龍開口水電站燕子崖砂石加工系統(tǒng)半成品多級(jí)豎井運(yùn)輸技術(shù)

羅 艷

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司 長(zhǎng)沙市 410004）

1 項(xiàng)目概況

龍開口水電站位于金沙江中游、云南省大理州與麗江市交界的鶴慶縣中江鄉(xiāng)龍開口村河段上，電站裝機(jī)規(guī)模為1 800 MW，是金沙江中游河段規(guī)劃的第6個(gè)梯級(jí)電站，上接金安橋水電站，下鄰魯?shù)乩娬尽?/p>

燕子崖砂石加工系統(tǒng)作為龍開口水電站主體工程混凝土成品骨料的供料系統(tǒng)，需滿足混凝土高峰時(shí)段月平均強(qiáng)度約25萬(wàn)m3的砂石料供應(yīng)，加工系統(tǒng)成品料生產(chǎn)能力不小于1 650 t/h。

燕子崖料場(chǎng)為燕子崖砂石加工系統(tǒng)的毛料場(chǎng)。此料場(chǎng)為堆積斜坡地貌，地形坡度20°～40°，局部地段近直立陡崖，運(yùn)輸條件差；高程2 100 m以上地形轉(zhuǎn)緩，運(yùn)輸條件較好。根據(jù)燕子崖砂石加工系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝要求，結(jié)合料場(chǎng)附近的地形條件，粗碎車間布置在料場(chǎng)東側(cè)200 m、高程2 100 m的坡地上。從料場(chǎng)至粗碎車間毛料運(yùn)輸距離（0.9～1.6）km，道路等級(jí)均采用山嶺重丘三級(jí)，混凝土路面，采用自卸汽車將毛料運(yùn)輸至粗碎車間。燕子崖砂石加工系統(tǒng)布置區(qū)高程約（1 470～1 500）m，其中半成品料倉(cāng)位于山腳1 500 m高程。

燕子崖料場(chǎng)與砂石加工系統(tǒng)之間山體陡峭，特別是粗碎車間與半成品料倉(cāng)間山體之間垂直高差達(dá)600多m，水平距離僅900 m，半成品料運(yùn)輸非常困難。本項(xiàng)目通過對(duì)溜槽、公路、膠帶和豎井運(yùn)輸方案綜合比選，確定采用了“三豎三平”多級(jí)豎井作為半成品運(yùn)輸方案，可有效解決了半成品料的運(yùn)輸問題。以下主要敘述“三豎三平”多級(jí)豎井設(shè)計(jì)技術(shù)與運(yùn)行技術(shù)。

2 多級(jí)豎井設(shè)計(jì)技術(shù)

2.1 多級(jí)豎井級(jí)數(shù)設(shè)計(jì)

多級(jí)豎井的級(jí)數(shù)，指的是1個(gè)豎井+1個(gè)平洞（含豎井井底放料設(shè)備和平洞膠帶機(jī)輸送設(shè)備）為一級(jí)，以此類推。

燕子崖砂石系統(tǒng)粗碎車間位于2 100 m高程，半成品料倉(cāng)位于山腳1 500 m高程，粗碎車間與半成品料倉(cāng)間垂直高差600 m，水平距離900 m。多級(jí)豎井級(jí)數(shù)的設(shè)計(jì)主要考慮以下幾個(gè)方面：

（1）為了保證施工進(jìn)度，節(jié)約施工成本，綜合考慮常用的比較成熟的LM-200型反井鉆機(jī)施工機(jī)械特性，豎井深度控制在200 m以內(nèi)為宜；

（2）根據(jù)豎井穿越的地層圍巖情況，在白云巖地層、白云巖與灰?guī)r結(jié)合地層、灰?guī)r地層分別布置1個(gè)豎井為宜，這樣有利于單個(gè)豎井的開挖和支護(hù)；

（3）根據(jù)3個(gè)豎井井口地質(zhì)情況，對(duì)井口位置做細(xì)微調(diào)整，使井口布置在地質(zhì)條件較好的范圍；

（4）3個(gè)豎井消除的落差不足600 m由3條平洞小傾角下行補(bǔ)償。

根據(jù)以上幾個(gè)方面綜合考慮，最終選擇“三豎三平”三級(jí)豎井方案。上一級(jí)平洞出口與下一級(jí)豎井入口銜接，通過三級(jí)豎井和平洞的連續(xù)組合連通位于高處的裝料點(diǎn)2 076 m高程與位于低處的卸料點(diǎn)1 608 m 高程，第一級(jí)豎井入口靠近裝料點(diǎn)，最后一級(jí)平洞出口靠近卸料點(diǎn)。

“三豎三平”三級(jí)豎井方案示意見圖1。

圖1 “三豎三平”三級(jí)豎井方案示意圖

2.2 多級(jí)豎井結(jié)構(gòu)與支護(hù)形式設(shè)計(jì)

燕子崖半成品運(yùn)輸豎井穿過的巖層地質(zhì)條件復(fù)雜，先后穿過白云巖地層、白云巖與灰?guī)r結(jié)合地層、灰?guī)r地層。結(jié)合國(guó)內(nèi)其它水電項(xiàng)目豎井襯砌的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，項(xiàng)目組織有關(guān)專家、技術(shù)人員召開專題會(huì)議，針對(duì)龍開口砂石系統(tǒng)骨料豎井設(shè)計(jì)有關(guān)問題進(jìn)行了進(jìn)一步分析和研究。

（1）綜合分析和對(duì)比國(guó)內(nèi)外類似豎井工程和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)輸送的散狀物料粒徑、輸送量大小等特性，豎井直徑確定為4 m（襯砌后直徑）。

（2）為了使襯砌混凝土澆筑時(shí)振搗能夠密實(shí)，并減少開挖對(duì)襯砌鋼板的安裝的影響，混凝土襯砌厚度為30cm。

（3）襯砌錳鋼板厚度為12 mm。

（4）為了施工的方便和快捷，襯砌混凝土內(nèi)不配筋。

（5）襯砌錳鋼板采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1.2 m逐節(jié)焊接。襯砌混凝土澆筑時(shí)預(yù)留20 cm以方便本層鋼板與上層鋼板的焊接。

（6）為保證鋼板與混凝土的連接可靠，在鋼板外側(cè)加肋。采用8mm厚鋼板環(huán)形布置，外伸6cm，為了與混凝土結(jié)合密實(shí)，其上增加鉆孔。每節(jié)1.2 m高錳鋼板上加兩圈肋。并在鋼板外側(cè)按1m間距梅花型布設(shè)Φ16錨筋，鋼筋外伸15cm，并應(yīng)滿足錨固長(zhǎng)度要求。

（7）豎井底部喇叭口位置襯砌混凝土厚度為50 cm，混凝土內(nèi)需配筋，只保留內(nèi)層配筋。

（8）為了確保井底出料均勻，喇叭口豎直段高度為6 m。

經(jīng)過對(duì)以上方面的研究，結(jié)合國(guó)內(nèi)其它水電項(xiàng)目豎井運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，“三豎三平”，多級(jí)豎井的結(jié)構(gòu)與支護(hù)設(shè)計(jì)具體為：1#、2#豎井開挖斷面φ=400 cm，成型斷面φ=400 cm，由于開挖圍巖類型較好，井口向下6 m段進(jìn)行鎖口支護(hù)處理。鎖口段先采用C10噴混凝土厚10 cm，然后再采用厚30 cm鋼筋混凝土襯砌，井身沒有襯砌處理。3#豎井開挖斷面為φ=400 cm，由于圍巖類型較差采取了全斷面襯砌處理，支護(hù)方式為先采用C10噴混凝土厚10 cm，再采用厚40 cm鋼筋混凝土襯砌，襯砌完成后成型斷面為 φ=300 cm。

1#～3#豎井井底均采用喇叭口型，井底向上10 m段支護(hù)類型先采用C10噴混凝土厚10 cm，再采用厚80 cm鋼筋混凝土襯砌。井底采用地弄結(jié)構(gòu)與廊道相連，并設(shè)有檢修通道，便于豎井堵料時(shí)進(jìn)行維護(hù)。

1#豎井井口平臺(tái)高程為▽2 076 m，井底高程為▽1 951.0 m，開挖高度為125 m。

2#豎井井口平臺(tái)高程為▽1 877 m，井底高程為▽1 789 m，開挖高度為88 m。

3#豎井井口平臺(tái)高程為▽1 732 m，井底高程為▽1 624 m，開挖高度為108 m。

半成品運(yùn)輸膠帶機(jī)廊道包括1#皮帶機(jī)、2#皮帶機(jī)、3#皮帶機(jī)廊道，廊道為下坡平洞，坡度為8%，分別與豎井相接，廊道斷面尺寸寬×高為400 cm×450 cm，城門洞型。

其中 1#廊道長(zhǎng)度約為 207 m，2#廊道長(zhǎng)度為264 m，3#廊道長(zhǎng)度約為200 m。

豎井鎖扣及暗井配筋圖見圖2（a），豎井底部廊道結(jié)構(gòu)布置見圖2（b）。

圖2 豎井鎖扣及暗井配筋圖(a)和豎井底部廊道結(jié)構(gòu)布置圖（b）

3 多級(jí)豎井運(yùn)行技術(shù)

根據(jù)龍灘水電站、小灣水電站及金安橋水電站砂石系統(tǒng)豎井的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合燕子崖砂石系統(tǒng)半成品運(yùn)輸特點(diǎn)，該項(xiàng)目豎井安全運(yùn)行技術(shù)如下。

3.1 運(yùn)行要求

（1）進(jìn)料要求。在豎井首次進(jìn)料前，要在井底先鋪設(shè)粒徑小于150 mm的砂石料，料層厚度應(yīng)不小于豎井深度的8%，且最小值應(yīng)大于10 m。作為緩沖墊層，以減少所進(jìn)物料對(duì)井底結(jié)構(gòu)沖擊和破壞?？刂莆锪狭?，根據(jù)豎井設(shè)計(jì)直徑和巖壁支護(hù)情況的要求，物料尺寸一般不宜超過1 m。進(jìn)料過程中，井內(nèi)積料每上升（20～30）m時(shí)，底部放料設(shè)備應(yīng)運(yùn)行一次，保證豎井內(nèi)的物料處于松動(dòng)狀態(tài)，以此類推，往復(fù)循環(huán)，直至豎井處于滿井狀態(tài)后，豎井即可正常運(yùn)行。

（2）滿井運(yùn)行要求。豎井運(yùn)行時(shí)，嚴(yán)禁將豎井內(nèi)的石料放空，一般從井口下降15 m左右即須補(bǔ)充進(jìn)料，確保滿井運(yùn)行，這樣可減少石料對(duì)井壁的磨損，同時(shí)又可減少高落差下料對(duì)井壁產(chǎn)生沖擊破壞。豎井進(jìn)料過程中，采用自卸汽車、推土機(jī)喂料時(shí)盡量避免在同一地點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間下料，定期更換下料點(diǎn)有利于減少粗骨料集中、降低堵井概率；采用膠帶機(jī)喂料時(shí)，卸料至豎井中心點(diǎn)。

（3）跑礦預(yù)防措施。豎井運(yùn)行過程中，還要注意跑礦現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)井內(nèi)石料不足且長(zhǎng)時(shí)間未出料，井中的石料壓實(shí)而形成不透水層，加之地表水和裂隙水大量涌入豎井，則井內(nèi)水位不斷升高到超過一定限度后，以泥石流的形式?jīng)_出卸料口，形成跑礦。為預(yù)防跑礦現(xiàn)象發(fā)生，需在井口設(shè)置防洪排水設(shè)施、保持井內(nèi)滿井運(yùn)行、定期放礦等措施。

3.2 堵井處理技術(shù)措施

豎井運(yùn)行過程中，受料源質(zhì)量、人為操作失誤等原因影響，會(huì)造成堵井現(xiàn)象。堵井一般發(fā)生在井底30 m以內(nèi)部位，個(gè)別由于受超徑石及井身支護(hù)錨桿脫落架空物料導(dǎo)致堵井。其措施有：

（1）按滿井生產(chǎn)工法加強(qiáng)對(duì)豎井運(yùn)行管理，嚴(yán)禁豎井因設(shè)備檢修而停運(yùn)時(shí)間過長(zhǎng)，保證井中物料處于松動(dòng)狀態(tài)，并嚴(yán)格控制進(jìn)井料源粒徑。加強(qiáng)豎井的生產(chǎn)管理，采取有效的排水措施，嚴(yán)禁地表水流入豎井內(nèi)；嚴(yán)禁廢鋼釬等雜物落入豎井；不論砂石系統(tǒng)是否生產(chǎn)，豎井都應(yīng)經(jīng)常放料，以保持豎井內(nèi)的石料處于松動(dòng)狀態(tài)，避免由于石料在重力作用下逐漸被壓實(shí)，粘結(jié)為一體，形成結(jié)拱型懸拱。

（2）堵井情況發(fā)生后，應(yīng)先通過監(jiān)視孔確認(rèn)堵井位置，根據(jù)堵井長(zhǎng)度采用長(zhǎng)竹竿或氫氣球捆綁炸藥送至堵井點(diǎn)進(jìn)行爆破松動(dòng)處理；如儲(chǔ)料倉(cāng)與豎井相交位置物料板結(jié)而形成的堵井，應(yīng)通過放料口對(duì)側(cè)設(shè)置疏通平洞及輔助出料口，輔以小藥量爆破或利用振動(dòng)給料機(jī)松動(dòng)已經(jīng)壓實(shí)的積料；由于垮石而產(chǎn)生放料口位置堵井時(shí)，可利用風(fēng)鎬或電動(dòng)沖擊錘對(duì)垮石進(jìn)行分解即可疏通。

4 結(jié) 論

龍開口水電站為碾壓混凝土重力壩，混凝土總量約500萬(wàn)m3，需要砂石骨料總量約1 100萬(wàn)t，主要由燕子崖砂石加工系統(tǒng)供應(yīng)，通過實(shí)踐證明，“三豎三平”多級(jí)豎井運(yùn)輸技術(shù)解決了半成品料的運(yùn)輸難題，骨料級(jí)配總體平衡，滿足了工程需要。

湖南省2017年抗洪救災(zāi)先進(jìn)集體

短 訊

2017年8月28日，2017年全省抗洪救災(zāi)總結(jié)大會(huì)在長(zhǎng)沙召開，會(huì)議回顧總結(jié)抗洪救災(zāi)工作，表彰先進(jìn)集體和個(gè)人，激勵(lì)全省廣大干部群眾弘揚(yáng)不屈不撓、眾志成城的抗洪精神，努力開創(chuàng)全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新局面。

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湖南省2017年抗洪救災(zāi)先進(jìn)個(gè)人

李磊、李新民、鄧華、袁自力、廖嫦娥、朱兆軍、顏壽樂、甘毅、劉蘭芳、黃建紅、周正飛、岳健、劉仁秋、賀斌、蔣向平、陽(yáng)定生、宋愛林、趙力、佘群山、向瓊、鄧璐、范銀貴、楊鋒、劉固華、陳徐恩、申亞蘭、張水云、黃澤良、劉兵吾、謝冬明、向新顏、吳軍保、黃勇、闕志華、賀良貴、鄧客祥、何哲云、呂建仙、黃遠(yuǎn)來(lái)、梁相林、劉健康、許珍陽(yáng)、歐陽(yáng)東、鄧自良、李國(guó)旗、吳化軍、文正足、段建華、張鵬、胡金華、舒暢、蔣銘、謝啟江、楊忠利、毛德昌、張二平、吳舉、張華、詹曉安、劉燕龍、周永強(qiáng)、宋荷花