二滩水电站尾水管的开挖与支护
2008-01-16 15:48:17 来源：
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电力18讯： 二滩水电站尾水管的开挖与支护
黄树洋
(中国水利水电第十工程局三分局,四川 都江堰611830)
摘要:尾水管工程是二滩地下厂房系统中处在关键线路上的项目之一,施工工期紧张,开挖和支护工程量较大,还时常伴有岩爆现象发生。着重介绍尾水管 岩石开挖、支护及1号、2号尾水管的岩爆及其处理措施。
关键词:尾水管;高应力区;岩石开挖;岩石支护;岩爆;处理措施
1工程概况
二滩水电站是雅砻江上的梯级水电站之一,是以发电为主的水电枢纽工程,总装机容量330万 kW(6×55万 kW)。尾水管工程是二滩地下厂房系统中处于关键线路上的项目之一,对厂房发 电工期起到一定的制约作用。尾水管共设6条,每条含延长段、锥肘管段和1.65 m的连接段等 3个部分。
尾水管开挖包括延长段(含连接段)和锥肘管段开挖。尾水管区洞室密集,应力较为集中,地质 条件复杂。开挖难度大,开挖工程量大,6台机组尾水管共计12.31万 m3,岩石支护也较为复杂。为了确保尾水管开挖按期完成,承包商从1号厂房交通洞开挖环形支洞进主尾水洞,最后 在调压室底部上游侧形成6号～4号尾水管及3号～1号尾水管交通廊道,进行尾水管的开挖工作。
承包商为菲尔普・霍尔兹曼-霍克梯央-葛洲坝工程局组成的中德二滩联营体(SGEJV)负责 尾水管的具体开挖和支护工作。二滩水电工程公司(EEC)受业主--二滩水电开发有限责任公司(EHDC)的委托实行监理,监理施工质量、施工进度以及支护工程量的核实和签认等 。
2开挖
2.1开挖方法
尾水管间岩石隔墙厚17.54 m,承包商采取了6号管和1号管同时、5号管和2号管同时、4号管 和3号管的施工顺序,而且在每个洞室中只开一个工作面开挖的施工方法。施工中,根据实际情况,承包商灵活调整,采取更有利于开挖的方法和措施。
每一条尾水管延长段的开挖方法基本一致,先拱部后台阶。拱部采用半断面法左右推进;台阶 分为Ⅰ、Ⅱ两层开挖,每一台阶半断面或全断面开挖,一直推进到主肘管底部。锥肘管段开挖根据各自 不同的施工条件,采用导洞法或台阶法施工。3号尾水管在开挖前作为厂房下部交通洞,具有其特殊性,为此以3号尾水管的开挖为例,说明承包商在尾水管开挖时所采用的基本方法和施 工程序,见图1。
开挖前先对下部交通洞边墙、顶拱的锚杆进行检查,不合格的进行处理,对需要进行封堵的部 分用混凝土回填,这两项工作完成后即进行开挖工作。
2.1.1水平段桩号0+00～0+97m的开挖
(1)0+00～0+50m段拱部扩挖。经测量,交通洞左侧可作为尾水管的一部分,故右边拱进行扩挖处理。
(2)0+00～0+50m段Ⅰ台阶全断面开挖。同时,从3号、4号母线洞对回填混凝土区安装75 t 的锚索,并在第三步工作开始前结束。(3)0+50～0+71.50m段的开挖。这即是对Ⅰ台阶的延续,又要对左右侧拱部进行扩挖,Ⅰ台阶 和左右边拱均采用半断面法施工。
(4)0+71.50～0+97m渐变段拱部开挖。第三步施工将预留一定的石渣使开挖支护设备能够对顶部进行有效的工作,拱部开挖为左右半断面推进。
(5)0+00～0+97 m段Ⅱ台阶开挖。全断面推进。
2.1.2锥肘管段开挖
锥肘管段开挖采用台阶法,分4次开挖,开挖高度5 m,在对厂房内的设备、混凝土柱作必要保 护后即开始爆破开挖。Ⅰ、Ⅱ台阶开挖的渣经装载机或反铲运至已开通的4号机肘管,再外运 ,Ⅲ、Ⅳ台阶已与延长段贯通,石渣经延长段外运。
每一肘管段开挖结束后,立即进行横向埋管洞(2.5 m×3.2 m)的开挖,最终使6号～1号管的横 向埋管洞贯通。
2.2开挖爆破
尾水管结构形状复杂,增加了开挖的难度。为使洞室更好的成形,避免爆破对围岩产生损害, 承包商对尾水管的爆破作业极为谨慎,事前都作仔细的规划、安排,在爆破参数上加以严格控制。肘管段爆破单响药量控制在10 kg/延时以内,将爆破时间相互错开,边开挖边监测,发现 情况,及时采取措施。
延长段拱部开挖采用H-175、H-178多臂液压凿岩台车造孔,孔径48 mm,孔深4 m,平行直眼 掏槽,非电雷管引爆;台阶的开挖采用642HC、742HC潜孔钻机,在台阶顶部垂直向下钻孔,孔深 6 m,孔距0.8～1.2m,药卷直径φ40和φ50,单位用药量0.8～1.0 kg/m3;周边均按 合同要求进行光面爆破,钻孔采用H-175、H-178多臂钻,水平造孔,最大孔深4 m,孔径φ48, 孔距45～90 cm,药卷直径为φ25和φ35,周边孔的装药线密度为0.2～0.3 kg/m。锥肘管段爆 破开挖为贯通性的,应力瞬间释放能量大,容易引起围岩大变形和岩爆,同时,也为防止对附近 建筑物产生较大震动而损坏,因此,爆破单响药量必须控制在10 kg/延时以内。
3岩石支护
尾水管区应力集中,围岩变形大,因此,承包商采取边开挖边支护的方式。延长段每一爆破区 段为一个喷锚单元,先喷5 cm厚钢纤维混凝土并安装4 mφ20的胀壳式锚杆作为初期支护,再 喷钢纤维混凝土进行永久支护。边墙、顶拱的永久支护措施为分别安装长6 mφ28和长4 mφ 25的砂浆锚杆,<
黄树洋
(中国水利水电第十工程局三分局,四川 都江堰611830)
摘要:尾水管工程是二滩地下厂房系统中处在关键线路上的项目之一,施工工期紧张,开挖和支护工程量较大,还时常伴有岩爆现象发生。着重介绍尾水管 岩石开挖、支护及1号、2号尾水管的岩爆及其处理措施。
关键词:尾水管;高应力区;岩石开挖;岩石支护;岩爆;处理措施
1工程概况
二滩水电站是雅砻江上的梯级水电站之一,是以发电为主的水电枢纽工程,总装机容量330万 kW(6×55万 kW)。尾水管工程是二滩地下厂房系统中处于关键线路上的项目之一,对厂房发 电工期起到一定的制约作用。尾水管共设6条,每条含延长段、锥肘管段和1.65 m的连接段等 3个部分。
尾水管开挖包括延长段(含连接段)和锥肘管段开挖。尾水管区洞室密集,应力较为集中,地质 条件复杂。开挖难度大,开挖工程量大,6台机组尾水管共计12.31万 m3,岩石支护也较为复杂。为了确保尾水管开挖按期完成,承包商从1号厂房交通洞开挖环形支洞进主尾水洞,最后 在调压室底部上游侧形成6号～4号尾水管及3号～1号尾水管交通廊道,进行尾水管的开挖工作。
承包商为菲尔普・霍尔兹曼-霍克梯央-葛洲坝工程局组成的中德二滩联营体(SGEJV)负责 尾水管的具体开挖和支护工作。二滩水电工程公司(EEC)受业主--二滩水电开发有限责任公司(EHDC)的委托实行监理,监理施工质量、施工进度以及支护工程量的核实和签认等 。
2开挖
2.1开挖方法
尾水管间岩石隔墙厚17.54 m,承包商采取了6号管和1号管同时、5号管和2号管同时、4号管 和3号管的施工顺序,而且在每个洞室中只开一个工作面开挖的施工方法。施工中,根据实际情况,承包商灵活调整,采取更有利于开挖的方法和措施。
每一条尾水管延长段的开挖方法基本一致,先拱部后台阶。拱部采用半断面法左右推进;台阶 分为Ⅰ、Ⅱ两层开挖,每一台阶半断面或全断面开挖,一直推进到主肘管底部。锥肘管段开挖根据各自 不同的施工条件,采用导洞法或台阶法施工。3号尾水管在开挖前作为厂房下部交通洞,具有其特殊性,为此以3号尾水管的开挖为例,说明承包商在尾水管开挖时所采用的基本方法和施 工程序,见图1。
开挖前先对下部交通洞边墙、顶拱的锚杆进行检查,不合格的进行处理,对需要进行封堵的部 分用混凝土回填,这两项工作完成后即进行开挖工作。
2.1.1水平段桩号0+00～0+97m的开挖
(1)0+00～0+50m段拱部扩挖。经测量,交通洞左侧可作为尾水管的一部分,故右边拱进行扩挖处理。
(2)0+00～0+50m段Ⅰ台阶全断面开挖。同时,从3号、4号母线洞对回填混凝土区安装75 t 的锚索,并在第三步工作开始前结束。(3)0+50～0+71.50m段的开挖。这即是对Ⅰ台阶的延续,又要对左右侧拱部进行扩挖,Ⅰ台阶 和左右边拱均采用半断面法施工。
(4)0+71.50～0+97m渐变段拱部开挖。第三步施工将预留一定的石渣使开挖支护设备能够对顶部进行有效的工作,拱部开挖为左右半断面推进。
(5)0+00～0+97 m段Ⅱ台阶开挖。全断面推进。
2.1.2锥肘管段开挖
锥肘管段开挖采用台阶法,分4次开挖,开挖高度5 m,在对厂房内的设备、混凝土柱作必要保 护后即开始爆破开挖。Ⅰ、Ⅱ台阶开挖的渣经装载机或反铲运至已开通的4号机肘管,再外运 ,Ⅲ、Ⅳ台阶已与延长段贯通,石渣经延长段外运。
每一肘管段开挖结束后,立即进行横向埋管洞(2.5 m×3.2 m)的开挖,最终使6号～1号管的横 向埋管洞贯通。
2.2开挖爆破
尾水管结构形状复杂,增加了开挖的难度。为使洞室更好的成形,避免爆破对围岩产生损害, 承包商对尾水管的爆破作业极为谨慎,事前都作仔细的规划、安排,在爆破参数上加以严格控制。肘管段爆破单响药量控制在10 kg/延时以内,将爆破时间相互错开,边开挖边监测,发现 情况,及时采取措施。
延长段拱部开挖采用H-175、H-178多臂液压凿岩台车造孔,孔径48 mm,孔深4 m,平行直眼 掏槽,非电雷管引爆;台阶的开挖采用642HC、742HC潜孔钻机,在台阶顶部垂直向下钻孔,孔深 6 m,孔距0.8～1.2m,药卷直径φ40和φ50,单位用药量0.8～1.0 kg/m3;周边均按 合同要求进行光面爆破,钻孔采用H-175、H-178多臂钻,水平造孔,最大孔深4 m,孔径φ48, 孔距45～90 cm,药卷直径为φ25和φ35,周边孔的装药线密度为0.2～0.3 kg/m。锥肘管段爆 破开挖为贯通性的,应力瞬间释放能量大,容易引起围岩大变形和岩爆,同时,也为防止对附近 建筑物产生较大震动而损坏,因此,爆破单响药量必须控制在10 kg/延时以内。
3岩石支护
尾水管区应力集中,围岩变形大,因此,承包商采取边开挖边支护的方式。延长段每一爆破区 段为一个喷锚单元,先喷5 cm厚钢纤维混凝土并安装4 mφ20的胀壳式锚杆作为初期支护,再 喷钢纤维混凝土进行永久支护。边墙、顶拱的永久支护措施为分别安装长6 mφ28和长4 mφ 25的砂浆锚杆,<
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