发布时间:2023-08-23 16:53:22
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中图分类号:TV544 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)01-0143-02
水电站的厂房施工设计过程中涉及到工程结构的设计、施工现场的布置、施工材料的选择等,并且在技术、工艺、设备的使用上都有相应的标准。施工方案对水电站厂房的施工质量有着直接的影响,对水电站的运行也有着重要的作用。因此,在水电站的建设过程中,做好厂房施工设计的研究是十分必要的。
1 厂房施工特点和混凝土分期
1.1 厂房施工特点
水电站厂房的类型主要有立式机组厂房和卧式机组厂房两种。立式机组的特点是水轮机与发电机是竖向摆放的,分为上下两层结构。上层结构是水轮机组,下层结构是发电机组。卧式机组的特点则是采用平行的结构来布置发电机和水轮机。与立式机组相比,卧式机组的优势在于结构更为简单,因此,厂房的施工流程也相对简单。本文主要介绍的是立式机组的设计特点和要求。其具体的施工特点有以下几点:第一,施工道路布置有一定的困难。这主要是由于立式机组在施工时对地基的深度要求较大,给道路布置增加了一定的难度;第二,厂房下部结构较为复杂。在立式机组中,厂房的下部基础中包含着蜗壳、排水管、孔洞等设施,使得内部的结构相对错杂,对施工精度的要求较高;第三,模板支撑的工作量很大。由于水电站的上部结构跨度通常都较大,在施工时为了确保结构的稳定,通常需要较大量的模板进行支撑。此外,厂房的施工采用的是交叉平行的结构,在施工的后期对混凝土的需求量也较大,对施工的精度要求也较高,有时甚至需要对温度进行严格的把关。
1.2 混凝土分期
为了确保机组安装的质量,水电站厂房混凝土浇筑通常需要分为两期进行。第一期的混凝土浇筑的主体主要包括排水管、基础板、横梁等。在进行第一期的浇筑时就应当预留出第二期的混凝土。当第一期的浇筑完成后,再进行第二期的浇筑。第二期浇筑的内容包括的金属蜗壳、风道墙、机墩等。厂房混凝土的分期受到厂房类型和机组类型的影响。
2 厂房混凝土施工
2.1 水电站厂房混凝土浇筑的分层分块
水电站的上层结构由横梁、挡板、柱子等结构组成。水电站厂房的施工技术与一般厂房的施工技术基本相同。水电站厂房的下部结构则是由大体积的混凝土和杠杆组成的,其中具有较多的孔洞和零部件,因此,其受力状况较为复杂。为了确保厂房建设的质量,对水电站厂房的建设应当采用分层施工的方式。在进行分层时,应当做到科学合理,这样就能减少施工过程中的问题和失误,从而确保工程的整体施工效果。
水电站厂房的混凝土浇筑对于分层的精度要求较高,在进行这一项工作时,有几个原则应当遵守。首先,在分层时应当以厂房的下部结构作为出发点,根据其内部的结构、受力状况、尺寸等进行合理的分类。注意不得在受力较大的位置或结构相对薄弱的位置进行分层。其次,必须按照厂房的结构特点和施工环境温度来严格制定分层的厚度。通常,厂房的基础厚度应当在1-2米左右。基础以上的部位在厚度上可以有一定的提高。再次,要按照混凝土的浇筑性质和温度来确定混凝土面积的大小。混凝土的面积不应过大,长宽比应当控制在5:1左右。最后,在进行分层时,应当考虑到施工的可行性和便捷性。例如,为了便于进行模板的捆扎,在排水管的设置上要做到单独分层。为了提高厂房稳定性和安全性,可以在厂房的薄弱位置加筑防裂钢筋。
2.2 分层分块施工的形式
在厂房的施工过程中,采用分层分块施工方式的结构主要有错缝、封闭块、宽槽等。基本的施工工艺包括以下几个方面。首先是分层通仓的浇筑。当水电站厂房中不设置纵缝,就需要采取分层通仓浇筑的方式。这种施工方式的优势在于,加工的效率较高,并且在结构的稳定性上有较高的保障。分层通仓浇筑的方式通常适用于厂房面积较小、在低温季节中施工的项目。第二种施工工艺是错缝分块浇筑。这种施工工艺也被称为砌砖法,施工过程是将上下两层的砖块进行相互搭接,从而确保结构的稳定性和整体性。错缝分块的长度通常在8-30米之间,分层的厚度则控制在2-4米的范围内。在厂房的薄弱环节施工过程中,需要加筑键槽。第三种工艺是预留宽槽。在建筑规模较大的厂房施工时,为了提高施工的效率,减少外部环境对施工过程的干扰,需要在一些施工环节中设置一定的宽槽,宽槽的宽度通常为1米。第四种施工工艺为设置封闭块。当厂房的结构跨度较大时,在施工的过程中容易受到温度的影响。采用一般的温度控制方式很难起到良好的效果,这时可以考虑设置一定的封闭块,在混凝土的施工基本完成后,进行回填工作。
2.3 以机械为主,人工为辅的施工方案
水电站厂房的施工规模通常较大,对精度的要求也较高,采用机械化的施工方式可以极大的提高施工的效率,同时还能确保施工的质量。但在机械化的施工过程中还要进行人工的辅助,尤其是一些对精度要求较高的施工项目中,必须有相关的施工人员进行现场的监督。在小型厂房的施工过程中,经常采用满堂脚手架的施工方式,在这种施工方式下,更要做好对施工现场的监管,确保施工人员的人身安全。
3 厂房上部结构施工方案设计
水电站厂房的上部结构包括立柱、吊车梁、预制屋架、圈梁等几个部分。厂房的上部结构施工通常分槿个环节,分别为立柱施工、吊车梁施工、屋架施工。
3.1 立柱施工
厂房的立柱通常设置在厂房的混凝土层上,并与厂房的基础相互连接。为了便于立柱的施工,通常会在施工前进行机组的埋件安装。在完成立柱的基础施工后,应当立即进行现场的浇筑。浇筑的顺序为先进行钢筋的设置,再进行模板的安装。在立柱的施工完成后,应当对立柱的垂直状态和模板的位置进行检查和调整,从而确保模板的强度和稳定性。
3.2 吊车梁施工
吊车梁的设置通常采用的是预制的方式。由于吊车梁的钢筋密度较大,在浇筑时对混凝土的配置要求也较高,一般需要采用一级配置。在大型厂房的施工过程中,可以采用一期混凝土的起重设备用于吊车梁的安装。当厂房的规模较小时,则选用履带式的起重机就可以起到良好的安装效果。在吊车梁的安装完成后,应当对其位置进行校对,确保各个部件之间的连接准确无误。
3.3 屋架施工
屋架在一些大型的水电站厂房施工中的应用较为广泛。在小型的厂房中则主要采用预制工字梁。大型厂房中结构的跨度较大,钢筋之间的距离较小,混凝土颗粒的最大直径可以达到20毫米。在屋架的预制过程中,可以采用附着式的振捣器进行施工。在其中设备的选用上,若是大型厂房的施工则可以使用一期混凝土浇筑中使用的起重设备,若是小型厂房的施工,则可以采用桅杆式的起重机。
关键字:软基;水电站厂房
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
引言:本文通过对软土地质的特征分析,对水电站厂房的设计以及施工奠定了基础。而后针对软基上的水电站厂房工程提出了具体的设计和施工方案,为类似工程的软基设计以及施工提供了可供参考的经验。
一,软土地基
1.1 软土
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
1.2 软土地基的含义
我国公路行业规范对软土地基定义是指强度低,压缩量较高的软弱土层。多数含有一定的有机物质。日本高等级公路设计规范将其定义为:主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。
1.3 软土地基的分类
我国的软土分布广、种类多。根据软土的分类及其工程特点可将工程中软土地基分为淤泥软土地基,砂性软土类地基,斜坡软土地基,岩溶红土软土地基,泥炭土软土地基,粘性软土类地基等。
1.4 软土地基的特点
1.4.1 淤混软土地基特点
淤泥软土地基主要由淤泥、淤泥质土构成的地基,其承载能力低。淤泥土主要分布在沿江冲积平原区、沿海地区、内湖区,其工程地质特性有:含水量高、具有高压缩性、渗透性小、抗剪强度较低等方面。
1.4.2 砂性软土类地基特点
砂性软土是砂粒粘土混杂构造,内部常常含有封闭砂团,出现在砂层与软土层的过渡段。砂性软土类工程特性受其砂粒含量多少、形成历史而变化,其工程地质特性是:天然含水量高、压缩系数的高和渗透系数小等方面。
1.4.3 斜坡软土地基特点
斜坡软土是一种分布于斜坡上、岩层间的坡残积、坡洪积、溶蚀沣地型斜坡软土,其工程特性为:天然含水量一般小于或接近液限、有机质含量一般为4%~31%、孔隙比较大、天然抗剪强度较高和压缩性较高等方面。
1.4.4 粘性软土类地基特点
粘性软土分布广,以长江口北侧粘性土为典型,其工程特性为::粘性土中砂层多、粉粒含量高、指标偏好、孔隙比—般大于,等于或接近1以及天然含水量一般大于或等于液限等方面。
软基上的水电站厂房设计与施工
2.1 厂房基础情况
软基处理施工技术难度较大,质量要求高,且因其为隐蔽工程,如掌握不好,极易出现偏差,位于不同地区软基上的水电站厂房情况各有不同,要分别具体认真对待,电站厂房不同于普通的工业与民用建筑,尤其是机组运行时的震动,会使砂土的抗剪强度相应降低,易造成土体液化,进一步恶化地基,不利于机组安全运行;当遭遇地震时,地震首先引起的场地变形会加剧建筑物的破坏。为此,对厂房的软基必须慎重处理!
2.2 厂房基础处理方案
对厂房基础处理的方案选择,主要遵循以下四条原则,即安全性、科学性、经济性和可操作性,然后根据工程的具体情况,选择一个相对合适的基础处理方案。设计先后考虑了强夯、桩基和固结灌浆三种处理方案。
2.2.1 强夯法
强夯法是在极短的时间内对地基土体施加一个巨大的冲击能量,使得土体发生一系列的物理变化,如土体结构的破坏或液化、排水固结压密以及触变恢复等。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基,一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法,并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。其作用结果使得一定范围内地基强度提高,孔隙挤密并消除湿陷性。强夯法具有加固效果显著、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、节约材料、施工工期短、施工文明和施工费用低等优点,但是对地下水位较高、饱和度较大的碎石土采用强夯法处理,就会使其孔隙水排除很困难,难以压实,且强夯法处理会扰动原状土。
2.2.2 桩基法
桩基由桩和连接桩顶的桩承台(简称承台)组成的深基础或由柱与桩基连接的单桩基础,简称桩基。桩基具有承载力高、沉降量小而较均匀的特点,几乎可以应用于各种工程地质条件和各种类型的工程,尤其是适用于建筑在软弱地基上的重型建(构)筑物。用桩基处理基础,抗震效果很好,但由于桩基种类繁多,施工工序复杂,施工工艺差异大,加之地层变化复杂,施工过程中可能会使桩身出现缩径,扩径,夹泥,离析,断桩等缺陷,并且要求深入稳定土层的深度较大,对深覆盖层基础而言,势必会增加投资。
2.2.3 固结灌浆
固结灌浆为改善节理裂隙发育或有破碎带的岩石的物理力学性能而进行的灌浆工程,其主要作用是:①提高岩体的整体性与均质性;②提高岩体的抗压强度与弹性模量;③减少岩体的变形与不均匀沉陷。采用固结灌浆方法能将松散的地基固结成整体,形成持力层,对提高地基承载力、防止地基沉降、减小不均匀沉降量及抵御地震破坏都有很好的作用。
2.3 基础处理施工和其他处理
厂房基础处理的施工要依据所选择的厂房基础处理方案。不同的厂房基础处理方案对应不同的厂房基础处理施工。水电站厂房的其他处理要根据厂房的具置以及具体要求,具体问题具体分析,力求做到最好。
安全、质量保证措施
3.1 深化安全教育,强化安全意识
所有参加施工人员在上岗前进行安全教育和技术培训,坚持“预防为主,安全第一”的宗旨,安全员和特殊工种全部持证上岗,并配备相应的劳保用品和工具。
3.2 安全操作,遵守劳动纪律
参加施工的所有工作人员和作业人员,都将严格按照相应的安全操作规范和程序进行施工,严肃劳动纪律,严禁出现违章指挥与违章作业。
参考文献:
【关键词】水泥厂;给排水设计;施工;注意事项
一般情况下,给水处理、输水管线、厂区给排水管线、辅助生产设施给排水、污水处理、取水泵站、中水系统以及车间内的给排水等都属于水泥厂在给排水方面的设计施工范围。作为水泥厂建设中的重要组成部分,水泥厂的给排水的设计施工既有专业上的普遍性,同时又具有行业上的特殊性。所以,要想保障水泥厂各种生产设备的正常运行,保障各项生产程序的顺利完成,必须对水泥厂给排水设计施工给予足够的重视,将设计施工中的每一个细节都认真的做好。
一、水泥厂给水系统设计施工中的注意事项
水泥厂中冷却水的用水量在水泥厂总用水量中占到的比例在五分之四以上,为了更好的保护水泥厂的用水资源,在实现降低水泥厂给水成本的同时,还能够保障不对环境造成污染和伤害,应该对水泥厂的冷却水系统采取的方法是对给水的循环再利用。压力回流循环水系统是水泥厂给排水设计施工中优先使用的方法,这种方法能够对循环管道的剩余压力进行有效的利用,实现能量的节约,减少给水的损耗和补充水的使用量。
1.设置自动的排气阀门
在循环给水系统停止给水然后又再次开启的时候,给水系统的管道中会存积大量的空气,如果缺少排气装置,将会对回水的畅通性造成严重的影响。所以,当水泥厂的给水系统使用压力回水的时候,必须将自动排气装置设置在给水管道系统的最高点上。如果将自闭阀设置在给水系统的最顶层,那么也应该将自动排气装置设置在循环水系统最高点处。如果缺少自动排气阀门装置,在恢复给水系统的供水之后,给水系统的管道中存积的空气就会在给水管道的顶部形成一个空气压缩区,当自闭阀开启之后,管道中的压缩空气就会在压力的作用下随着水流喷出。但是如果加设自动的排气装置,就可以保持回水的畅通度,避免水泥厂污水的随意喷溅。
2.在地面设置龙门弯
当水泥厂室外的地下阀门发生故障或者是损坏的时候,埋在地下的给水管道不能够及时的进行伸缩,在进行阀门的更换的时候,无法将法兰垫片塞到阀门中,甚至需要割断管道或者是挖地坑,不仅造成了长时间的停水,对水泥厂的生产工作造成了很大的影响,而且还费时费力。这就需要我们在设计施工的过程中,在每一个阀门和法兰连接的地方设置一个龙门弯。这样不仅能将阀门安装在地面上,而且可以同时起到膨胀伸缩节的效果。地面龙门弯的设置能够缩短对给水系统检修的时间,提高工作的效率。一方面减少了投入的资费,另一方面还能够省去很多的修理工作中的麻烦。这种装置在实际的水泥厂的给水系统中发挥着重要的作用,所以应该成为水泥厂给水系统中加以推广的设计设施。
3.设置可曲挠橡胶接头
在对水泥厂的水泵房进行设计施工的过程中,应该在水泵的进出水管道上安装可曲挠橡胶接头,在对水泵房的基础浇筑过程中出现的偏差进行调节的时候,还能够起到消除水泵房噪音和减震的功能。
4.压力循环水环节中的阀门设计
水泥厂的给水系统设计中,循环水的生产环节中大多采用的是压力回水的方式,在设计施工的规范中规定,在管网中只要有3-5个用水点,就要设置相应的阀门控制。事实上,也可以在每个给水系统的进车间给水管道上设置阀门。由于水泥厂排水系统的循环水使用压力回水的方式,所以要想确保水路畅通在回水管道上就要增加相应的阀门。这样就可以保证将每个车间建设为单个的独立系统,就不会对其他的车间造成影响。在对管道的故障进行检修或者是对管道进行试查的时候,又能保障各个车间能够相互独立、互不影响。在车间内进出水的特别连接处设置放空阀和管道,当冬季停产或者是设备检修的时候,可以将设备中的冷却水给放空,避免设备被冻坏,同时也有利于检修工作。由于循环水泵一般都是一用一备,如果一台运转就是系统正常运行,所以必须要确保一台循环水泵的不断运行,这样才能说明整个系统是正常状态。同时打开设备上的连通阀,保障循环水的流动,减少设备的冻伤情况。另外,为了防止冬季过冷、夏季过热对循环水道造成不良影响,冬季要注意做好循环水道的保温工作,夏季做好循环水道的降温工作。
5.使用具有节水节能功能的设备和产品
随着社会经济的发展,环保理念也在生产领域得到了大规模的宣传和实践,在水泥厂的给水设计施工中,要对水泥厂的实际产出比率进行综合的考虑,然后选择新型管材和节能设备,实现节能降耗的目的,减少水泥厂的水质污染以及水量的渗漏,实现水泥厂在给水系统中的完美设计和施工,从而保障水泥厂的正常生产工作。
二、水泥厂排水系统设计施工中的注意事项
生活污水、生产废水、雨水排水等都属于水泥厂的排水内容。这个水泥厂的污水通过污水管网进入水泥厂的污水处理站,经过处理达到国家相关规定的标准之后,才能够回流到水泥厂的中区水管道中进行再利用。
1.科学合理的选取管径
水泥厂的排水系统的设计施工中首先应该注意的一个问题就是对管径进行科学合理的选择。输水管径过小容易在排水过程中发生堵塞现象,疏通的过程中也比较困难。水泥厂的排水管一般埋在地下,这是与地面排水系统不一样的地方。如果是地面排水系统的雨水沟堵塞,可以在地面上直接挖开进行疏通。但是对于水泥厂的排水系统应该在30米左右设置检查井,这样即使水道阻塞也可以通过检查井进行疏通,这样就能及时解决排水阻塞的问题,降低施工和维修的成本。
2.设置中和池
目前,我国大多数的水泥厂都是采用的循环给水的系统,这种系统产生的生活污水和生产废水比较少,但是水泥厂实验室中排放出来的水存在很大的酸碱度问题。中和池在水泥厂排水设施中表面上作用不大,甚至还会增加排水设施建设的成本,但是站在整个水循环的角度来看,水泥厂排水系统设置中和池是十分必要的。目前我国水泥厂排水设施中很少有中和池,大都是在污水处理时才设置中和池。但是如果水泥厂实验室直接排放的污水酸碱度不合适就会污染附近的水源以及其他的相关资源,表面上看与水泥厂无关,但也是对国家资产的破坏和浪费。所以,需要在水泥厂的排水设计施工中,针对水泥厂实验室排放水的酸碱度设置相应的中和池,让排出的水在中和池中经过中和达到排放标准之后再进行排放。
结束语:
综上所述,在水泥厂的给水和排水系统的设计和施工过程中,应该做好水泥厂各个用水点的统计工作,采取一水多用、循环用水以及中水回用的措施,减少水泥厂污水废水的排放,提高水资源的利用率。水泥厂在对给水和排水系统进行设计和施工的时候,应该结合水泥厂的生产工艺和实际生产情况,对长期运行和近期的投资做一个对比,再加上对环保理念的考虑,选择一个最优方案,实现水泥厂给水和排水的顺畅,保障水泥厂正常生产活动的顺利进行。
参考文献:
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[2] 李经波.建筑给排水设计的几点经验[J].考试周刊,2011(16).
[3] 吴思谦.对高层建筑给排水及消防设计方法探讨[J].华章,2011(24).
[4] 罗佳佳.高层建筑消防系统设计探讨[J].廊坊师范学院学报(自然科学版),2011(01) .
关键词:地下厂房;开挖;施工通道;通风
1 工程概况
岩滩水电站位于广西壮族自治区大化县境内岩滩镇红水河上,坝址上游166km接龙滩水电站,下游83km有大化水电站,坝址以上控制流域面积10.66万km2,占全流域面积81.4%,电站总装机容量1810MW,其中包括一期工程装机容量1210MW,扩建工程装机容量600MW。
岩滩水电站扩建工程,主要布置于一期工程厂房右侧80m的山体内,为地下式厂房,装机容量2×300MW。枢纽主要建筑物有进水口、引水隧洞、主厂房、副厂房、安装间、交通洞、排风洞、主变室、尾水隧洞和厂房运输洞等洞室组成。地下厂房为首部式布置,引水隧洞、尾水隧洞均采用一机一洞布置。地下厂房纵轴线与一期工程坝轴线成35°交角,右端往上游偏转。地下厂房开挖宽度28.3~30.0m,最大开挖高度74.55m。
厂区第四系覆盖层不厚,主要地层为晚古生代华力西期辉绿岩(β μ)和后期石英脉侵入而形成的石英脉岩(q)和蚀变辉绿岩(D β μ),上游明渠局部有下二叠统栖霞阶(P1q)大理岩夹角岩分布。本工程地下厂房洞室群均属于浅埋型,属中等应力水平。厂区洞室全为辉绿岩侵入体的中心相上层暗色状粗晶辉长辉绿岩和下层浅色条带状粗晶辉绿岩。主要矿物成分为白色基性斜长石和暗色普通辉石,具辉长辉绿结构和流动定向条带构造。
厂区洞室围岩以横河向分布的F48陡立逆断层为分界线,下盘上游侧绝大部为Ⅱ类围岩,深部低高程为Ⅰ类,上盘下游侧为Ⅲ类。Ⅲ类围岩与Ⅱ类围岩主要区别是陡倾角小断层较多,且有少量松软岩分布构成软弱面,陡、缓倾角节理发育较密,有少量地下水影响。
2 地下厂房施工特点
本工程为地下工程,受工作面的限制,地下厂房的开挖必须通过设置施工通道才能进行施工作业,且地下厂房的高度较高,必须进行分层开挖,每个开挖分层须布置施工通道;施工排烟条件差,需布置专门通风排烟设施;有少量的地下水,需采取施工期排水措施。
3 地下厂房施工
3.1 开挖程序设计
地下厂房的开挖施工按顶拱、上部、中部及下部四个部分共分十层进行开挖施工。
顶拱为188.00m~179.60m分一层;上部为179.60m~171.60m共分二层;中部为171.60m~1138.00m共分四层;下部为138.00m~113.45m共三层。地下厂房开挖分层设计见图1及图2。
3.2 施工通道布置
地下厂房施工时,永水工建筑物中能够被利用作施工通道的有排风洞、进厂运输洞、引水隧洞、尾水管、尾水隧洞;为满足施工要求,需另布置引水隧洞施工支洞、尾水隧洞施工支洞、尾水管施工支洞和厂房主变室顶拱施工支洞。
顶拱188.00m~179.60m按一层开挖,先中间导洞(宽10.0m)推进,后两侧(各宽10.0m)扩挖跟进,通过厂房排风洞、厂房主变室顶拱施工支洞出碴,
上部179.60m~171.60m,共分两层进行开挖(①179.60m~176.60m,②176.60m~171.60m),逐层开挖逐层支护,通过竖井溜碴至地下厂房中部164.00m,通过进厂运输洞出碴;
中部171.60m~138.00m,共分四层进行开挖施工(①171.60m~164.00m,②164.00m~155.00m,③155.00m~138.00m),逐层开挖逐层支护,通过竖井溜碴至141.5m,通过引水隧洞、引水隧洞施工支洞、进厂运输洞出碴。
下部138.00m~113.45m,共分三层进行开挖施工(①138.00m~130.00m,②130.00m~123.00m,③123.00m~113.45m),逐层开挖逐层支护,通过竖井溜碴至113.45m,通过尾水管、尾水管施工支洞、尾水隧洞施工支洞、进厂运输洞出碴。各部分的施工通道布置详见图3。
3.3 出碴运输方式
地下厂房的施工运输方式均采用无轨运输方式。
开挖主要通过以下4条通道出碴。①顶拱出碴通道:厂房排风洞、厂房主变室顶拱施工支洞;②上部出碴通道:进厂运输洞;③中部出碴通道:引水隧洞、引水隧洞施工支洞、进厂运输洞;④下部出碴通道:尾水管、尾水管施工支洞、尾水主洞施工支洞、进厂运输洞。
4 施工通风
由于地下厂房受地形条件的限制,施工地下厂房开挖施工期间通风十分困难,需布置专门的通风通道用设施才能满足工程施工通风排烟要求。
根据地下厂房的施工规划,地下厂房在施工期可利用永久洞室结合施工支洞作为临时的通风通道。
在进行地下厂房顶拱施工时可利用厂房排风竖井及厂房排风洞作为通风通道;进行中上部、下部及底部施工时,可利用厂房排风竖井、厂房排风洞、进厂运输洞作为主要的通风排烟通道。
5 施工排水
地下厂房在施工期,积水主要是通过岩体渗入基坑的地下水和由于施工所产生的废水。地下厂房的施工排水采用潜水泵抽排,水泵的高程根据开挖的进程不断调整。主厂房未开挖贯通前,主厂房顶拱部分开挖的施工排水通过排风洞向外抽排;主厂房开挖贯通后,在进厂运输洞设一个集水井,所有的积水抽到进厂运输洞集水井,再通过多级离心泵抽排至洞外。
6 结语
本工程装机规模较大,技术经济指标优越,地下厂房施工为本工程的关键线路,采用先进、合理的施工组织设计,研究地下厂房的总体施工布置,缩短地下厂房开挖的施工工期,具有重大的经济效益和现实意义,岩滩水电站扩建工程是我国在建的大型地下工程之一,其施工总体布置方案直接影响到工程的施工工期,研究各洞室的施工方案、出碴方式、施工通风技术等问题将促进我国地下洞室群施工技术的进步。
参考文献
[1] 康世荣、陈东山、赵端伟,等.水利水电工程施工组织设计手册[M].北京:水利电力出版社,1986:165-167。
关键词:污水处理厂 质量难点 管理
一、工程概况
平洲污水处理厂三期扩建工程为佛山市的节能减排工程,日处理污水能力为6万吨,采用CASS工艺。该工程由进水泵房及粗格栅、细格栅及沉砂池、CASS池、重力浓缩池、消毒渠、配电房、鼓风机房等单项工程组成,工程技术先进,工艺较为复杂,总投资为0.886亿元。工程于2010年3月开工建设,2010年11月30日竣工验收,工作量大,工期紧,在污水处理厂的前期筹备及项目实施阶段,工程管理人员不断学习和借鉴国内外先进的施工技术和管理经验,结合本工程的具体情况,加强了对工程施工的质量控制。现将工程建设中的具体管理方法和经验阐述如下,可供污水处理厂工程建设管理的同行作技术参考。
二、污水处理厂施工过程的质量难点及解决办法
(一)标高复杂,变化多
污水处理厂各建筑物、构筑物、管线标高错综复杂,变化幅度大,有的深埋地下,如进水泵房及粗格栅的底板标高为-10.2米,有的高耸空中,如污泥料仓走道板标高为12.8米,如果标高错误,将影响工艺影响工艺生产,甚至无法运营。为了确保标高的正确无误,各参建人员尤其施工单位工程管理人员必须熟悉工艺流程图、标高剖面图。在工程建设过程中,施工单位应成立测量小组,专门负责标高控制工作严格执行自检、交接检等自控措施,另外,监理单位要严把验收关,确保标高准确无误。
(二)土建预留预埋多
施工过程中各种预留孔洞、线管、设备基础特别多,尤其是设备基础,如标高、尺寸、位置不符合要求,将导致设备无法安装。在施工过程中,要求施工单位成立预埋专业小组,负责设备的预留预埋工作。当土建工程需要隐蔽前,必须经预埋小组及监理单位检查验收后,才能进行下道工序的施工。除了施工、监理的严格把关外,还可以要求设备供应商提前介入工程建设,现场技术指导,保证预留预埋的正确性。
(三)沉井施工
本工程的进水泵房及粗格栅为深基坑工程,平面尺寸为20*16.8米,刃脚底标高为-13.5米。该工程采取沉井工艺下沉,工程量很大,质量控制点多,稍有不慎,即会引起质量问题甚至质量安全事故。下沉过程中,有时会出现倾斜、位移及扭转等情况,应加强观测,及时发现并采取措施纠正。施工中可进行预防,如沉井已经倾斜,可采取在刃脚较高一侧加强挖土并在较低的一侧回填砂石,必要时配以井外射水,或局部偏心压载,都可使偏斜得到较好的纠正。位移产生的原因大多由于倾斜导致,纠正的措施一般是使沉井向位移相反方向倾斜,再沿倾斜方向下沉,待刃脚中心与设计中心位置吻合时, 再纠正倾斜。
(四)防水混凝土施工
各水池混凝土均为结构自防水土,混凝土防水等级分别为P6、P8。如混凝土施工质量不合格,将导致水池渗漏水。施工前进行图纸会审,解决设计图中存在问题,审查施工方案中后浇带的位置是否合适,后浇带的做法是否合理;预埋件的设计是否有利于防水,施工缝的设置、划分是否合理。施工缝、变形缝、后浇带、穿墙管道防水节点做法是否符合设计及规范要求是否有质量保证措施。考察商品混凝土厂家和实验室,根据设计的要求和现场实际情况,提出商品混凝土技术要求并在实验室适配,最终确定其配合比。
(五)鼓风机房的高支模施工
鼓风机房为近期远期合建,因工艺需要,单层层高为10.5米,建筑面积为126平方米,施工难度较大。根据《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》,属于高大模板施工,危险性大,施工单位编制专项方案后,建设单位组织专家论证,审查方案的安全可行性,质量安全保障的可靠性,保证支撑体系的强度、刚度、稳定性符合要求。施工过程中,严格执行经审批的方案,采用钢管满堂红脚手架作支撑,浇筑混凝土过程中,监理人员全程旁站,密切关注支撑体系的变化,确保工程安全、顺利施工。
(六)机电设备的安装和调试
安装机电设备时,除严格按照图纸和有关规范要求进行外,还要从工程总体角度综合考虑,弄清各道工序之间的相互关系,避免人为质量事故的发生。在进行设备调试时,要参照设备说明书,根据实际情况,制定周密的调试方案和应急预案。对在调试过程中可能出现的各种意外情况,要做好充分的准备。
三、施工中可借鉴的质量管理经验
(一)熟悉污水处理厂建设工程生产工艺流程及工艺要求
污水处理厂建设工程不同于一般土建工程,因有其特殊工艺要求,所以施工前要特别注重图纸会审以及施工技术交底工作,领会设计意图,掌握设计要求,关键部位、复杂工序施工前应单独编制施工技术方案及进行施工技术交底。土建施工过程中,施工单位和监理单位应熟悉该工程工艺流程及要求,积极、主动与参建各方沟通、联系和协调, 减少工作失误和返工现象。
(二)建立健全完整的质量管理体系
1 、施工单位的质量管理体系
污水处理工程涉及的专业面广,既有建筑、结构、给排水、电气还有设备、智能化、环境保护等专业,施工单位的项目管理人员,除了具备良好的管理能力,还需要具备扎实的专业技术知识。同时,项目部必须建立健全的质量保证体系,如技术交底制度、材料进场检验制度、过程三检制度、质量否决制度、成品保护制度等规章制度,尤其需要制定质量文件记录制度。各类现场操作记录及材料试验记录、质量检验记录等要妥善保管,特别是各类工序接口的处理,应详细记录当时的情况,如果发生纠纷时,可以理清各方责任。通过制度的指引、约束,确保工程质量。
2、监理单位的质量管理体系
监理单位受建设单位的委托,实施工程项目管理,对工程质量负有监理责任。在施工管理过程中,抓“重点部位”的质量控制,对工程施工做到全过程、全方位的质量监控,从而有效的实现工程项目施工的全面质量控制。能否保证工程质量,决定监理工作的成败。总监理工程师作为项目负责人,必须具有良好的沟通协调能力,带领项目部管理团队,对施工单位从人员、材料、机械、环境、设备等方面的投入进行监控。在管理过程中,一切以书面为根据,一切以数据说话,做好提前预控,对重点部位、关键工序进行动态控制。为做好质量控制工作,应做好以下工作,首先,建立健全的质量保证体系,加强合同管理,其次,事前预防,施工操作事先指导;第三,过程动态控制,事中认真检查;第四,事后验收,及时处理质量问题。
3、建设单位的质量管理
对建设单位而言,在工程质量管理中必须起主导作用,才能确保污水处理厂建设的工程质量工作的有序可控。首先,建设单位要抓好自身建设,完善工程质量管理的各项制度,创新管理体系,要形成优秀的管理团队;其二,全过程质量管理,要重视可研、初设等前期工作,特别是对于工程质量起决定作用的勘察设计工作,必须加大质量管理的力度;其三,严格准入,做好监督,检查落实各参建单位的资质、人员持证上岗情况,监督各参建单位建立健全的质量管理体系,并保证体系的有效运行;其四,严格执行合同,约束与激励并行。要通过制定合同,依法约束合同的各方,形成风险分担和利益共享的良性局面。
关键词:水电工程;档案管理;信息资源共享
中图分类号:G275文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)30-0119-02
目前,我国水电建设进入快速发展时期,不同规模及型式的水电工程项目如雨后春笋,星罗棋布在各条江河上。每时每刻都有成千上万的建设者酣战在这些工程项目上。作为水电工程建设管理重要内容的水电工程建设档案管理,是水电工程达标投产六项考核项目指标之一。为此,在做好水电工程建设的同时,必须做好水电工程档案的形成、积累、收集、整理与归档等工作。本文针对各水电开发企业在加快推进水电工程项目时,发生水电工程建设档案管理脱节等常见问题提出解决或改进的办法和措施,以供参考。
1水电工程建设档案管理的特点
一般水电工程建设项目投资大、周期长、环节多、内外部协作复杂,所形成的档案有如下特点:
1.1数量大、种类多
水电工程建设是一个庞大的系统工程,由一个个单项或专项工程项目组成。从项目立项、核准到开工、建设,再到项目竣工,长达5~8年,甚至多达十多年。长时间所产生的文件包括勘测设计、招标投标、配套供电交通、土木工程,设备安装,管道线路铺设、装饰装修等资料,并经文字、图纸、图表、声像、照片、实物标本等形式记载,形成数量巨大、种类繁多的工程建设档案。
1.2价值高
水电工程建设档案产生于水电工程项目建设的参建各方,在工程建设过程中,涉及质量评定、事故原因分析、索赔与反索赔、阶段验收和竣工验收,以及日常管理中不可替代的重要依据,也是在工程建成后进行运行、维护管理中不可缺少的参考资料。
1.3综合性强
水电工程建设涉及面广,牵涉到电力、交通、水利、通讯、消防、市政、生态环境、土木工程等各个方面,使形成的水电工程建设档案专业性、综合性强。
2水电工程建设档案管理的常见问题
从上世纪80年代中期开始,在我国水电建设行业中,陆续推行项目法人制、招标投标制、合同管理制及建设监理制,开始了流域梯级水电开发建管结合等方面的探索,水电工程建设档案管理也取得了重大进步,但水电工程建设档案管理目前还存在以下问题:
2.1重工程建设,轻档案管理
为使工程项目尽快发挥效益,业主和参建单位在工程建设过程中往往只注重工程的有形建设,忽视档案资料的作用,档案管理意识淡薄,未把工程档案管理纳入日常工程建设管理中,特别是在施工阶段面临工期紧、施工任务重等情况下,只重视建设项目的进度、质量和资金的控制,而忽视了工程档案资料的收集、整编等工作,使工程档案管理与工程建设不能同步进行。
2.2档案管理规章制度不健全且执行不到位
水电工程建设档案管理点多、面广、量大,牵涉单位多,且各单位各自相互独立。由于工程建设档案管理规章制度不健全,其实施细则未及时跟上,缺乏完善的约束机制;加上档案管理不重视,造成执行不到位,出现档案管理工作相互推诿、搪塞、忽视,以及不愿配合、不予支持等不良现象。
2.3档案归档不及时且质量不高
水电工程建设长达数年,而档案文件的收集整理工作又具有持续性,受水电工程建设参建单位多,工期长、人员变动大等因素影响,各单位对建设过程中形成的资料未及时收集和妥善保管,档案资料不能按规定及时移交和定期整理归档。等到工程项目完工需办理竣工验收手续时,再来组织大量的人力、物力,突击补充档案资料,导致工程竣工档案“事后算总账”的被动局面,档案资料的真实性、完整性、准确性难以控制。
2.4档案管理人员配备不足且素质不高
因对工程建设档案管理不重视,企业或参建单位配备的档案人员少,多为兼职人员,档案管理人员工作稳定性差,而且对水利工程档案收集、整编、管理等要求不够熟悉,使得水电工程档案管理质量较差,无法达到国家规定的档案管理验收标准。
2.5档案现代化管理水平不高且信息资源未共享
在实际工作中,各参建单位不同程度地存在着重视纸质文件的归档,轻视电子文件的收集归档,纸质档案与电子文件档案未同步管理,工程档案信息未实现共享。
3应对水电工程建设档案管理问题的措施
3.1加大宣传力度,增强档案意识
为加强对水电工程建设档案的有序管理,在工程项目开始时,就应对来自四面八方的参建单位及人员进行档案法律法规的宣传教育,增强工程档案意识,争取各方面的配合与支持,提高他们做好水电工程建设档案管理的自觉性和责任感。尤其要向各参建单位的现场领导宣传,以增强他们的档案意识,树立“依法治档”的观念,争取他们的重视和支持,摆脱档案管理的处于被动的局面。
3.2完善制度,规范档案管理
一要根据国家及行业的有关法律、法规,结合水电工程建设情况完善制度,建立科学、合理、适用、可操作性强的工程建设档案管理制度,对组织体系、职责、考核,以及文件材料的形成、收集、归档范围、分类、整理、移交等流程,都应明确规定,实现档案管理规范统一、有章可循;二要制定水电工程建设档案管理工作约束机制,将工程档案管理工作纳入工程建设目标管理,并将其纳入有关部门的职责范围,明确责任指标,严格考核;三要提高执行力,严格落实档案管理规定,实行档案工作与工程建设“三同步”,执行档案人员“三参加”,落实档案工作“四纳入”,从源头上为竣工资料的建档打好基础。
3.3加强队伍建设,提高业务素质
一方面配足档案人员,保证档案人员的相对稳定。条件允许的,应配备专业人员专门管理;条件不允许的,也要设法提高档案工作者积极性和工作热情,使其安心工作。另一方面,加强业务培训,主要包括三方面的培训:首先是档案业务、工程专业基础知识的培训,使档案人员对工程文件的形成、收集、整理、归档有明确的认识,又懂得工程施工流程,从而更有利于归档工作的开展;其次对工程技术和行政管理人员进行档案知识培训,使他们掌握档案方面的有关规定和要求,督促相关人员严格按标准执行;最后,对项目建设单位的档案专业人员进行工程文件编制的现场指导,通过“传、帮、带”的形式,提高参建各方专兼职档案人员的业务素质和专业技能。
3.4深化过程控制,实行全程跟踪
为实现工程档案及时归档和案卷的真实性、完整性、准确性,需做好工程档案事前介入、事中控制、事后把关,使其渗透于工程建设各阶段、各环节中。为此,在启动工程时就应预先谋划,自工程立项开工前就将档案工作列入议事日程,建立健全档案管理体系,制定明确的目标和计划;在工程开工准备阶段统一标准,要求各参建单位指定分管档案工作负责人,并建立覆盖全项目档案工作管理网络,配备专职档案员,明确业主、施工及监理单位等各方的职责,并将有关档案管理制度标准和要求传达到到各参建方,以提高各方对档案工作的认识,统一标准;在工程施工阶段实时监控,在检查工程项目质量、进度时,同步检查档案资料的形成、管理情况,重点检查和指导各参建单位项目档案人员如何立卷,检查案卷质量是否符合要求,对于容易疏忽的问题和容易出错的案卷材料重点检查;在工程竣工验收阶段,重点加强案卷整理做好缺陷工程和未完工程及暂时未归档的文件材料的跟踪、检查,同时指导和检查竣工图制作、文件材料的质量情况,以及案卷和卷内目录的填写、图纸折叠、装订等是否规范、标准、统一,发现问题及时整改。
3.5加强电子文件管理,开发档案信息资源
首先要有一套既能迅速地完成目录输入、修改、打印,又能准确、快速地进行数据审核、转储、查询、统计等操作的档案管理软件;其次加快纸质档案信息的录入速度,推进档案信息资源共享,建立档案目录系统数据库;最后要加强电子档案的管理,实现纸质档案与电子档案的同步管理,开发重要档案全息数据库,实现重要档案的全息机检,真正实现档案资源共享,为水电工程建设管理服务。
关键词:公路 设计 选线 方案
引言
台山核电厂淡水水源工程的新松水库位于台山市赤溪镇的曹冲河,水库距台山市约60km,距台山核电厂约15km。坝址距新台高速浮石立交出口约28km,距西部沿海高速都斛出口约18km,现有外部交通条件较好。台山核电厂淡水水源工程通过在曹冲河建设水库,用输水管道将淡水输送至核电厂淡水厂,拟建进库道路连接水库坝址与台山核电厂的进场道路。目前,从旧赤溪镇到水库坝址,只有一条长约8km的简易泥结石道路可走。但该现有简易道路等级低,平面弯道多、转弯半径小、会车时错车困难,不能满足本工程施工期与运行管理期的交通使用要求,故须对进库道路进行配套建设。
1进库道路技术标准的确定
1.1道路等级标准的确定
进库道路是台山核电厂淡水水源工程的专用道路。经过对枢纽日常交通量的分析,对于设计水平年,预计对外交通道路的双向通行交通量小于1000辆/日。双车道四级道路可满足本工程施工高峰期的最大交通量。考虑工程的建设规模、重要性和施工期车辆交通情况,根据规范要求,结合当地实际情况,经综合分析,进库道路按四级公路标准设计。
1.2路线主要设计指标确定
进库道路按四级公路标准设计,设计速度为20km/h,设两车道,路面宽为6.0m,每侧土路肩宽为0.5m,路基宽7.0m。根据交通量组成与项目交通量、地质条件及主体工程施工的具体特点,施工期间行驶施工运输车辆较多,故采用高级路面。汽车荷载等级按公路等级采用公路-Ⅱ级,并采用施工运输车辆的实际最大荷载(约50t)进行复核。路基设计洪水频率参照《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)的规定,路基设计洪水频率为1/25。
1.3道路横断面结构型式
进库道路路面结构:采用水泥混凝土路面。路堑挖方边坡根据地质报告资料,按岩体风化程度不同来选取相应的开挖坡比值。挖方边坡高度大于10m时,采用分级边坡,第一级边坡高度为8m,其余每级均为10m。路堤填方边坡填筑坡比值根据路基填料种类、地形等条件而定。第一级边坡坡比采用1:1.5,第二级至起其坡比采用1:1.75。地面横向坡度较陡路段在路堤下方设置挡墙,其中涵洞则与挡墙结合。
2进库道路路线方案设计比选
2.1选线原则
选择路线方案进行初步设计时需要充分利用地形、地势,尽量少出现回头弯;
选择地质稳定、水文地质条件好的地带通过,避开软基、泥沼、排水不良的低洼地等不良地段,避免穿过密集居民区、村庄;少占耕地、少拆迁,多利用山地,有条件的地方结合现有道路,使路线总里程较短、地形坡度较平缓、转弯舒顺;减少开挖量,避开高边坡等地段,减少水土流失;结合主体工程建筑物布置。
2.2路线方案布置
根据以上选线原则,及道路技术标准的约束,结合核电厂规划进场道路、主体工程建筑物布置及现场地形等具体情况,本阶段初步拟定设计了2条进库道路路线方案,其示意图见图2.2-1。
图2.2-1进库道路路线方案示意图
路线1:从核电厂规划进场道路东阳村南曹冲小学附近接入,经约0.2km海边虾蟹塘边后,沿曹冲河约2.2km,绕过新松村沿曹冲河约1.5km,经西坑,沿山边爬坡约0.8km至水库坝址左坝头,经大坝沿库边0.9km至输水隧洞进口。该路线全长约5.6km,其中0.2km为海边路,3.7km为原河边村路改造,1.7km为新建山边公路。
路线2:从核电厂规划进场道路南阳村南附近接入,经约0.2km海边虾蟹塘边后,沿原村路约1.4km至山边村,过村后沿山边小路0.8km,沿山边爬坡约0.7km至水库右岸垭口,沿库边经0.65km至坝址右坝头;另从垭口修支路0.25km至输水隧洞进口。该路线全长约4.0km,其中0.2km 为海边路,2.2km为原村路改造,1.6km为新建山边公路。
依据确定的道路技术标准根据选线原则对两个路线布置方案在已有1:2000地形图上进行设计并计算路面工程、路基土石方工程、路基防护工程等主要工程的工程量并形成工程量清单,对各路线方案估算其投资。
各路线方案特性见表6.5-1,各路线方案估算投资比较见表6.5-2。
表2.2-1进库道路路线方案特性表
2.3路线比选
由表2.1-1及表2.2-1可知:
从布置上看,路线1和路线2均有局部海边道路连接核电厂进场道路,距核电厂均较远,并需要进行软基处理。其中路线1沿曹冲河边,目前现有道路高程在3m~4m之间,曹冲河10年一遇洪水位高程为6.8m,25年一遇洪水位高程为8.0m,路面高程需加高5m左右,且需要按堤防标准建设,涉及水利设施等其他复杂问题;路线2长度最短,并利用现有的村路,线路较顺畅;从征地移民上看,路线1需要征用路边田地,路线2需要拆除少量房屋;从施工条件上看,路线2最短,但道路施工有可能受当地村民交通影响;从投资上看,路线2投资最少,比路线1少1810万元;综上所述,路线1的其中一段经过曹冲河边,其路面需按堤防的防洪标准进行加高,征用农田较多,涉及水利设施等其他复杂问题;路线2的路线需穿过村庄,但结合主体建筑物布置最合理,长度最短,路线较顺畅,投资最少。经综合比较后,推荐路线2为进库道路的首选方案。
3 结语
台山核电厂淡水水源工程进场道路外部交通条件较好,道路功能特殊,在明确道路的功能后由确定的道路技术标准,按照基本选线原则拟定设计出2条进库道路路线方案,通过方案比较发现路线2对结合主体建筑物布置最合理,长度最短,路线较顺畅,投资最少是符合本道路工程投资和运输效率的路线设计方案。
作 者 简 介
关键词:软岩;隧洞设计及施工;交通洞;石门水电站
中图分类号: TV554 文献标识码: A 文章编号:
1工程概况
呼图壁石门水电站位于新疆维吾尔自治区呼图壁县的西南面,坝址区位于呼图壁河中游河段。本工程是呼图壁河中游河段河流规划中的第三级水电站。水库上游集水面积18811km2,多年平均流量14.4m3/s,水库正常高蓄水位1240.0m,装机容量95MW,库容7751万m3。坝址距县城公路里程约81km,距乌鲁木齐公路里程约151km,坝址上游约2.0 km处有国防公路通过,交通较为便利。
根据施工总布置,在坝址区左岸布置了2条交通洞,分别为坝顶交通洞,长847.46m;石门2#交通洞,长390m。
2场地建设条件
工程枢纽区域位于西干沟出口至右岸河湾地块下游大平台南端近2km河段。河谷地形受岩性控制,已建老坝上游河谷开阔,两岸山体上部为陡峭崖壁,左岸河谷地形为不对称“V”字型,左岸缓右岸陡,坝区右岸斜坡平均坡角35°~50°,坝区左岸1210m以下平均坡角30°~60°,以上为宽缓台地。
坝顶交通洞及石门2#交通洞位置的选定,主要综合考虑工程区域地形、地质情况,并与路线方案结合。按照“早进洞、晚出洞”的原则,尽量减少洞口边仰坡的开挖,保证山体的稳定,保持原地形的植被坡面,力求洞门结构简洁,并与洞口周围环境协调一致。
坝顶交通洞起点桩号K3+530.16m,终点桩号K4+377.618m,全长847.46m;石门2#交通洞起点桩号K9+150m,终点桩号K9+540m,全长390m。如图1所示。
图1 石门坝顶交通洞平面布置图
工程场区内出露侏罗系中统齐古组(J2q) 、上统喀拉扎组(J3k)及白垩系吐谷鲁组第一层(K1tga)等内陆湖相碎屑沉积岩地层。第四系集中分布于老坝前两岸中、下部及坝后河床,以冲积砂卵砾石及坡、崩积块碎石为主。
石门水电站场内交通洞平均埋深为30~130m。穿越地层为J2q薄层、中厚层砂岩夹泥岩及粉砂质泥岩,J3k厚层岩屑砂岩、巨厚层状砾岩,K1tga、K1tgb薄层、极薄层、中厚层粉砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩等。如图2所示。
图2 石门坝顶交通洞地质剖面图
3交通洞围岩的基本特征
3.1软岩的基本概念
按照《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011)的规定,软岩和极软岩,岩石单轴饱和抗压强度极低,较软岩为30MPa≥Rb﹥15Mpa,软岩为15MPa≥Rb﹥5Mpa,而极软岩则小于5Mpa,从岩体结构而言则多为松散、破碎。此种强度的岩体多出现于第三系和第四系地层,由于强度极低所以洞室开挖后受应力重新分布和施工过程中的扰动,岩体自稳能力差,易于塌方,所以岩体力学指标是评价隧道围岩稳定的重要参数,经过统计石门场内交通洞软岩段洞室约占30%。
3.2 交通洞围岩力学性质
石门水电站场内交通洞围岩力学性质见表1。由表1可知:J3k砂岩、砾岩饱和单轴抗压强度在30~60MPa之间,软化系数大于0.75,属抗水性较好的中硬岩。而J2q泥岩、泥质砂岩类饱和单轴抗压强度小于30MPa,软化系数小于0.75,属抗水性较差的软岩类,因此抗风化能力差、遇水易软化、失水易崩解。
表1岩石力学性质室内试验成果汇总表
3.3交通洞软岩变形规律
根据监测结果,交通洞软岩段洞室开挖后围岩变形有以下特点。
(1)变形量值特别巨大,相当一部分观测断面的实测变形已经大大超过《锚杆喷射混凝土技术规范》(GB 50087-2001)规定的允许值,不完全符合岩石隧洞的变形特征。
(2)洞室开挖后,围岩的流变变形明显,砂岩约占全部变形的25%,泥岩约占55%。
(3)开挖断面的大小对变形影响较大,当仅开挖上导洞时,变形较小;但当开挖下导洞时,随开挖断面扩大,变形迅速增大,尤其是两侧边墙变形极快,对围岩稳定不利。
(4)开挖进尺对围岩变形影响很大,特别是下导洞开挖时,每开挖1m都会产生较大的变形,因此必须采取有效的控制措施。
4设计及施工主要措施
4.1 交通洞断面设计
根据交通部《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)、《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)及需满足电站重大件运输等要求,石门水电站场内交通洞建筑限界确定为7.0m×5.25m,衬砌后断面为圆形,见图3。
图3交通洞净空断面设计
4.2交通洞初期支护、二次衬砌设计
石门水电站坝顶交通洞及石门2#交通洞按新奥法原理设计,采用复合式衬砌。初期支护由湿喷混凝土、锚杆和钢拱架等组成。二次衬砌根据围岩类别不同分别采用钢筋混凝土或混凝土衬砌。
考虑到隧道跨度大、地质条件较复杂的特点,设计中充分运用新奥法来指导隧道的设计和施工。复合式衬砌的支护参数根据围岩类别、工程地质和水文地质条件、地形及埋置深度、结构跨度和拟采用的施工方法等因素,按工程类比方法拟定;并运用有限元程序进行稳定分析。在施工过程中进行监控量测,并对量测信息进行处理、反馈,进一步调整支护参数。
石门坝顶交通洞共设计了3种衬砌型式,其中C5适用于Ⅴ级围岩一般深埋段, C4适用于Ⅳ级围岩一般深埋段,C3适用于Ⅲ级围岩一般深埋段。
同时在Ⅴ级围岩地段设置了增强早期支护的钢支撑。C5型衬砌钢支撑采用18工字钢架,全环设置,钢支撑间距为0.75m。设计中已考虑了围岩预留变形量,其数值为5cm。围岩级别变化处,围岩较差段衬砌向围岩较好段延伸5~10m。石门坝顶交通洞各类复合式衬砌主要支护参数和衬砌结构见表2。
表2 交通洞复合式衬砌结构参数
4.3现场设计原则
由于软岩段洞室开挖后变形量大,空间效应与时间效应较为明显,且地层形成复杂,岩性分布无一定规律,地层中含水量大小也无定数,设计工作必须采用动态设计的原则,根据变形规律确定开挖方式、开挖程序、开挖进尺、一次支护参数、永久衬砌参数与时机。为此采用了如下现场设计原则:
(1)根据施工图阶段提供的地质条件,沿线的地层、岩性和结构设计特点及运行要求,进行专门的安全监测设计,定期、适时开展监测工作,监测项目、监测布置也根据地质变化及时调整。
(2)现场设计代表根据监测结果及时调整洞室的开挖进尺,调整一次支护的参数。
(3)现场地质人员及时进行地质测绘,做出地质预报,遇有重大变化及时通知相关单位采取相应措施。
4.4 主要施工措施
石门水电站场内交通洞采用钻孔爆破法施工,由于软岩段洞室开挖后围岩变形量值巨大,为保障安全施工,防止围岩失稳和杜绝塌方事故,遵循“短进尺,强支护,快衬砌”的原则施工。
4.4.1开挖