
4.2 錨桿及噴砼質(zhì)量
洞內(nèi)所有系統(tǒng)錨桿,隨機錨桿均采用φ25螺紋鋼,錨固劑錨固,共施工錨桿6000余根,拉拔試驗228根,試驗結(jié)果均滿足要求。
噴砼厚度錨孔檢查全部合格,噴砼取樣51次,強度滿足要求。
4.3 收斂計觀測
泄洪洞收斂觀測采用SL-2型收斂計,該型收斂計由不銹鋼收斂掛鉤及收斂鋼尺組成,具有操作方便,結(jié)果可靠,泄洪洞共布設(shè)7組斷面,每組斷面上有五個測點,圓心水平半徑以上按45°角均勻布置5個測點,在砼襯砌前對其觀測結(jié)果顯示最大收斂量為4.71mm,相對收斂量為0.05%,滿足《錨桿噴砼支護技術(shù)規(guī)范》的要求。
5、結(jié)束語
公伯峽左岸泄洪洞開挖施工采用各種先進開挖支護手段,針對開挖中的復(fù)雜地質(zhì)情況,現(xiàn)場技術(shù)人員及時采取有關(guān)措施,未發(fā)生任何事故,現(xiàn)場施工嚴格執(zhí)行“三檢制”確保工程安全、質(zhì)量、進度。開挖半孔率達90%以上,受到專家及業(yè)主的好評。但還有一些問題需要認真改進,如底板擴挖質(zhì)量較頂部稍差。
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