尾水调压井开挖支护施工方案Word文档下载推荐.docx
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开口位置设置锁口锚杆Φ25@1500(L=4000,入岩3850,距孔口500mm,向外倾角5°
);
Ⅲ、Ⅳ类围岩锚杆Φ20@1500×
1500(L=3000,入岩2850,梅花型布置),喷混凝土C25厚100。
(4)连接洞:
边墙、顶拱设置锚杆Φ20@1500×
连接洞与升管相接位置设置锁口锚杆Φ25@1500,2×
6根(L=4000,入岩3850,距孔口500mm,倾角65°
)。
1.2、地质概述
根据施工图纸显示,尾水调压井工程地质条件较好,围岩以Ⅰ、Ⅱ类为主,断层附近为Ⅲ类,夹少量Ⅳ类围岩。
尾水调压井遇到7条断层,其中f355及f359对尾水调压井的围岩稳定有一定得影响,其余断层对围岩稳定影响较小。
1.3、主要工程量
尾水调压井及连接洞开挖支护施工主要工程量如表1.3-1所示。
表1.3-1开挖支护施工主要工程量表
部位
项目
单位
工程量
尾水调压井及连接洞
石方洞挖
m3
1936
石方井挖
20124
锚杆Φ25,L=5000,入岩4850
根
140
锚杆Φ25,L=4000,入岩3850
624
锚杆Φ20,L=3000,入岩2850
412
喷混凝土C25,厚100
576
喷混凝土C25,厚150
47
Φ14@1500×
1500架立筋
t
0.68
Φ8@200×
200钢筋网
1.58
2、施工依据
施工依据设计图纸为:
《尾水调压井及尾调通气洞开挖、支护图》[图号:
DZ14D2-2-10、11]、《尾水调压井结构布置图》[图号:
DZ14D2-2-09]。
3、施工布置
(1)供风、供水
尾水调压井导井开挖施工供水、供电由尾调通气洞已形成的系统接引至工作面;
尾水调压井下部连接洞开挖支护、从尾水隧洞已形成的系统接引;
尾水调压井一次、二次及三次扩挖支护施工由尾调通气洞已形成的系统接引至工作面。
供风管线采用DN125焊接钢管,按照相关要求固定在岩壁上,开挖时距离作业面前30m采用橡胶管;
供水管线采用DN80焊接钢管,按照相关要求固定在岩壁上,开挖时距离作业面前30m采用橡胶管。
(2)供电
尾水调压井下部连接洞的施工由尾水隧洞已形成的系统接引;
升管段及大井段的开挖施工由尾调通气洞已形成的系统接引。
洞(井)内每15m设一盏200W/220V的白炽灯,每50m设一盏应急灯。
(3)通风
尾水调压井开挖施工利用尾调通气洞已形成的系统进行通风;
连接洞开挖支护施工利用尾水隧洞已形成的系统进行通风;
导井钻挖施工出渣时利用尾水隧洞已形成的系统进行通风;
一次、二次及三次扩挖支护施工时由于已形成自然通风的环路,通风可采用自然通风为主,特殊情况下启动尾水隧洞及尾调通气洞的通风系统加快洞内空气流动速度。
(4)排水
尾水调压井导孔施工中产生的废水可直接通过尾调通气洞设置的排水系统排出;
尾水调压井扩挖施工中产生的废水可直接通过导井壁流入尾水洞与4#施工支洞交叉部位底板上预先挖设的集水坑内,并利用坑内设置的2"
潜水泵通过原4#施工支洞排水系统将该施工废水排放到洞外污水处理池内,净化达标后排放。
(5)交通与运输
1)施工道通道为通风洞至尾调通气洞至尾调通气洞(WT0+415.523~WT0+522.623)或尾水隧洞至连接洞。
进出洞人员利用交通车出入,非特殊情况下不允许步行进洞。
2)尾水调压井开挖施工中爆落的石渣经下部连接段、尾水洞、4#施工支洞、3#施工支洞运至交通洞洞外的弃渣场弃渣。
3)而为了解决施工中可能遇到的提升设备故障修理时施工人员的上下交通问题,另需沿井壁至上而下布置一道带靠背护栏的固定钢爬梯,并沿爬梯边侧每隔20m设置一歇脚平台,爬梯距扩挖工作面约4m处改接一道软梯(可拆卸)至掌子面。
4)在尾水调压井下部连接洞处进行出渣施工,出渣采用3.0m3侧翻装载机装15t自卸车运至指定弃渣场。
(6)通讯
在井口值班室与施工作业面各设两部对讲机(一部备用)以满足作业面与井口的相互联系,井口值班室与洞口值班室采用固定有线对讲机进行联系。
(7)尾水调压井提升设备调整
前期投标时一次、二次及三次扩挖支护施工期间采用JT10T型卷扬机配合自制的圆台型吊篮进行施工所需材料、工器具及施工人员的运输。
根据业主、监理要求竖井、斜井提升系统不准采用卷扬机,而是采用提升绞车用于竖井和斜井提升升降人员、材料、工具和设备等,提升绞车设备投入费用业主应给予施工单位补偿,2013年8月21日由业主组织、监理带队到清远蓄能电站参观竖井、斜井提升绞车,双筒绞车设有液压齿轮离合器及调绳联锁装置,调绳准确迅速;
操纵台设有深度指示器,整机具有结构紧凑、操纵方便、安全可靠等优点。
4、施工程序
4.1、施工总程序框图
施工总程序框图见下页图4.1-1。
5、主要施工方法
5.1、施工简述
尾水调压井主要有下部连接管开挖支护施工、导井开挖支护施工、一次扩挖支护施工、二次扩挖支护施工及三次扩挖支护施工组成,根据不同的断面型式、不同的围岩类别及地质条件,采用不同的开挖支护方法。
尾水调压井下部连接洞段、升管段、大井段开挖爆破的石渣,在尾水调压井下部连接段位置,采用WA380型侧翻式装载机装碴,15.0t自卸车运碴经4#施工支洞、3号施工支洞至本标段碎石系统毛料堆场。
5.2、开挖支护施工措施
5.2.1、连接洞
(1)测量放样
根据工程师提供的电站测量控制网点建立连接洞开挖施工的测量放样控制点。
测量控制网点和测量放样控制点的建立采用全站仪进行,同时定期对测量导线进行复测,确保连接洞开挖施工精度。
开挖施工要求每排炮进行测量放样控制,采用红油漆画出设计开挖边线、洞中心线,并现场作测量放样技术交底。
(2)开挖施工
连接管采用分层掘进的方式进行开挖,上层高7m,下层分别为3.8m。
周边孔采用光面爆破技术施工方法。
钻孔采用YT28气腿式手风钻造孔,炸药采用乳化炸药,非电毫秒雷管起爆,采用专用起爆器引爆非电雷管。
炮孔采用炮泥堵塞。
如果开挖遇到岩石渗漏水地段则采用防水型的乳化炸药。
开挖施工利用自制钢结构作业平台架子进行。
断层和岩石节理密集带或破碎带部位采取的开挖措施:
采取“短进尺、弱爆破”的施工方法。
具体开挖要求为:
采用短进尺(扩挖循环进尺不超过2.0m)、弱爆破(岩石炸药单耗不大于0.5kg/m3、周边孔间距不大于40cm且线装药密度控制在250g/m以下)、锚喷支护跟进工作面的施工方法,同时加强围岩变形安全监测工作。
出碴施工采用WA380型侧翻式装载机装碴,采用15.0t自卸车运碴至本标段碎石系统毛料堆场。
弃碴要求弃碴堆放整齐,严禁乱倒碴。
开挖工作面采用人工配合反铲清面。
连接管开挖爆破设计参照附图附图01~附图02。
开挖爆破作业循环时间见下表。
表5-1连接洞开挖爆破作业循环时间表
工序
测量
钻孔
装药连网
爆破排烟
安全处理
出碴
清面
其它
合计
时间(h)
1
3.0
1.0
0.5
11.5
每天2个循环,循环进尺2.7m,平均月进尺90m,最高月进尺120m。
3)支护施工
根据设计图纸要求以及开挖出露的实际围岩情况,采取随机锚杆、系统锚杆、喷砼、挂网等支护形式。
支护施工使用的原材料要求:
锚杆采用Ⅱ级螺纹钢筋,水泥采用标号不低于P.042.5的普通硅酸盐水泥,砂采用最大粒径不大于2.5mm的中细砂,速凝剂采用不含对锚杆有腐蚀作用成分的速凝剂,水泥砂浆配合比由电站中心试验室提供并且强度等级不低于20Mpa。
同时,上述施工材料必须按规定进行取样和检验。
锚杆孔采用气腿式手风钻造孔,高压风水清洗孔验收合格后,采用“先注浆后安装锚杆”的施工方法,利用电动注浆泵注浆,人工安装锚杆。
喷砼施工顺序采取先喷边墙、后喷顶拱,分块分层进行。
喷砼采用HPJ-Ⅰ型砼喷射机施喷,喷砼前要对施喷面进行清洗并验收。
支护施工按工程师的意见及招标文件和有关施工技术规范的有关规定执行,同时按规定进行检验。
5.2.2、井口防护围栏制安
为防止井口周围石渣、块石及其它异物掉入井中伤及井下施工作业人员,待尾水调压井开挖进尺10.0m后,宜在尾调通气洞上室廊道与调压井相交断面处临时设置一道横向防护围栏,围栏框架由每间隔2.0m布置的一道竖向插筋(插筋规格为Ф22,L=150cm,入岩30cm)与两道环向布置、间距为60cm的ф12钢筋焊接连接,并在钢筋框架外侧设置一道竹帘,竹帘与框架间采用10#铁线绑扎固定。
待调压井井口平台形成后,防护围栏重新移设。
5.2.3、绞车提升系统布置及运行
尾水调压井开挖进尺≥20m后,在尾调通气洞上室廊道适当位置分别布置2台10t提升绞车,提升绞车座在预先浇筑好的C25砼基础上,其机座与地锚(地锚钢筋选用Φ25,入岩2.5m,外露0.5cm)焊接固定。
而其钢丝绳则通过固定在尾水调压井顶拱和井口附件的导向轮分别与扩挖平台采用钢丝绳夹连接固定。
绞车提升系统布置完成后,应先分别在空载和荷载状态下试运行,并形成记录。
待确定设备运行状态良好后方允许正式使用。
5.2.4、绞车提升系统结构设计
(1)尾水调压井顶拱天锚设计
为了尾水调压井扩挖、混凝土衬砌提升系统布置的需要,在尾水调压井顶拱应设置2个天锚固定导向轮,天锚由锚杆束组成,锚杆规格为Φ25,长度为5.0m,入岩4.7m,岩石与锚杆夹角为75°
沿上室廊道轴线方向左右各布置2排,间排距0.4×
0.5m,共计20根。
(2)锚杆抗拔力计算
1)取值条件
A、岩石—砂岩—f=0.45B、锚固剂
C、锚杆:
I级钢230N/mm2、钻孔径—Ф42mm、
L=4700mm、K—1.4(安全系数)
2)单根锚杆的抗拔力(N)
Rt=πdLf=3.14*42*4700*0.45=278926N=27.89吨
3)锚杆截面积
As=(KRt)/Rg=(1.4*278926)/230=Ф16.97mm
天锚采用锚杆规格为Φ25,入岩4.7m,经计算Ф25>
Ф16.97mm完全符合设计要求
4)单根锚杆的抗拉强度值(б)
б=πR²
*230N=3.14*12.5²
*230N=11290N=11.3吨
10根锚杆的抗拉强度值:
10*11.3吨=113吨
注:
如果考虑锚杆部分剪力因素(国家规定抗剪值为抗拉值的≈58~60%,按58%计算113吨*58%=65.54吨)
5)重力与锚杆许用应力值比较
尾水调压井扩挖台车、设备及施工人员总重约为6.5t,用两个天锚起吊6吨扩挖台车,则65.54吨*2÷
6.5吨=20倍。
从以上计算得出结论、天锚的安
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