导流洞开挖支护施工浅析

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2019/11/11来源:《防护工程》2019年13期文/王宝雄
[导读]文章以金沙江上游巴塘水电站引水发电及导流泄洪系统工程中导流洞开挖支护施工为例对导流洞开挖支护施工进行了浅要的分析,希望其中关于复杂情况的处理以及施工方法的具体实践能够为类似施工提供参考与借鉴。

王宝雄
        中国水利水电第五工程局有限公司三分局
        摘要:文章以金沙江上游巴塘水电站引水发电及导流泄洪系统工程中导流洞开挖支护施工为例对导流洞开挖支护施工进行了浅要的分析,希望其中关于复杂情况的处理以及施工方法的具体实践能够为类似施工提供参考与借鉴。
        关键词:导流洞;开挖支护;施工
       
       
        导流洞开挖支护是水电站工程项目的重要组成内容,但由于现场施工环境复杂、施工条件多变,施工中存在诸多困难以及特殊情况,需要根据现场情况做出准确的判断。
        一、工程概况
        巴塘水电站的地理位置在金沙江上游河段,处于四川省与西藏自治区的界河上,其左岸为四川甘孜藏族自治州巴塘县,右岸为西藏昌都地区芒康县,为金沙江上游河段十三级开发第九级电站。其主要工程为发电,级别为二等大(2)型工程,正常状态下,水电站蓄水位2545m,总库容能够达到1.41亿m3,电站装机为750MW,经过多年统计其年平均发电量为33.75亿kWh,装机年利用4500h。此次导流洞施工中,导流洞位置为断面形式城门洞型,有压洞,典型断面的实际尺寸为12m×14m,洞身整体长度为796.03m,在桩号导0+000.00—导0+025.00为导流洞进口渐变段,开挖断面尺寸为20.20m×19.05m渐变至16.20m×18.05m,围堰为V类。
        巴塘水电站坝址处于相对狭窄的河谷区段,主河床位于坝址右侧位置,坝前左侧位置是宽缓一级阶地,平面形态下为凸向岸外“月牙”形,高程为2491m—2495m,内侧位置为低洼的坡脚地形。整体来看,两岸山体呈现出左低右高的特征,因右岸由山体雄厚的高山,自然坡度处于28°—47°范围内,存在局部陡峭情况。岸坡位置小冲沟的发育较好,但是未出现较深的切割,最深切割的冲沟为26m;两岸地形破碎、缺少完整性,左岸是象鼻子山的“鼻尖”部分,山体三面处于临空状态,山体整体呈现出浑圆状,山脊自高程未2660m,向北方方向约12°,缓坡被抬高、鼻子山演变自然坡度处于29°—47°范围内,上部缓和、下部陡峭,坡面凹凸起伏十分明显,也缺少完整性,巴楚河一侧的边坡自然坡度在40°—45°范围内,坡面相对来讲比较完整。引发水电以及导流泄洪系统工程项目主要建立在左岸位置,也就是鼻子山右侧位置,该地存在大面积、大范围裸露的黑云母石英片岩,岩体的风化程度较大、卸荷剧烈,强风化带厚度在20m—32m范围内,弱风化带厚度在30m—35m范围内,卸荷带厚度也在20m—32m范围内,存在F50断层破碎带,雄松—苏洼龙断裂分支断层F11。由于该地未北亚热带边缘气候,其年平均温度较低,并未超过15℃,绝对最高气温为37.6℃,最低低于-10℃,多以SW风为主,年均风速为1.2m/s,年均相对湿度未46.8%。坝址洪水的出现主要有降雨造成,该地汛期处于6到9月,枯水期处于12月到次年3月,4月下旬未洪水高发期,进入到10月或11月后开始退水,洪水决定了当年水电站流量。
        二、导流洞开挖支护施工方案
        综合此次施工情况分析可以发现,巴塘水电站的地质条件较差,导流洞施工中应以保障地下洞室围岩安全稳定为重点,避免不良地质条件对隧洞顶拱以及边墙局部围岩的稳定性造成影响,出现断层与层间层内错动带等缓倾角结构面结合,产生不稳定块体。同时,此次施工要求洞室断面大,需要合理设计施工程序保障施工的安全有序进行。此外,由于施工在水下环境展开,在水位低缓位置如何合理利用江水水利,实现降水顺利排出、将施工材料按照时间要求运送到施工现场、保障施工中正常通风换气都是需要解决的重点难题。基于此,制定如下施工方案:
        (一)导流洞开挖施工
        1、开放施工程序确定。鉴于此次施工实际情况,最先展开V类围岩开挖施工。分三层进行,Ⅰ 层开挖顶拱层,高度为8.6m,主要采用中导洞法,宽度为8.6m,左右侧方向前后错距控制10m左右;Ⅱ层两侧边墙开挖,使用预裂爆破成型法配合潜孔钻机钻竖向孔台阶爆破;Ⅲ层为1.5m的预留保护层开挖,采用手风钻钻水平孔开挖方式配合光爆成型。第二,展开Ⅳ类围岩施开挖施工,其中Ⅰ 层采用左右侧先导洞法开挖,前后断面需错开10m;Ⅱ层两侧边墙采用预裂爆破成型配合潜孔钻机钻竖向孔台阶爆破;Ⅲ层预留保护层采用手风钻钻水平孔开挖方式配合光爆成型。第三,展开Ⅲ类围岩开挖施工,Ⅰ 层主要采用左右侧先导洞法开挖,断面前后错开10m;Ⅱ层两侧边墙采用预裂爆破成型,再配合D7钻机钻竖向孔台阶爆破;Ⅲ层预留保护层使用手风钻钻水平孔开挖方式配合光爆成型。在地质情况较好或存在超前支护状态下,Ⅰ 层也可以采用手风钻钻水平孔开挖方式配合光爆成型。第四,Ⅱ类围岩施工Ⅰ 层采用手风钻钻水平孔开挖方式配合周边光爆成型,Ⅱ层两侧边墙位置采用预裂爆破成型再配合D7钻机钻竖向孔台阶爆破,Ⅲ层预留保护层采用手风钻钻水平孔开挖方式配合光爆成型。第五,保护层开挖施工使用半幅交替跟进开挖方式,由人工开挖与配合使用YT-28气腿钻机进行钻口,底板采用光面爆破方式。此环节产生的料渣利用3m3转载机、1.4m3反铲装20t自卸汽车运输到渣场。
        2、爆破施工。基于导流洞开挖尺寸当钻爆台车进入到导流洞内后要适当加高台车上层平台。具体爆破过程中,全断面爆破法主要适用于围岩条件较好的Ⅱ类围岩或Ⅲ类围岩(具体布置如图1所示);左右侧先导洞法适用于Ⅲ类围岩或Ⅳ围岩(具体布置如图2所示);中导洞法适用Ⅴ类围岩开挖(具体布置如图3所示)。
        
        
        图1 全面爆破法在Ⅱ围岩Ⅰ 层、Ⅱ层、Ⅲ层炮孔布置情况
        
        
        
        图2 左右侧先导洞法在Ⅳ类围岩Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ层的炮孔布置企管科
        
        
        
        图3 中导洞法在Ⅴ类围岩Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ层炮孔布置情况
        (二)导流洞支护施工
        1、确定支护施工方法。根据施工情况以及施工现场条件,Ⅳ类围岩主要采用左右侧先导洞加强支护,使用钢格栅与局部布设超前小导管相互配合,由6个单元加工组合而成,根据分层分块区域情况确定具体的单元划分,此部分施工共需要11组固定锚杆配合一榀钢格栅,固定锚杆型号为C28,L=4.5m砂浆锚杆。Ⅴ类围岩采用中导洞加强支护方法,使用钢拱架配合局部布设超前小导管或管棚进行支护,7个单元加工组合而成一榀钢拱架,一榀需要11组固定锚杆加固,锚杆型号为C28,L=4.5m砂浆锚杆。进口渐变段位置采用中导洞加强支护方法,使用钢拱架配合局部布设超前小导管/管棚方式,由9个单元加工而成一榀钢拱架,每榀需要15组固定锚杆固定,锚杆型号为C28,L=4.5m砂浆锚杆。Ⅲ类围岩支护施工主要针对地质条件较差部位进行重点加护,开挖过程使用型号为C20的混凝土素喷10cm厚,如果开挖过程中出现地质条件较差地段使用120A钢拱架进行加强支护,具体支护方法与Ⅴ类围岩相同。
        2、施工工艺。第一,锚杆施工中针对普通砂浆锚杆需要配合锚杆台车、多臂钻等机械设备,施工前需要按照施工设计图的规定进行钻孔,误差不得超过±150mm;钻孔直径根据锚杆施工顺序确定,如果先注浆后安装直径应在15mm以上,反之直径应在25mm以上,但6m以上仰孔普通砂浆锚杆施工必须先安装锚杆后注浆;钻孔深入需要满足施工要求,误差不得超过±50mm。注浆前要做好孔底清理工作,按照施工设计要求将先将注浆管放置在距离孔底50mm—100mm之间位置,注浆后迅速拔出,罐浆结束压力不小于0.5mpa。预应力锚杆施工需要使用多臂钻进行配合,先安装锚杆、后注浆,注浆过程中不得触碰锚杆,此次使用Φ32直径预应力锚杆,需要按照技术规范进行张拉,张拉强度达到设计标准后锁紧螺母,预应力锚杆锚固情况要进行定期检测。第二,喷混凝土施工,主要采用湿喷方法,按照施工设计要求进行混凝土配置,喷射应自上而下展开,喷射完成后等待终凝,终凝2h后进行喷水养护,养护应不少于一周时间。第三,挂网钢筋施工要做好防腐处理,在钢筋外加置30mm厚度以上的保护层;钢筋网搭接不少于200mm,长度大约为1—2个网孔。此外,导管/管棚以及钢格栅、钢拱架的施工要严格按照施工设计确定位置,并保障使用材料质量满足施工具体要求。
        结束语:
        综上所述,文章以巴塘水电站导流洞开外支护施工进行了详细的分析,明确在如何根据地形、施工条件选择合适的施工方法,希望有助于同类型施工方案的确定。
        作者简介:王宝雄(1983、09-),男,本科,中国水利水电第五工程局有限公司三分局,主要从事水利水电工程建设工作。
       
       
       
        (上接第30页)
        在建筑工程中,卫生间与厨房中的给排水管道最为复杂,并且也最容易引发渗漏问题。对于施工单位而言,做好卫生间以及厨房的防水防渗施工是极为重要的。其中,防水材料的涂抹要依据具体施工要求来进行,对于卫生间,防水涂膜施工要从底部翻到楼顶,厨房则是从底部翻出 350mm 左右,以此防水防渗的作用则可以最为显著的发挥出来。在对卫生间和厨房进行装修时候,地面的高度要确保在建筑房屋以下的 45mm,起坡要做的比其他房屋地面低出 15mm。对于墙体砌筑之中的厨卫位置,要做必要的防水灰和抹灰的施工工作,在建筑穿楼的板烟道与管道进行封堵时,要用到细石混凝土膨胀剂,在进行完清洗与凿毛工作之后要利用细石混凝土来进行封堵。完工后要针对厨卫来进行必要的试水工作,要把可能会发生渗漏的位置进行全面的检查工作,并制定出行之有效的对策来进行防治工作。
        3.5 地下室防水防渗施工
        对于建筑工程而言,地下室的防水防渗施工是要予以高度重视的。地下室的防水防渗要求不达标,不仅会引发渗水漏水问题的发生,而且还会为建筑工程形成极大的安全隐患。地下室一旦出现严重的渗漏情况,会使得墙壁受到损伤,从而损坏墙面。想要从根本上更好地解决地下室可能出现的渗漏问题,需要相关的工作人员把地下室的具体设计情况与具体运用效果进行明确,选择达到标准的施工材料来开展施工作业。在施工期间,施工单位要对地下室的防水防渗施工要重点关注,选择防水防渗效果优良的混凝土材料来进行施工,注意对裂缝、缝隙等予以控制,或用抗水性优良的混凝土来浇筑存在裂缝或缝隙的区域,确保地下室结构的防水防渗效果符合设计要求。
        4 建筑施工中防水防渗施工技术的应用要点
        4.1 合理设计防水防渗施工技术的实施方案
        对于建筑工程而言,防水防渗施工技术的应用好坏,将直接影响建筑工程今后的使用情况。施工单位要在建筑工程施工前,对防水防渗施工技术的实施方案予以有效的制定,组织参与建筑工程的各个专业的负责人来予以讨论,有助于对防水防渗施工技术方案中的问题及时发现,可在施工前彻底解决问题,确保防水防渗施工技术可以高质量的应用,为建筑工程防水防渗效果的提升奠定必要的技术基础。
        4.2 做好施工过程中各项材料的把关
        施工材料的选择,对防水防渗施工技术的应用也有直接联系,要严把材料关:(1)严格检测进入到施工现象之中材料的质量,将存在质量问题的材料杜绝入内,预防出现将其误用情况的发生,从而影响到整个建筑工程的质量。(2)针对进入到施工现场的施工材料实施
        相应的监督管理,在进行监督管理的阶段,运用质量抽检的方法,来进行材料的防水防渗性能的检测工作,最大程度保障所运用到的材料可以达标。
        5 结束语
        随着我国建筑工程在规模与数量上的不断扩大,建筑工程质量已经成为民众关注的焦点。其中,建筑工程中的防水防渗情况直接与民众的生活息息相关,施工单位要对防水防渗施工技术在建筑工程中的应用予以关注,这对进一步促进我国建筑工程的发展有着积极的意义。
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