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山東某抽水蓄能電站220KV電纜出線豎井開挖支護施工措施
來源:www.www.penastar.com.cn 作者:admin 日期:2014-04-23 10:01:27 熱度:731 ℃
山東泰安某抽水蓄能電站
一、工程概況
220KV電纜出線豎井位于主變洞的下游側,通過一段11.75m長的豎井交通道與主變洞相通,其開口斷面中軸線的樁號為廠左0+48.175,廠下0+80.45。220KV電纜出線豎井開挖支護由五部分組成:即EL346.00以上豎井井口周圍土石方的明挖區;EL339.80以上豎井段與廠內電纜道相連段;EL339.80~EL326.00之間10.8m×10.5m豎井段;EL326.00~EL115.40之間10.4m×10.1m豎井段;EL115.40~EL108.40之間3.1m×3.25m豎井段;其中豎井交通道的開挖支護也并入該措施內。豎井交通道在主變洞內的開口斷面底板高程為EL115.4,其斷面中軸線樁號為廠左0+51.4,其開挖斷面呈城門洞型,尺寸為3.55m×3.5m,是220KV電纜出線豎井開挖的出碴通道。
為了保證施工質量及相關技術要求,特編寫220KV電纜出線豎井及豎井交通道開挖與支護等項目的施工措施,指導現場施工。
二、主要設計工程量
本措施所指的工程量主要包括220KV電纜出線豎井的石方井挖,噴錨支護,排水孔,以及豎井交通道的石方洞挖、噴錨支護、排水孔等項目,根據設計圖紙進行統計,主要工程量(不包括EL346.00以上井口附近邊坡土石方明挖與支護)如下:
序號 名稱 單位 工程量 備注
220KV電纜出線豎井深237.6米,計劃采用反井鉆機先鉆φ1.4m的導井,然后分三層(三次)使用手風鉆自上而下進行擴挖,由豎井交通道出碴至主變洞,再由主變洞另行集中出碴。在豎井第三次擴挖時錨桿孔的施工緊隨擴挖進行,即在施工爆破炮孔的同時將周圍井壁的系統錨桿孔也一并施工。然后再進行相應噴錨支護。因此總體安排為:
井口開挖支護處理—>反井鉆機鉆設導井(豎井交通道開挖支護)—>手風鉆第一次擴挖—>手風鉆第二次擴挖—>手風鉆第三次擴挖、支護
—>EL115.4~EL108.4之間開挖、支護。
四、施工進度安排
現電纜通道已貫通,主變洞第二層開挖已完成,開關站隧洞開挖也將于9月20日全斷面貫通,計劃可于9月25日左右進行豎井井口土石方明挖及邊坡支護。經現場查看,從開關站隧洞洞口開挖至220KV電纜出現豎井,需一個星期,故計劃在10月15日前安裝調試完成反井鉆機并開始鉆設導孔,10月22日左右可將導孔打通,此時可在電纜通道內安裝反井鉆φ1.4m鉆頭進行導井的開挖,40天后即12月2日前可完成導井的開挖。并與豎井交通道實現貫通,此后隨即進行豎井的第一次、第二次、第三次擴挖以及支護施工。2003年1月20日可完成第一次擴挖,3月25日可完成第二次擴挖,5月10日可完成第三次擴挖及支護工作,在實際施工時,也可將二、三層結合起來錯面開挖施工,以加快進度。
五、施工臨建布置
1.施工通道
出碴通道:由于導井開挖是自下而上進行,故所產生的石碴經由已開挖的導井進入電纜通道,并由人工從電纜通道運至主變洞。同樣,導井貫通后擴挖的石碴也由導井溜碴至主變洞集中運出。
施工人員、機械通道:由反井鉆機鉆設導孔、導井,此時的施工通道已得到解決,但在擴挖時,需在井口搭建卷揚機龍門支架,并在相應位置安裝一臺10t卷揚機,由此形成一條沿豎井方向的施工豎向通道。
2.施工用水
用1”塑料管,接二級高位水池引水管引水至開關站346m高程,向反井鉆供水。為保證豎井開挖的持續供水,需砌筑一水池(3×5m),擴挖時用2”供水管從水池處接取并向豎井開挖掌子面供水,2”鋼管可通過加焊插筋固定在井壁上。制一水包,以便在開挖掌子面時,通過膠管向掌子面供水。
3.施工用風
擴挖豎井時用2”供風管從220kv開關站附近的17m3移動式電動空壓機引風至井內距掌子面30~50m,然后制一風包,并用軟管引風到工作面,2”供風鋼管固定方式與供水管相同。
4.施工用電
擴挖豎井時,用185mm2電纜從開關站附近布置的一臺ZBW12-10/0.4-315KVA變壓器引電,供空壓機及其它施工設備使用,從開關柜上分出50mm2電纜,通過設在井口附近的轆轤延入或提出豎井,供井內小型設備用電。施工設備可在井外先接好電源,然后和操作平臺一起進入豎井,在到達工作面后進行施工。待施工結束后可同吊籃或操作平臺一起退出豎井,電纜也通過設在地面上的轆轤提升、收起。
5.施工排水
鉆設導孔時,所有廢水均隨洗井液排出至污水處理池。在導孔貫通后的所有施工廢水及滲水均經豎井流入主變洞,由主變洞內的水泵排至系統污水處理廠。
6.施工照明
在井口處附近位置安裝一臺低壓柜,將照明電降壓降至36V,然后用電線延伸至工作面,再在工作面上安裝2~3盞燈(每盞125W),即可滿足施工照明的需要。照明線路可以與50mm2電纜布置的方式進行布置。
7.施工通訊
井口與井底、工作面、卷揚機房等分別設信號燈和電鈴進行聯絡。在吊籃或操作平臺各周邊控制點分別加設明顯的信號色燈。吊籃或操作平臺的提升、下降、慢行、停止、上人、下人、運送材料、運送炸藥及井口蝴蝶門的啟閉均有明確音響和色燈信號顯示。
六、施工方法
1.各施工區的施工方法
1.1.導孔及φ1.4m導井開挖
豎井導井采用LM200型反井鉆機施工。首先在出線豎井水平井口,澆筑鉆機混凝土基礎及循環水池等,然后安裝鉆機及輔助設備,調平找正鉆機后,進行注漿孔鉆進。注漿孔開孔直徑為φ311mm,開孔深度為4m,孔口管直徑為φ245mm,預埋孔口管后便進行注漿孔(φ216mm)鉆井。注漿結束后,將反井鉆機移至溜井中心進行導井鉆進。首先自上而下鉆導孔,導孔鉆透后,在端頭處換接φ1.4m擴孔鉆頭,自下而上擴孔,巖碴沿井孔自由落至井底,并及時排出,擴孔直至導井上部。
1.2.豎井擴挖、支護
導井貫通后,隨即進行豎井的擴挖,擴挖施工共分三次,第一次擴挖厚度為0.8m,即擴挖成φ3.0m的圓井。用2部手風鉆鉆孔,孔深2.5m,鉆孔直徑為φ42mm,炮孔間距80cm,采用φ32mm直徑的藥卷連續裝藥;第二次擴挖厚度為1.55~1.7m,即開挖成距井壁設計開挖線2.0m的斷面,斷面形式與豎井的設計斷面形式相同,用3~4部手風鉆鉆孔,炮孔間距為1.0~1.2m,孔深、孔徑及藥卷直徑、裝藥結構同第一次擴挖;第三次擴挖厚度為2.0m,即開挖至設計邊線,中間布置爆破孔,周邊布置光爆孔。其中爆破孔間距1.2m,周邊光爆孔間距為45cm,線裝藥密度為120g/m。
爆破炸藥選用乳化炸藥及部分硝銨炸藥,爆破網絡采用非電毫秒微差延時網絡,火花起爆方式。在裝藥時采取有效的措施,控制爆破的最大單響藥量,并在爆后對爆破效果及時進行描述,如地質情況有變,應及時調整爆破參數。
整個擴挖過程均采用10t卷揚機配合操作平臺作為施工人員、設備、材料的上下運輸通道(施工布置見后附圖1),操作平臺根據每次擴挖半徑的不同加工成相應尺寸的平臺。石碴均經由導井溜至井底,通過豎井交通道由主變洞運出。
1.3井口邊坡土石方明挖與支護
使用正鏟、反鏟、裝載機、推土機等機械開挖土方,T20自卸汽車進行運輸。石方明挖采取手風鉆鉆孔,梯段爆破,裝載機配合T20自卸汽車運碴。并按設計要求進行相應的噴錨支護。具體見報上的《220KV開關站施工措施》中的開挖部分。
1.4.小方井的開挖
EL115.4~EL108.4之間有7.0m深的方井,其斷面尺寸為3.25m×3.1m,此處采用手風鉆先進行直形掏槽爆破成2m×2m的導井,再進行周邊光爆擴成3.25m×3.1m的設計斷面。
以上擴挖過程,在擴至設計邊線后及時請監理工程師檢驗巖面,巖面合格后及時落實支護方案進行支護施工。
1.5.豎井交通道的開挖支護
主變洞第三層開挖完成后,及時施工豎井交通道的鎖口錨桿,在鎖口錨桿達到設計強度后,對豎井交通道進行開口并掘進。由于豎井交通道斷面尺寸為3.55m×3.5m,可全斷面開挖,手風鉆鉆孔,非電引爆,周邊光爆,3m3裝載機配合T20自卸汽車自主變洞出碴。
1.6.交叉口的開挖支護
由于豎井分別與一層排水廊道、電纜通道和豎井交通道有交叉口,為了保證交叉口的成型,故在進行開挖交叉口部位前必須先進行鎖口錨桿的施工,并待鎖口錨桿達到一定的強度后方可開口施工。
2.施工工序與控制
根據以上施工安排及施工方法,在220KV電纜出線豎井開挖過程中主要有開挖與支護兩道工序。其工序流程圖如下:
施工準備—>測量放線—>炮孔布置—>造孔—>裝藥爆破—>通風排煙—>安全檢查與處理—>出碴—>清面—>支護(巖石條件允許時,可滯后開挖面一定距離)—>下一個循環施工
2.1.開挖施工
2.1.1測量放線
測量人員根據監理提供的控制點和施工圖控制坐標,進行導線校驗。在布置反井鉆機時精確測定豎井中心點,并在反井鉆機安裝調試完成后再次進行復核,復核無誤后才可開鉆。在導井鉆挖完成后及時對導井進行校核,并以此數據作為擴挖的依據進行布孔。在每次擴挖前測定豎井中心線及該擴挖周邊控制線進行布孔控制(周邊控制點不少于4個)。
2.1.2布孔
炮孔布設,特別是周邊光爆孔,現場技術人員必須根據爆破設計及測量放線成果精確布孔,并做好布孔記錄。在遇到特殊地質區段,可根據現場實際施工情況對個別孔位進行調整,但須保證爆破效果達到設計要求。
2.1.3鉆孔
鉆孔作業人員根據現場技術人員的布置用手風鉆進行鉆孔施工。鉆孔孔徑42mm。鉆孔角度和孔深,應符合爆破設計的規定,已造好的鉆孔,孔口需進行覆蓋。對于因堵塞無法裝藥的鉆孔,應予吹孔或補鉆,鉆孔經檢查合格后方可裝藥。
2.1.4裝藥爆破
現場技術人員須根據爆破設計,指導裝藥相應的裝藥、封堵及聯網布置,嚴格控制裝藥量、藥卷布置和封堵長度。裝藥過程應在現場技術人員的嚴格監督指導下進行,并須在裝藥結束后進行嚴格的檢查。嚴格控制裝藥量和不耦合系數,特別是加強周邊孔的控制。要求半孔率不低于80%,并且壁面超挖不超過10cm。爆破設計見后附圖2。
2.1.5出碴
采用小型裝載車配T20自卸車,由豎井交通洞通道運往業主指定碴場。
2.1.6爆破設計
爆破設計見后附圖2。
2.2.支護施工
2.2.1系統錨桿的施工
本豎井工程中主要包括了φ25,L=500cm,以及少量的φ22,L=300cm兩種錨桿,故在鉆孔時由技術人員向施工人員交代清楚鉆孔深度、孔向、孔角。施工人員在鉆孔過程中應嚴格把關,規范操作。錨桿施工工序主要包括:鉆孔、孔深檢測、鉆孔清洗、灌注砂漿和安設錨桿等。第三次擴挖時對已開挖出的巖面在鉆設爆破炮孔時同時鉆設錨桿孔。錨桿安裝采用先注漿后插桿的方式進行施工,注漿機注漿,人工安插錨桿,并在錨桿達到一定強度后在監理工程師的監督下,做錨桿抗拉拔試驗。
錨桿的安裝可根據實際地質情況施工。除需增加隨機錨桿外,遇到裂縫或地質斷層,在征得設計、監理工程師的許可下,可調整鉆孔方向、角度,使錨桿方向盡量與地質結構面正交。
其他詳細的錨桿施工工序在《錨桿施工措施》中均有詳細的規定,在此就不再贅述。
2.2.2噴混凝土施工
根據設計圖紙,220KV電纜出線豎井井壁等部位需素噴5~10cm厚的混凝土(噴混凝土厚度視巖石條件,由監理工程師指定)。噴護前,先對施噴混凝土的部位進行驗收,清洗巖石表面,并須在巖石面濕潤的狀態下,進行噴護作業。施工時應嚴格按照監理工程師批準的配合比調配混凝土,并保證噴射混凝土的強度。
施工時,噴射料由攪拌機拌制,拌制均勻后,用混凝土攪拌罐車運至工作面,卸入混凝土泵的集料斗內,由吊罐吊至噴射機受料斗中,待噴射機下到井中后,再由人工手持噴射機噴頭進行噴護作業。噴射機可隨操作平臺深入井下作業。根據實際地質情況,對于地質條件惡劣的地段可由監理工程師決定是否進行掛網噴護。素噴混凝土及掛網噴混凝土的具體技術要求在以往上報的主變洞、廠房等系列施工措施中均有詳細規定,可參閱,此處不再贅述。
2.3.排水孔的施工
該豎井中有300個直徑為φ50,L=4.5m,α=10°以及4個直徑為φ50,L=3.5m的排水孔??紤]到施工的便利,系統排水孔可在全斷面開挖完成后,再用手風鉆換φ50鉆頭逐個鉆設,并在噴混凝土前安裝排水管或保護處理。同時設計圖中在EL108.4高程有φ100的排水孔與正壓送風井相通,此處的排水孔用地質鉆或100B鉆機進行鉆設。排水孔應按設計要求的方向,孔位,傾角嚴格施工,并經監理工程師檢驗合格后方可完工。
七、質量保證與安全防護
有關質量保證、安全防護及環境保護等方面的問題,可參照此前為C2標工程已報批的相關文件。結合220KV電纜出線豎井開挖與支護施工過程中的情況,還需強調以下幾個方面:
安全防護:
1、井口與井底、工作面、卷揚機房等分別設信號燈、電鈴或電話進行聯絡。在操作平臺各周邊控制點分別加設明顯的信號色燈。井內信號必須經井口信號員轉發至卷揚機房,不得直接向卷揚機房發信號。
2、凡操作平臺的提升、下降、慢行、停止、上人、下人、運送材料、運送炸藥及井口門的啟閉均應有明確的報警器和色燈信號顯示。
3、提升裝置應有深度指示器,在深度指示器和井架上設終端開關,當提升容器超過正常高度0.5m時能自動切斷電源,防止過卷揚。
4、通向井口的軌道設車擋,防止車輛墜入井內,井口應設安全攔桿和安全門。
5、在三次擴挖中的井壁上,隨開挖面下降,制作盤旋井型爬梯,供施工人員上下進行。
6、每次爆破結束后,待足夠時間(一般約為30min),方可由經驗豐富的施工人員到開挖掌子面進行危石處理。危石處理時該人員必須配備足夠的安全防護設施,危石處理要干凈、徹底。
7、擴挖時,所搭設的開挖蓋板必須牢固可靠(根據相應擴挖斷面及時制作,制作時考慮比開挖斷面稍大),并時常進行維修保養。
8、在爆破溜碴時,豎井內、豎井交通道段內及其在主變洞的開口處10m范圍內應無施工人員、無設備在場,并在此范圍外較明顯的關鍵地段設專人負責安全,以防有人誤入此安全范圍區。
9、溜碴設施、洞口防護設施、上井口卷揚機導向架、吊籃、操作平臺、纜索、卷揚機、爬梯等設施、設備運行一段時間(3~5天)后應定期進行檢查、維修、更換。
10、爆破施工時應避免出現瞎炮,如有瞎炮現象,需及時進行瞎炮處理,排除隱患。
11、下部溜碴設施因意外發生堵碴現象,應由經驗豐富的施工人員及時排除。在排除過程中,施工人員應用盡可能長的器具排患,同時施工人員應與石碴所經線路保持盡可能遠的距離。
12、石方明挖爆破時,應采取措施控制飛石,同時還必須及時通知兄弟施工區的施工人員及時避炮。
13、豎井擴挖時,應采用電雷管控制引爆的方式,確保安全;或者通過長線塑料導爆管引至井口位置。
14、在井口布置鐵皮門(蝴蝶門)及安全護欄(隨層而相應增大加寬),以防井口以上的石碴、雜物等掉入井內。
質量保證:
1、為了保證豎井井壁的成型,在錨桿施工結束后,暫不進行噴護施工,在所有開挖(擴挖)完成后再進行。
2、豎井底部φ100的排水孔,可在開挖完成后,從主變洞內調入地質鉆或100B鉆機,換φ100左右的鉆頭進行鉆設。鉆設時嚴格控制孔向,角度等參數。
3、土石方明挖、石方井挖等,按設計圖紙和規程規范的要求,嚴格控制超挖,杜絕欠挖。加強周邊爆破的控制,以保證邊坡的形成,預裂孔要求其半孔率不低于80%,并且壁面超挖不超過10cm。
4、提升50mm2電纜時,不宜提升過快;下放時也不宜松放過慢,應與吊籃(操作平臺)速度保持一致或比其略快一些,防止應過快或過慢造成電纜緊張過度而斷裂。
5、按照監理批準的噴射混凝土配合比,嚴格遵循操作規范進行噴射混凝土施工,保證噴射混凝土的施工質量。
6、嚴格控制錨桿砂漿的配比,遵循操作規范進行注漿安裝,保證錨桿砂漿的注漿密實度和砂漿錨桿的強度。
7、在噴射混凝土時須杜絕利用回彈料進行噴護。由于豎井空間限制,故在噴混凝土施工時施工人員、設備應與噴射面保持一定的安全距離。由于噴混凝土采取混凝土泵送料至噴射機,故噴混凝土操作人員須保持與混凝土泵操作人員的緊密聯系,以免發生噴料過多過剩。
八、施工機械設備配置
根據以上施工方法、施工方案、施工工序,220KV電纜出線豎井在開挖與支護過程中需配置機械設備情況如下表:
序號 名稱 規格型號 單位 數量 備注
1 手風鉆 YT27、28 部 6 1~2部施工錨桿孔
2 推土機 輛 1 用于土石方明挖、場地平整
3 混凝土攪拌罐車 6m3 輛 1
4 裝載機 WA470 輛 1 側翻
5 裝載機 輛 1 斗容3 m3
6 反鏟 980F 輛 1 可用于土石方明挖
7 裝載機 CASE580L 輛 1 豎井交通洞掌子面危石處理
8 自卸汽車 T20 輛 5 土石方明挖,井挖可使用主變洞二三層的T20自卸汽車
9 注漿機 JJ400 臺 1 配合錨桿安裝
10 噴混凝土機 YDD-16 臺 1
11 鋼筋切割機 φ40mm 臺 1
12 電焊機 B×I-500 臺 2
13 水泵 2” 臺 1 上部供水用
14 空壓機 17m3/min 臺 1
15 汽車 輛 2
16 混凝土泵 臺 1
17 變電柜 臺 1 可將220V電降為36V低壓電
18 正鏟 輛 1 用于土石方明挖
19 卷揚機 10t 臺 1
20 100B/地質鉆 臺 1
九、施工人員配置
序號 名稱 數量 備注
1 管理人員 7人
2 測量、試驗人員 9人
3 鉆工 8人
4 焊工 4人
5 司機 12人
6 電工 4人
7 空壓機工 2人
8 機修、炮工及其它 10人
總計 56人
十、材料計劃
序號 材料名稱 單位 數量 備注
1 2#巖石硝銨炸藥 t 8.59
2 乳化炸藥 t 2.15
3 柴油 t 44.5
4 汽油 t 13.3
5 水泥 t 400
6 砂 t 900
7 豆礫石 t 580
8 速凝劑 t 16
9 減水劑 t 2.3
10 膨脹劑 t 0.6
11 錨桿 根 5015 φ25,L=500cm
12 錨桿 根 32 φ22,L=300cm
13 錨桿 根 60 φ22, L=308cm
14 錨桿 根 10 φ22, L=330cm
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