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地下厂房石方开挖施工措施

CB01 施工技术方案申报表(中国水电十局[2011]技案003号)合同名称:葛达水电站厂区枢纽工程合同编号:GD/CⅢ施工单位:中国水利水电第十工程局有限公司说明:本表一式 6 份,由承包人填写,监理机构审核后,随同审批意见施工单位、监理机构、业主机构、设代机构各1份。

雅江金通水电开发有限公司四川省甘孜州雅江县葛达水电站厂区枢纽工程(合同编号:GD/CⅢ)地下厂房开挖施工技术措施批准:审核:校核:编制:中国水利水电第十工程局有限公司葛达水电站厂区枢纽工程项目经理部二○一一年二月二十日一、工程特性1.1、概述葛达水电站地下厂房系统由主、副厂房、安装间、主变及尾闸室、无压尾水洞、交通洞、母线洞、出线洞、排风洞、排水洞等组成。

主厂房为地下式,总长57.34m,宽15.1m,其中主机间长29.5m,安装两台立轴混流式水轮发电机组,单机容量30MW,机组安装高程▽2597.40m,机组间距11.0m。

厂内从下到上分三层布置,底层为蝶阀层,高程为▽2594.60m,净长27.90m,宽4.8m,布置有检修排水泵及漏油装置;中间层为水轮机层,高程为▽2599.00m,主要布置有球阀液压站、球阀液控柜、滤水泵及技术供水泵;上层为发电机层,高程为▽2606.47m,主要布置有调速器油压装置、机旁屏。

安装间与主机间同宽,长15.1m。

厂内用单小车桥式起重机,跨度13.5m,安装间分两层布置,下层为空压机室及油处理室等,主要布置油罐、空压机、烘箱及转子检修墩等,高程为▽2602.20m;上层为安装场,主要为机组安装、检修场地,高程为▽2609.00m;安装间建基面高程为▽2602.20m。

1.2、工程地质条件地下厂房位于左岸山体内,水平埋深约130m~150m,垂直埋深约400m~500m。

围岩由黑云母二长花岗岩组成,岩体新鲜,致密坚硬,岩体完整性好。

主、副厂房位置地质构造主要以裂隙为主,未见断裂及挤压破碎带发育,裂隙发育的基本格架以“两陡一缓”构成。

总体上岩体多呈块状结构,以Ⅱ类围岩为主,部分Ⅲ类围岩。

1.3、主要施工特点厂房工程主要有以下施工特点:1、开挖断面大,需分层分部位开挖;2、由于洞室的断面大,施工中要特别注意顶拱及高直墙的围岩稳定、施工安全。

施工过程中应及时喷锚加固,对断层带处也需要及时支护、加固;对局部涌水地段加强排水。

3、与主厂房交汇洞口特别多,如排风洞、交通洞、主变运输洞、母线洞等,需加强各洞室交叉口的锁口支护;4、地下厂房施工工期紧、施工强度高。

针对以上特点,本分部工程施工应做到方案合理、支护及时、紧抓工序、精心组织、合理协调,确保本分部工程顺利完成。

1.4、主要工程量葛达水电站地下厂房主要工程量见表1-1表1-1地下厂房主要工程量汇总表二、施工规划2.1、施工通道布置地下厂房施工通道的布置尽可能利用工程永久结构物,从厂区建筑物结构布置得知,可以利用或部分利用永久建筑物作为施工通道有:排风洞、交通洞、2#压力支管。

根据本工程施工特性,结合我局已成功实施的太平驿电站地下厂房、热足电站地下厂房、冷竹关电站地下厂房、响洪甸抽水蓄能电站地下厂房、梯子洞电站地下厂房、冶勒电站地下厂房、自一里电站地下厂房、小天都地下厂房等同类工程的施工经验,经方案仔细比较与分析:厂房上部以排风洞作为上部施工通道,中部以交通洞为施工通道;下部以扩挖的2#压力支管作为施工通道。

厂I层开挖采用排风洞作为出碴通道,开挖施工采用先中导洞领进,后两边扩挖的方式,开挖完成后及时跟进顶拱支护施工;厂Ⅱ层开挖,先从厂Ⅰ层形成溜碴导井,将交通洞作为厂Ⅱ层开挖出碴通道;厂Ⅲ层开挖直接利用交通洞作为出碴通道;厂Ⅳ层开挖,利用交通洞在主厂房内按13%下卧至副厂房2601.67m高程,开挖厂Ⅳ层;厂Ⅴ层的开挖,先从厂Ⅳ层形成溜碴井,利用扩1#压力支管作为出渣通道;厂Ⅵ层开挖,直接利用2#压力支管开挖;厂Ⅶ层开挖采用反挖翻渣至2593.10高程平台,再经扩挖的2#压力支管,边角清渣用人工推手推车配合PC60-6反铲装运。

为了减小主变运输洞与主厂房的施工干扰以及降低厂Ⅲ层的施工强度,在进行厂Ⅰ层开挖时,从交通洞往主厂房内形成一5m×5m的施工通道,预先进行主变运输洞及母线洞的开挖。

为了减小母线洞与主厂房的施工干扰,确保厂房洞室稳定,在进行厂Ⅱ层开挖时,从主厂房往母线洞内进洞,预留5m在主变及尾闸室开挖时进行剩余母线洞的开挖施工。

2.2、开挖支护施工方案地下厂房开挖断面跨度较大,高度较高,考虑地下厂房范围洞室交错,厂内设有岩壁吊车梁,其结构复杂,质量要求高。

地下厂房开挖采用钻爆法,自上而下分层开挖,具体施工方法如下:厂房第一层顶拱开挖施工,开挖高度8.30m,拟采用“先导洞,后扩挖”的方法分两层进行,第1层开挖高度5.20m,开挖采用YT-28手风钻钻孔,周边采用光面爆破,碴料通过装载机装自卸汽车经排风洞出碴;开挖施工完成时,及时跟进顶拱支护施工。

拟先完成顶拱除9m锚杆以外的施工。

第2层开挖高度3.1m,开挖采用自副厂房侧开挖中导坑,两侧跟进扩挖的方式进行,开挖采用YT-28手风钻造孔,周边实施光面爆破。

开挖完成后,进行第二层周边预裂爆破后,再进行边墙及顶拱9m锚杆的施工。

厂房第二层岩壁吊车梁段开挖施工,开挖高度 6.75m,施工在交通洞开挖至厂房安装间并开挖形成溜碴井后,再采取中部先预裂开挖,两侧预留保护层的方式进行施工。

开挖采用YT-28手风钻钻孔。

碴料采用反铲翻碴通过渣井至2608.45m平台,再通过装载机装自卸汽车经交通洞出渣;岩壁吊车梁的开挖,其上下直墙采用水平钻孔,斜面则采取人工YT-28手风钻顺斜面方向斜向造孔。

厂房第三层开挖施工,开挖高度5.00m,计划岩壁吊车梁砼施工完成后跟进施工。

采用中导坑领进,两边扩挖的方式进行,施工先采用人工YT-28手风钻造孔,周边在岩壁吊车梁砼浇筑前实施预裂爆破,反铲或装载机装自卸汽车经交通洞出碴。

厂房第四层开挖施工,开挖高度 6.25m,拟采用中导坑领进,两边扩挖的方式进行,施工采用人工YT-28手风钻造孔,周边实施预裂爆破,反铲或装载机装自卸汽车经交通洞在厂房形成13%的下卧通道出碴;开挖时安装间及副厂房预留1.0m左右保护层,保护层采用人工YT-28手风钻辅助施工。

厂房第五层开挖施工,开挖高度3.40m,施工在压力管道2#支管开挖至厂房主厂房并开挖形成溜碴井后,拟采用中导坑领进,两边扩挖的方式进行,施工采用人工YT-28手风钻造孔,周边实施预裂爆破,采用反铲翻碴通过溜碴井至2593.10m平台,再通过装载机装自卸汽车经压力管道2#支管出碴;厂房第六层开挖施工,开挖高度 5.70m,拟采用中导坑领进,两边扩挖的方式进行,施工采用人工YT-28手风钻造孔,周边实施预裂爆破,反铲装自卸汽车经2#压力支管出碴;开挖时主厂房基础预留1.0m左右保护层,保护层采用人工YT-28手风钻辅助施工。

厂房第七层开挖施工,开挖高度4.10m。

先采用人工YT-28手风钻造孔,对机组基础与集水井周边实施预裂爆破;基础预留1.0m左右的保护层,保护层采用人工YT-28手风钻钻爆。

反铲转碴至2593.10平台装自卸汽车经压力管道1#支管出碴,少量边角清碴采用人推架子车配合60反铲转运。

在厂房开挖过程中,对开挖所在层的交叉洞室适时进行锁口施工,以保证交叉口处围岩的稳定。

施工过程中,各层锚喷砼支护随各层开挖跟进作业。

表1-2 主厂房开挖支护方案一览表2.3、施工程序框图厂房开挖施工程序框图见图1-1。

图1-1 厂房施工程序框图三、洞内布置3.1、施工供电地下厂房的施工供电:第一、二层由排风洞引入,采用铝芯胶皮线,布置于厂房外侧。

第三、四层施工由交通洞布置铝芯胶皮线,布置于主厂房外侧。

第五、六、七层由2#压力支管支管和尾水洞线路辅助供电。

供电线路的布置随各层开挖高度,在满足安全要求的前提下灵活架设。

洞内照明前期利用行灯变压器降压至36V,由相应洞室引入,后期于排风洞口支洞和通风洞采用氙气灯进行大面积照明。

3.2、施工供风施工供水采用在进厂交通洞洞口布置100m3的集中空压站供风(布置5台空压机、20m3~21.5m3/台),通过Φ6″钢管供风至各工作面。

其中,地下厂房第一、二层施工供风主要由排风洞供风系统引入,布置于厂房外侧边墙,随开挖移设。

第三、四、五、六、七层施工由交通洞供风系统引入布设供风管路。

供风主管采用Φ6″钢管,Φ1.5″软胶管接至各工作面。

3.3、施工供水采用自达阿果5#施工支洞上游冲沟内引水至厂房工作面。

地下厂房第一、二层施工供水主要由排风洞引入,布置于厂房外侧边墙,随开挖移设。

第三、四、五、六、七层施工由交通洞引入布设供水管路。

供水主管采用Φ6″钢管,Φ1.5″软胶管接至各工作面。

3.4、通风排烟洞室内通风主要采取强制通风为主,即安装风机解决。

于排风洞口布置1台2×55kw 轴流式风机压入式通风;于交通洞洞口布置1台2×55kw轴流式风机辅助,通风管路采用Φ1000mm帆布风筒布置于洞顶部;于压力管道施工支洞洞口布置1台2×55kw轴流式风机辅助,通风管路采用Φ1000mm帆布风筒布置于洞顶部,工作面辅以11kw移动式风机辅助通风。

3.5、施工排水厂房系统的施工排水主要采用于各洞室、各层开挖底部设置排水沟、集水坑,汇集施工废水、底板渗水,以及各洞室边顶拱布置的排水孔、排水管等渗出的地下水,利用清水泵、潜水泵抽水通过各层开挖施工通道抽排至洞外。

排水沟尺寸一般为0.4m×0.4m,集水坑尺寸1.5m×1.5m×1m(长×宽×高)。

四、开挖施工方法4.1、地下厂房开挖方法经仔细研究、理解招标文件及设计图纸,并参照类似工程施工经验,本标的地下厂房分层拟分为上、中、下三部分进行,共分七层施工,层高一般控制在 3.5~8.3m 之间。

第一层主要考虑施工通道、顶拱锚喷支护、凿岩台车性能及满足岩壁吊车梁岩台上直墙保护层深度要求为依据,第一层开挖高度拟定为8.30m。

根据施工需要,第一层开挖底高程2620.30高程;第二层以满足岩壁吊车梁开挖的合理空间高度控制,按以往施工经验,以距岩台下侧边脚3.3m左右为合理高度,因而第二层开挖底高程确定为▽2613.45m;第三层以交通洞底板高程控制开挖底高程,为▽2608.45m;第四层以交通洞下卧至副厂房底板▽2602.20m/2601.67m;第五层开挖底高程为▽2598.80m,开挖爆渣经溜碴井进入经扩挖后的2#压力支管,由装载机在溜碴井底部出碴。

第六层开挖底高程为▽2593.10m,直接从压力管道2#支管进入开挖面进行施工,开挖爆碴采用装载机装15t自卸汽车运经2#支管运出。

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