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六甲水電站擴(kuò)建工程引水隧洞開挖和溶洞段處理施工技術(shù)論文
[摘要]介紹六甲水電站擴(kuò)建工程引水隧洞在施工中結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況，采取斷面分部開挖法施工，對(duì)不良地段和對(duì)溶洞段進(jìn)行支護(hù)處理的施工技術(shù)。
[關(guān)鍵詞]引水隧洞;斷面分部開挖;溶洞段處理;六甲水電站
O引言
2主要地質(zhì)特征
近幾年來，各大電網(wǎng)對(duì)地方電網(wǎng)實(shí)行峰、谷電價(jià)和峰電超計(jì)劃加價(jià)政策，因此，讓電網(wǎng)中調(diào)節(jié)性能較好的水庫(kù)電站實(shí)行頂峰發(fā)電，多發(fā)峰電，少發(fā)谷電，就能明顯提高地方網(wǎng)的負(fù)荷率和經(jīng)濟(jì)效益，許多水電站在原設(shè)計(jì)時(shí)未考慮電站的調(diào)峰容量，豐水期缺少調(diào)峰能力，因此，對(duì)這些電站進(jìn)行擴(kuò)建，提高電站的調(diào)峰能力是提高電站和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵措施之一。老電站進(jìn)行增容改造是十分必要的，本文介紹了六甲水電站擴(kuò)建工程引水隧洞開挖和溶洞段處理施工技術(shù)中應(yīng)注意的問題。
1工程概況
六甲水電站位于河池市金城區(qū)六甲鎮(zhèn)境內(nèi)，是龍江河上第三個(gè)梯級(jí)水電站，是一個(gè)以發(fā)電為主兼有灌溉效益的小型水電工程，由于水庫(kù)正常水位214.50m與上游撥貢水電站正常尾水位216.80m未銜接，擴(kuò)建工程利用現(xiàn)有工程有利條件，將正常蓄水位抬高至216.50m，擴(kuò)大裝機(jī)容量11.5mW，總裝機(jī)容量達(dá)到22.32mW。主要建筑物由攔河壩加高、新建引水系統(tǒng)、引水式壩后廠房、開關(guān)站和右岸灌溉管組成。
無壓引水隧洞長(zhǎng)度為195m，設(shè)計(jì)底坡i=l/2000，設(shè)計(jì)流量60.2 1113/S，進(jìn)口底板開挖高程211m，連接上游進(jìn)水閘室，出口底板開挖高程210.9m，接壓力前池連接段。開挖斷面為圓拱直墻型，尺寸為6.5m×8.2m(寬×高)，起拱高度6.223m，拱高1.977m，如圖1所示。
進(jìn)口處地形陡峭，巖層裸露，洞口巖石處于弱風(fēng)化狀態(tài)，岸坡的穩(wěn)定性較好。出口段頂板單薄，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，該段巖體分類為IV類，隧洞圍巖穩(wěn)定性較差。洞體穿過左岸雄厚的溶峰，走向平直，洞體圍巖為薄層~中厚層深灰色灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r，夾硅質(zhì)巖條帶，巖層呈平緩褶皺狀，走向北西，傾向北東，傾角10—20。，產(chǎn)狀形式對(duì)洞體圍巖穩(wěn)定較為有利。
樁號(hào)引0+067.6—引0+081.4地質(zhì)條件較為復(fù)雜，有一條寬10.6m橫跨洞線的溶洞，頂部向山頂延伸，底部深度距開挖面為1.5m—2.3m，并出現(xiàn)地下滲透水和大量山體土石坍塌。引0+067.6~引0+069.2和引0+79.8~引0+081.4為斷層破碎帶，斷層角礫巖母巖為灰?guī)r、硅質(zhì)巖，裂隙發(fā)育。
3引水隧洞開挖施工方案
進(jìn)口段挖石方工程量為3 140ni3，出口段挖石方工程量為8930rr13，洞挖石方工程量為9 680m3，結(jié)合施工機(jī)械和技術(shù)水平，采取進(jìn)口、出口兩個(gè)工作面分部開挖掘進(jìn)的施工方法，進(jìn)口段利用喇叭口二期開挖土方做臨時(shí)施工圍堰。除溶洞段和不良地質(zhì)段外，混凝土襯砌均在進(jìn)水口閘室完工以及全洞貫通后進(jìn)行。施工營(yíng)地分別布置在進(jìn)水口段左岸、出水口左岸附近的平整空地上，配備4臺(tái)6rl13電動(dòng)空氣壓縮機(jī)供風(fēng)。利用現(xiàn)有舊廠房進(jìn)場(chǎng)道路和旅游便道作為施工運(yùn)輸?shù)缆罚M(jìn)口段開挖石渣堆放在1#棄土場(chǎng)，運(yùn)距約0.8km，出口段開挖石渣堆放在2#棄土場(chǎng)，運(yùn)距約1.2km開挖遵循《水工建筑物地下開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》DUT5099-1999和《水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》SLA7-94。
3.1進(jìn)口、出口段開挖
進(jìn)口段與進(jìn)水閘室基礎(chǔ)開挖同時(shí)進(jìn)行，設(shè)計(jì)開挖邊坡坡度10.5，開挖高程225m~211m。出口段與壓力前池連接段開挖同時(shí)進(jìn)行，設(shè)計(jì)開挖邊坡坡度1：0.5，開挖高程224.4m~210.9m。施工采取淺孔爆破法，自上而下分三層開挖，設(shè)計(jì)開挖邊坡線處，預(yù)留Im厚度保護(hù)層，采用手風(fēng)鉆進(jìn)行光面爆破，臨近水平建基面保護(hù)層，采取淺孔弱振爆破，盡量減少原地層不受破壞和擾動(dòng)。
3.2洞臉支護(hù)
邊坡開挖完成后，按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行錨桿布孔，錨筋規(guī)格為中22，孔排距均為1.5m，錨筋長(zhǎng)3m，錨筋孔徑采用中50，錨筋孔采用注漿機(jī)回填1：3水泥砂漿，錨筋垂直巖石層面或結(jié)構(gòu)面，噴射C20混凝土厚100mm，排水孔深入巖石0.5m，梅花形2m×2m相間排列。
3.3瀾身開挖
采取鉆孔爆破法，開挖程序?yàn)閿嗝娣植块_挖法，斷面分上、下二層開挖，循環(huán)作業(yè)。主要工序如下：鉆孔準(zhǔn)備、鉆孔、裝藥、設(shè)備撤離、起爆、通風(fēng)排煙、安全檢查、臨時(shí)支撐、出渣準(zhǔn)備、出渣、延長(zhǎng)運(yùn)輸線路和風(fēng)水電管線等。
根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)爆破實(shí)驗(yàn)，施工時(shí)，上層超前掘進(jìn)的距離為2.5m~3m，采取氣腿式風(fēng)動(dòng)沖擊式鑿巖機(jī)鉆孔打眼，布置四角錐形掏槽孔，2個(gè)崩落孑L，以及7個(gè)周邊孔。下層布置6個(gè)垂直炮孑L和7個(gè)水平炮孔�；嫠稍y石采用人工撬挖，清除干凈，工作面各布置1臺(tái)大宇55型挖掘機(jī)挖裝石渣，6輛5t農(nóng)用自卸汽車運(yùn)輸。
3.4不良地段臨時(shí)支護(hù)措施
圍巖破碎段采取短進(jìn)尺，密炮孔、少藥量鉆爆，每進(jìn)1.5m—2m及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。支護(hù)錨筋規(guī)格為中22，孔排距均為1.5m，錨筋長(zhǎng)3m，錨筋孔徑采用中50，錨筋孔采用注漿機(jī)回填1：3水泥砂漿，噴射C20混凝土厚100mm，拱頂每排布3個(gè)排水孔，排距3米，孔深入巖石0.5米，其中l(wèi)孔為頂拱，邊孔與頂拱的中心角為300和600，相間排列，如圖3所示。
3.5溶洞段處理措施
溶洞段塌方趨于穩(wěn)定后，利用底板縱向排水溝把地下滲透水引排出洞外，用1臺(tái)55型小型挖掘機(jī)進(jìn)行裝運(yùn)，大孤石則用手風(fēng)鉆鉆孔打眼爆破卸小。塌方開挖完成，立即進(jìn)行底板埋石混凝土回填(埋石率30%)，基礎(chǔ)預(yù)埋32a號(hào)槽鋼深I(lǐng)m，累計(jì)共完成槽鋼支護(hù)43組，并與鋼筋網(wǎng)焊接牢固。該段襯砌厚度為0.5m，布置雙層鋼筋，襯砌施工分段逐漸進(jìn)行，為防止大石塊落下砸壞槽鋼，增加了橫拉桿和斜支撐，待混凝土澆筑完成后割除。
4施工質(zhì)量控制和安全管理
開挖前編制詳細(xì)的開挖施工措施和支護(hù)方案，嚴(yán)格實(shí)行技術(shù)交底制度，定期檢測(cè)洞室方向、中心線和高程，每次放炮后，均進(jìn)行規(guī)格檢查，實(shí)行班組自檢、互檢和專職檢查相結(jié)合的方法。在起爆后出渣前，清撬所有開挖面上殘留的危石碎塊，確保進(jìn)入洞內(nèi)的人員和機(jī)械設(shè)備的安全。在施工過程中，經(jīng)常檢查已開挖洞段的圍巖穩(wěn)定情況，清撬可能塌落的松動(dòng)巖塊。開挖巖面支護(hù)前用高壓風(fēng)沖干凈，清除巖石碎片、塵埃、碎屑和爆破泥粉，以便檢查圍巖中的軟弱結(jié)構(gòu)面，改進(jìn)支護(hù)措施。
引水隧洞開挖全過程未發(fā)生任何質(zhì)量和安全事故，開挖完畢后，對(duì)斷面的規(guī)格和開挖質(zhì)量進(jìn)行了檢查、校測(cè)和驗(yàn)收，單元工程質(zhì)量評(píng)定全部合格，為后期混凝土襯砌施工提供了有利條件。
5結(jié)論
實(shí)踐證明，本工程的開挖技術(shù)措施和支護(hù)方案是合理可行和正確有效的，也是保證工程質(zhì)量、進(jìn)度和安全的關(guān)鍵。從2007年7月通水發(fā)電至今運(yùn)行良好，經(jīng)過了近3年的考驗(yàn)，保證了水電站正常效益的發(fā)揮。
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