江蘇溧陽抽水蓄能電站引水豎井施工技術(shù)分析

江蘇溧陽抽水蓄能電站引水豎井施工技術(shù)分析

孫學(xué)明

(江蘇國信溧陽抽水蓄能發(fā)電有限公司安全環(huán)保部，江蘇 溧陽213334)

【摘要】引水豎井施工是電站工程重要的施工內(nèi)容之一，引水豎井施工的有效性和安全性，將直接影響整個(gè)電站工程的質(zhì)量。本文結(jié)合江蘇溧陽抽水蓄能電站的工程實(shí)例，對(duì)引水豎井的具體施工技術(shù)進(jìn)行深入研究。

【關(guān)鍵詞】電站工程；引水豎井；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U455.8

Analysis of Jiangsu Liyang pumped energy storage power plant

water diversion shaft construction technology

SUN Xueming

(SafetyandEnviromentProtectionDepartmentofJiangsuGuoxinLiyangPumpedEnergyStoragePower

GenerationCo.,Ltd.,Liyang213334,China)

Abstract:Water diversion shaft construction is one of the important construction contents in power plant projects. Effectiveness and safety of water diversion shaft construction can directly affect quality of the whole power plant project. In the paper, project examples of Jiangsu Liyang pumped energy storage power plant is combined for in-depth study of concrete construction technology in water diversion shafts.

Key words: power plant project; water diversion shaft; construction technology

近年來，為了緩解我國逐年增長的用電壓力，蓄能電站的建設(shè)項(xiàng)目正在不斷增加。江蘇溧陽抽水蓄能電站地處江蘇省溧陽市，是江蘇省目前最大的抽水畜能電站，也是溧陽歷史上最大的固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目。該水電站的建成，對(duì)優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)、提高供電質(zhì)量，以及保障國家電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行等，都具有重要的作用。在該工程實(shí)施過程中，引水豎井施工非常關(guān)鍵，它是保證整個(gè)水電站工程得以順利實(shí)施的前提條件。本文將對(duì)該工程的2號(hào)引水豎井施工技術(shù)進(jìn)行具體探討。

1工程概況

江蘇溧陽抽水蓄能電站2號(hào)引水豎井段長度為126.395m。實(shí)際施工過程中，考慮上下彎段部分?jǐn)U挖區(qū)域，2號(hào)引水豎井實(shí)際開挖深度為170.5m(上部高程為120.7m、下部導(dǎo)洞頂高程為-49.8m)，開挖斷面均為圓形，最大開挖直徑為10.8m。

2引水豎井的施工布置

2.1施工方案的選擇

2號(hào)引水豎井原計(jì)劃采用反井法施工。但在導(dǎo)孔反拉施工完成后，由下彎段巖脈區(qū)向上逐層剝落，在豎井底部形成了一個(gè)大的空腔，空腔隨豎井開挖出渣逐漸向上發(fā)展。從工程安全、施工難度和工期方面綜合考慮，總體上分上下兩段，分別采用不同的施工方案。上段的地質(zhì)條件相對(duì)較好，高程約至30m，可繼續(xù)采用控制性出渣的反井施工方案；而下段約位于高程30m以下部分，采用正井法進(jìn)行擴(kuò)挖。其中分段高程應(yīng)結(jié)合實(shí)際地質(zhì)和施工情況進(jìn)行調(diào)整。但不論采用何種方案，均須在掌子面四周向下打4個(gè)輻射狀探孔，孔深20m，開挖至孔深15m時(shí)繼續(xù)打孔，以便連續(xù)不間斷地超前查明塌空情況，確保施工安全。具體的工程量見下表。

引水豎井調(diào)整后主要工程量表

2.2施工布置

為保證施工運(yùn)輸?shù)男枨?，施工前需做好施工臨時(shí)交通的布置。交通布置不僅要合理，還要保證施工期間道路的暢通。另外，引水豎井施工前還需要做好施工供風(fēng)、通風(fēng)、供電、供水以及排水等工作。該工程通過認(rèn)真分析、全面比選，對(duì)這些都進(jìn)行了科學(xué)的布置與安排。此外，豎井施工前，還需要對(duì)引水豎井的提升系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)與布置。該工程中正井法由100t龍門吊提升9m3出渣料斗，工作面采用0.6m3反鏟裝渣，2個(gè)出渣料斗交替吊運(yùn)，石渣吊運(yùn)至豎井上部的卸料平臺(tái)，直接裝車運(yùn)至棄渣場。同時(shí)單獨(dú)在井口一側(cè)邊緣設(shè)置一套載人系統(tǒng)，采用5t雙筒卷揚(yáng)機(jī)提升吊籠，以供作業(yè)人員上下井。

3引水豎井開挖技術(shù)

3.1開挖、支護(hù)

a.開挖。由于引水豎井下部存在塌空區(qū)，因此施工時(shí)將豎井分為3段，采取不同施工方案擴(kuò)挖支護(hù)：當(dāng)塌空區(qū)未超出設(shè)計(jì)開挖邊線的區(qū)段時(shí)，采用反井法開挖，爆破渣料由反鏟拋入導(dǎo)井，在豎井底部控制性出渣，專人統(tǒng)計(jì)出渣量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)開挖量與出渣量有較大出入時(shí)，立即暫停反井?dāng)U挖；當(dāng)塌空范圍超出設(shè)計(jì)開挖輪廓線但處于變化較平緩的區(qū)段時(shí)，可采用壓渣方式保證開挖井壁的穩(wěn)定，保持堆渣體與施工面(主要為支護(hù))在同一高程，便于進(jìn)行支護(hù)作業(yè)；當(dāng)塌空范圍超出設(shè)計(jì)開挖輪廓線但處于塌空區(qū)斷面突然變大的區(qū)段時(shí)，由于塌空區(qū)突然變大，為避免倒懸區(qū)域再次掉塊甚至塌方，對(duì)施工形成極大的安全隱患，可采用正井法開挖。

b.主要支護(hù)方式。在此次引水豎井施工中，主要采用的支護(hù)方式為錨桿支護(hù)和超前小導(dǎo)管施工。具體的施工工藝可根據(jù)豎井的地質(zhì)變化情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。尤其在大塊石密集區(qū)和碎渣區(qū)，為保證施工質(zhì)量，每個(gè)施工細(xì)節(jié)都必須認(rèn)真操作。

c.鋼支撐施工。鋼支撐按設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸要求預(yù)先在鋼支撐加工廠加工成型。鋼支撐加工應(yīng)嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)尺寸，頂拱與側(cè)拱之間采用螺栓連接或焊接。螺栓連接時(shí)孔眼中心間誤差不超過±5mm；鋼支撐按設(shè)計(jì)位置安設(shè)，在安設(shè)過程中當(dāng)鋼支撐和初噴層之間有較大間隙時(shí)設(shè)騎馬墊塊，鋼支撐與圍巖(或墊塊)接觸間距不大于50mm；為增強(qiáng)鋼支撐的整體穩(wěn)定性，將鋼支撐與錨桿焊接在一起。按設(shè)計(jì)圖紙要求，沿鋼支撐設(shè)置φ22縱向連接鋼筋，間距1m。鋼支撐架立后盡快進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)，將鋼支撐全部覆蓋，使鋼支撐與噴混凝土共同受力，噴射混凝土分層進(jìn)行，每層厚度5~6cm左右。

3.2混凝土施工

a.主要材料。水泥選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的普通硅酸鹽水泥。水泥等級(jí)不低于P.O42.5。進(jìn)場水泥應(yīng)有生產(chǎn)廠的質(zhì)量證明書；砂選用質(zhì)地堅(jiān)硬、細(xì)度模數(shù)大于2.5的粗、中砂。使用時(shí)，含水率控制在5%~7%；粗骨料粒徑應(yīng)不大于15mm。噴射混凝土速凝劑的初凝時(shí)間不大于5min，終凝時(shí)間不大于10min；鋼筋網(wǎng)采用Ⅰ級(jí)鋼筋網(wǎng)，直徑和間排距滿足設(shè)計(jì)要求。

b.施工要點(diǎn)。施工前要清理并沖洗受噴面，對(duì)于遇水易潮解的泥化巖面，采用壓力風(fēng)清理。清理合格后，在系統(tǒng)錨桿外露段上設(shè)置噴厚標(biāo)記，無錨桿的受噴面，采用砂漿或自插鋼筋標(biāo)記，標(biāo)記鋼筋外端頭低于噴射混凝土表面3~5mm。對(duì)受噴面滲水部位，采用埋設(shè)導(dǎo)管、盲管作排水處理；噴射混凝土的配合比通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)確定；混合料攪拌時(shí)間不少于2min，混合料隨拌隨用，存放時(shí)間不超過20min，以保持物料新鮮；鋼筋網(wǎng)與巖面之間采用預(yù)制混凝土塊支墊，確保鋼筋網(wǎng)在噴層內(nèi)居中，保護(hù)層厚度不小于50mm。鋼筋網(wǎng)與錨桿端頭用點(diǎn)焊連接固定。噴射混凝土必須填滿鋼筋網(wǎng)與巖石間空隙；噴射混凝土采用干噴機(jī)作業(yè)，受噴面作業(yè)采用自下而上分段分區(qū)方式進(jìn)行，區(qū)段間的接合部和結(jié)構(gòu)的接縫處應(yīng)妥善處理，噴射作業(yè)時(shí)，不得漏噴，連續(xù)供料，工作風(fēng)壓穩(wěn)定。若因故中斷作業(yè)時(shí)，將噴射機(jī)及料管內(nèi)的積料及時(shí)清理干凈；噴射混凝土初凝2h后，及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.3深孔固結(jié)灌漿

由于豎井下部塌空區(qū)范圍大，為增加堆渣體的密實(shí)度，深孔固結(jié)可采用20~40m深孔對(duì)堆渣體一次性進(jìn)行全面固結(jié)，同時(shí)對(duì)周邊的塌空區(qū)與堆渣體間的空腔用流動(dòng)性好的混凝土、砂漿、灌漿進(jìn)行填充。對(duì)堆積體進(jìn)行灌漿處理的程序?yàn)?平整堆渣體頂部并適當(dāng)壓實(shí)→鉆孔(進(jìn)入塌空區(qū)與堆渣體之間空腔)→空腔用砂漿或水泥漿回填→鉆孔→堆渣體固結(jié)灌漿。

3.4施工監(jiān)測(cè)

施工監(jiān)測(cè)是保證豎井施工安全的重要措施。由于堆渣體內(nèi)開挖是2號(hào)引水豎井開挖支護(hù)的難點(diǎn)，噴錨支護(hù)形成的井筒需要對(duì)井筒變形、沉降和偏斜進(jìn)行控制。井筒變形采用收斂觀測(cè)，在塌空區(qū)井筒內(nèi)每15m布置一個(gè)收斂斷面，每個(gè)斷面按正方形布置4個(gè)測(cè)點(diǎn)，量測(cè)6個(gè)測(cè)線；井筒沉降和偏斜監(jiān)測(cè)利用布置的收斂測(cè)點(diǎn)進(jìn)行，正常段的測(cè)點(diǎn)擬定為不動(dòng)點(diǎn)，用收斂計(jì)量測(cè)其與下方井筒內(nèi)收斂測(cè)點(diǎn)的相對(duì)距離來推算井筒沉降和偏斜值。

4結(jié)語

為保證引水豎井施工高質(zhì)量、高效率完成，在施工過程中除了要做好上述施工技術(shù)保障措施外，還要做好施工的調(diào)度及進(jìn)度安排工作，此外，還需要對(duì)施工安全措施進(jìn)行周密的安排。只有做到這些，才能保證引水豎井工程的順利實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

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