泄洪洞开挖施工

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泄洪洞开挖施工

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-18 1173


1、工程概况 公伯峡电站位于青海省循化县与化隆县交界处黄河干流上,坝址河道上游76km为已建李家峡水电站,下游距刘家峡电站148km,电站装机容量为150万千瓦。左岸泄洪洞全长为607m,(桩号为0+015~0+622),其中0+015~0+035段为进口渐变段,体型由12×17.2m城门洞形(宽×高)。渐变为直径10.5m,底宽6m马蹄形。洞身段(桩号0+35~0+607),Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类,围岩开挖直径分别为9.70m、10.10m、10.50m,底宽均为6m马蹄形。出口渐变段(桩号0+602~0+622)直径由马蹄形渐变为11.50×12.50m城门洞形(宽×高),总开挖量为5.25万m3,其中Ⅱ类围岩段长135m,Ⅲ类围岩段长316.5m,Ⅳ类围岩段长150.5m。支洞开挖从2000年12月1日~2001年2月21日,支洞进入主洞向上游开挖至0+35桩号,向下游开挖至0+504.5桩号。主洞贯通时间为2001年6月22日,全部开挖施工结束时间为2001年9月14日,独头平均月进尺65m。 2、工程地质状况 左岸泄洪洞上覆岩体厚度80~110m,局部过沟段较薄,约45~60m。左泄0+00~0+116段岩性主要为片岩,其次为脉状花岗岩及花岗伟晶岩脉,与围岩接触的不好,该段岩体中裂隙发育。0+105~0+622段,主要为花岗岩,类有少量片岩、片麻岩捕虏体。花岗岩局部风化强度裂隙发育。片岩主要在隧洞出口,片麻岩分布的较少,岩性较软弱,层理较厚,层间夹有黑云母带,主要构造有f14、f15、f17、f20、f23、f45等断层破碎带,呈交错出现。 3、施工 3.1 支洞设置及施工 由于左岸泄洪洞工期比较紧张,进出口施工区受明挖影响大,若单从从进出口两个方向掘进,将影响整个工期,因此设置一条施工支洞,综合考虑支洞的地质及进入主洞向上、下两个方向开挖的工程量等因素后,将主洞与支洞相交处桩号定为0+204.832。支洞全长188m,支洞断面7×6.5m(宽×高),支洞开挖采用手风钻钻孔,乳化炸药及非电毫秒雷管爆破,支洞随机支护,支护形式为喷5~10cm厚砼及插φ25、深3.5m锚杆。 3.2 主洞开挖: 泄洪洞开挖分上、下两部分进行,上部开挖高度为7.5m(Ⅳ类围岩)、7.3m(Ⅲ类围岩)、7.1m(Ⅱ类围岩),开挖量为3.7万m3。 3.2.1通风:由设在支洞口二台110kw轴流风机通过支洞向上、下两个工作面送风,排烟。 供水:由设在▽2010高程水箱将水用φ108钢管通过支洞引向上、下游两个工作面。 供风:由设在支洞口2台40m3固定空压机站供给。

3.2.3炮孔数量依据以下公式,并参照类似工程确定。 N= 其中:q——炸药单耗 kg/m S——断面面积 m2 b——

土工膜是一种以高分子聚合物为基本原料的防水阻隔型材料。主要分为: 低密度聚乙烯LDPE土工膜、高密度聚乙烯HDPE土工膜和EVA土工膜。1.幅宽、厚度规格齐全。2.具有优良的耐环境应力开裂性能及优良的耐化学腐蚀性能。3.优良的耐化学腐蚀性能。4.具有较大的使用温度范围和较长的使用寿命。5.使用于垃圾填埋场、尾矿储存场、渠道防渗、堤坝防渗及地铁工程等。

装药百分比 % r——装药密度 kg/m 炮孔利用系数按85%确定。 炸药采用乳化炸药、楔形掏槽孔、非电毫秒管起爆、光面爆破、计算爆破参数如下:岩石类别 周边孔间距(cm) 周边孔抵抗线(cm) 线装药密度(g/m) Ⅱ类围岩 55~66 60~80 300~350 Ⅲ类围岩 45~60 60~75 200~300 Ⅳ类围岩 35~45 45~55 70~120

注:孔径45~50mm,药卷直径25~30mm。 在实际施工根据现场情况对参数进行调整。Ⅱ类围岩,循环进尺3.0~3.5m,循环时间约20小时,单耗0.8~0.9kg/m3,Ⅲ、Ⅳ类围岩,循环进尺2.0~3.0m,循环时间22~24小时,单耗0.7~0.8kg/m3,单响控制在18kg,为控制超欠挖,光爆孔间距40~45cm,围岩较差处控制在30cm。线装药密度为140~200g/m,爆破效果较好。 3.2.4 施工支护:系统支护锚杆由多臂钻造孔,插锚杆挂网、喷砼、均在台车上进行。 系统支护参数表:项 目围岩分类 锚 杆 喷 砼 钢 筋 网 Ⅱ 顶拱120°范围内φ25(a)2×2m,入岩3m。 Ⅲ φ25(a)1.5×1.5m,入岩3.5m。 喷砼5cm Ⅳ φ25(a)1.5×1.5m,入岩3.5m。 喷砼10cm 挂网φ6.5(a)15×15cmφ8(a)15×15cm

临时支护形式的选择 为确保优质,安全的开挖,在地质条件较差地段进行临时支护,支护形式如下: 钢拱架支撑:在局部地质条件较差地段采用18#工字钢加工成拱架进行支撑,该拱架在加工厂制作,分段螺栓联接,现场安装后喷砼使其与开挖面紧密接触,洞子下半部开挖完后下接至洞底部,拱架间距0.8~1.0m。 锚筋桩、长锚杆加固:在进口桩号0+17~0+32、0+130~0+170段,由于受断层及两种岩石接触面的切割,存在较大楔形体失稳,采用入岩6m、7m长锚杆及入岩7~11m3、φ32锚桩进行加固。 挂钢筋网加固:在Ⅳ类围岩区,由于受地下水的影响,开挖后的断面在进行系统支护后还不能满足要求,存在安全隐患,现场采用φ25、φ32钢筋编成20×20cm的网格,焊接在锚杆上,喷10cm砼加固。 管棚支护:出口渐变段由于岩石破碎成洞条件较差,开挖时采用管棚支护,在设计断面外50cm处钻φ105孔 插入φ75钢管灌浆加固,钻孔孔向外倾10°,孔深7m、孔间距0.5m、插入管管壁布置出浆孔,灌注C20水泥浆,注浆压力0.5~1.0Mpa。 经过以上支护后,泄洪洞施工过程中未出现任何险情,保证围岩稳定,设备人员安全。 3.2.5 机械设备配置:序号 设备名称 型号 单位 数量 1 凿岩台车 JTH3RS-150 台 2 2 装载机 966F 台 2 3 自卸车 15T 辆 10 4 反铲 PC200 台 1 5 喷砼机 SP—3 台 2 6 手风钻 YT28 台 20 7 凿岩台车 自制 台 2

4、工程质量评价 4.1 开挖质量 泄洪洞全长607m,共划分为30个单元工程,施工中与测量监理共同检测,按5m一个断面,共检测124个断面。除地质原因引起超欠挖外,其余处超挖控制在15cm以内,符合规范要求。 4.2 锚杆及喷砼质量 洞内所有系统锚杆,随机锚杆均采用φ25螺纹钢,锚固剂锚固,共施工锚杆6000余根,拉拔试验228根,试验结果均满足要求。 喷砼厚度锚孔检查全部合格,喷砼取样51次,强度满足要求。 4.3 收敛计观测 泄洪洞收敛观测采用SL-2型收敛计,该型收敛计由不锈钢收敛挂钩及收敛钢尺组成,具有操作方便,结果可靠,泄洪洞共布设7组断面,每组断面上有五个测点,圆心水平半径以上按45°角均匀布置5个测点,在砼衬砌前对其观测结果显示最大收敛量为4.71mm,相对收敛量为0.05%,满足《锚杆喷砼支护技术规范》的要求。 5、结束语 公伯峡左岸泄洪洞开挖施工采用各种先进开挖支护手段,针对开挖中的复杂地质情况,现场技术人员及时采取有关措施,未发生任何事故,现场施工严格执行“三检制”确保工程安全、质量、进度。开挖半孔率达90%以上,受到专家及业主的好评。但还有一些问题需要认真改进,如底板扩挖质量较顶部稍差。


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